CN102416968A - 一种变形耗能式防撞缓冲技术 - Google Patents
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Abstract
一种变形耗能式防撞缓冲技术。这是一种安全保护技术，主要应用于机动车辆、桥梁堤坝等各种需要防撞缓冲的场合。其核心技术是钉板挤压变形耗能板的结构形式和作用原理。利用变形耗能板受挤压变形的过程，消耗掉碰撞事故中产生的破坏性能量，最大限度地保护生命财产的安全。
Description
技术领域
这是一种安全保护技术，可以广泛应用于交通、水利、国防等各种需要防撞缓冲的领域。例如高速列车车厢间的防撞缓冲、汽车的保险杠、桥墩船闸堤坝等防撞护板、重型武器的保护装甲等等。
背景技术
本技术基于金属材料变形时，因内部分子重新排列而消耗大量能量的原理，设计一种特别的钉板结构，充分挤压变形耗能板，最大限度地消耗掉在发生碰撞事故时出现的破坏性能量。针对具体被保护设备的应用形式会有很大差异，但设计方法是一样的。具体设计计算采用机械设计的成熟技术，便于推广使用。
发明内容
一种用钉板挤压变形耗能板的结构形式，及其设计方法。具体设计时可采用单层结构形式，也可采用双层或多层结构形式。也可以用各种其他方式叠加使用。
一种变形耗能式防撞缓冲技术 说明书
机动车发生碰撞时，主要有两种方式造成乘客伤害或货物损毁。一、由于高速运动的巨大惯性，使乘客或货物发生碰撞；二、由于车体结构发生破坏变形，挤压乘客或货物。
第一种情况主要靠安全带、安全气囊以及牢固可靠的固定方式来减轻伤害。本技术针对第二种情况提供一种解决方案。
我们知道，防弹背心可以在很大程度上保护穿着者的生命安全。实际情况是防弹背心在被打击变形的过程中消耗掉了子弹的能量。本技术是一种结构形式。其基本原理，就是利用一块变形耗能板，在其被挤压变形的过程中，消耗掉事故中出现的破坏性能量，最大限度的保护车体结构，避免其伤害乘客或货物。
图1是本技术的结构形式示意图。
变形耗能板1放在钉板2和钉板3中间，钉板2和钉板3的冲击钉相互错开，用连接板4把钉板2和钉板3沿周边连接起来。发生碰撞事故时，连接板4首先被破坏变形，使钉板上的冲击钉5挤压变形耗能板1，使后者变形破坏，并在此过程中消耗掉事故中出现的破坏性能量。
本技术在使用时需按具体使用的车辆（或其他需保护的设备）进行设计。例如，用于小汽车、运送危险品的大卡车或高速列车，其具体设计会有很大差异。特别要注意，须用塑性材料，不能采用脆性材料制作，以避免动作时碎片飞出造成次生事故。
设计要点如下：
（1）确定防撞结构正常工作时的最大受力。如高速列车连接装置的最大受力；
（2）确定车体结构（或其他需保护的设备）变形破坏前能承受的最大冲击力；
（3） 确定发生事故时可能出现的最大冲击力。
其中（1）用于设计连接板。连接板的强度略高于（1）；（2）用于确定防撞结构动作时的力学参数。从钉板开始挤压变形耗能板，直至事故中出现的破坏性能量耗尽，或钉板被压死，其传递到车体结构（或其他需保护的设备）上的力，始终小于（2）。本发明的核心技术：钉板挤压变形耗能板的结构形式为实现这一点提供了可能性；（3）减（2）表示需要通过防撞结构消耗的能量。如果数值太大（动作时钉板被压死的情况），一级结构不足以完全消耗掉，可以采用多级结构叠加使用。
只需通过调整变形耗能板的材质、厚度和钉板上冲击钉的形状、数量、分布形式（距离、高度层次等）等几个参数，就可以很方便地设计出具体车辆（或其他需保护的设备）所需的产品。
本技术的特点：
1. 动作原理简单，没有会失效的环节，可靠性极高，特别适合做安全保障装置；
2. 材料变形是材料内部分子的重新排列，是分子能的利用，耗能效率非常高；
3. 计算方法是机械设计中的成熟方法，可以针对不同车辆（或其他需保护的设备）进行精确设计；
4. 作用距离小（厘米级），使得防撞结构紧凑，体积小；
5. 结构简单，造价低廉；
6. 可设计成不同外形，甚至可以把钉板、变形耗能板都设计成弯曲的，以适应不同车辆（或其他需保护的设备）的需要；
7. 用塑性材料制作，可以变形破损，但不会向外飞溅造成次生事故；
8. 需要时可用多种方式叠加使用；
9. 使用时容易维护更换。
由于以上特点，本技术的应用范围将非常广泛。除可应用于所有机动车辆的防撞缓冲以外，还可应用于水库桥梁堤坝等的防撞护板、重型武器的防护装甲、以及所有需要防撞缓冲的领域。
Claims (6)
1.由钉板挤压变形耗能板的作用原理和结构形式。
2.带若干（数十至数千）冲击钉的钉板。
3.塑性材料制作的变形耗能板和连接板。
4.钉板上冲击钉的形状、数量及分布形式（间距、高度层次等）的变化均是本技术的不同应用形式。
5.不同的整体外形也是本技术的不同应用形式。
6.使用两层或多层钉板及变形耗能板的叠加使用形式也是本技术的不同应用形式。
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| CN2011102161381A CN102416968A (zh) | 2011-07-30 | 2011-07-30 | 一种变形耗能式防撞缓冲技术 |
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| CN102416968A true CN102416968A (zh) | 2012-04-18 |
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| CN2011102161381A Pending CN102416968A (zh) | 2011-07-30 | 2011-07-30 | 一种变形耗能式防撞缓冲技术 |
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| CN (1) | CN102416968A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
- 2011-07-30 CN CN2011102161381A patent/CN102416968A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20120418 |