CN110294097B - 一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，包括壳体和铝蜂窝结构；铝蜂窝结构置于壳体内部，并与壳体连接；壳体包括侧板，上蒙皮、下蒙皮；上蒙皮的边缘与侧板的上表面连接，下蒙皮的边缘与侧板的下表面连接；铝蜂窝结构为若干铝蜂窝胞格结构组成的阵列结构；铝蜂窝胞格结构包括中空正六面体铝薄板、中空长方体铝薄板、两个V字形铝薄板；中空正六面体铝薄板构成铝蜂窝胞格结构的外轮廓，中空正六面体铝薄板内嵌一中空长方体铝薄板，中空正六面体铝薄板与中空长方体铝薄板之间连接有两个V字形铝薄板；若干铝蜂窝胞格结构相互交织连接在一起，不仅可承受正交三轴的受力，而且可对多向任意角度均具备一定的承载吸能能力。

Description

一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置
技术领域
本发明涉及结构缓冲吸能技术领域，具体说是一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置。
背景技术
直升机、无人机等以其独特的垂直起落、悬停性能和良好的低速特性，以及自转安全着陆等优势广泛应用于军事、民用、消费等领域，但是直升机、无人机存在飞行高度低，非正常接地前驾驶员或者无人机操作员选择操纵动作的反应时间短，易坠地受损等问题，所以其机体结构缺乏抗坠毁设计或者称之为耐撞性设计。
目前，机身主要依靠缓冲结构的塑性变形或破坏来吸收能量，并将作用到乘员身体上的冲击载荷限制在一个可接收的范围内，起到耐撞性作用。目前使用的泡沫金属、波纹梁、波纹板结构、薄壁金属管、蜂窝结构等作为缓冲结构较多；
其中铝蜂窝以其高比强度，比刚度，而且质轻，吸能效果好等优势，被广泛运用。现有铝蜂窝胞格构型诸如三角形蜂窝，正方形蜂窝，六边形蜂窝，甚至是圆形蜂窝构型，传统铝蜂窝构型承载力主要以纵向为主，横向承载性能较弱，当受到横向载荷时，铝蜂窝胞格以层叠的形式叠在一起，失去承载力，性能效果欠佳。传统铝蜂窝结构只能单向起缓冲作用，而直升机坠毁过程受到的冲击载荷方向难确定，现有缓冲结构在工作过程中受到横向扰动，存在过早折断、纵向失稳等问题，缺少抗多向冲击防护缓冲结构的设计与缓冲机理研究，难以满足冲击载荷方向不确定条件下的机身的耐撞性设计。
发明内容
本发明目的是提供一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，以解决现使用铝蜂窝胞格作为缓冲结构多向承载努力较弱的技术问题。
为解决上述缓冲结构单向受力为主，多向承载能力较弱的技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，所述新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1，包括壳体和铝蜂窝结构；所述壳体用于抵抗底部的撞击，所述铝蜂窝结构是用于承载缓冲吸能的装置。
所述铝蜂窝结构置于壳体内部，并与壳体连接，所述壳体作为内部铝蜂窝结构的支撑外壳；
所述壳体包括侧板13、上蒙皮12、下蒙皮14；所述上蒙皮12的边缘与侧板13的上表面连接，所述下蒙皮14的边缘与侧板13的下表面连接；
为解决多方向承载缓冲吸能的问题，铝蜂窝结构为若干铝蜂窝胞格结构11组成的阵列结构；所述壳体对内部的铝蜂窝胞格结构11起到一定的保护作用，以防铝蜂窝胞格结构11受到微小载荷时发生变形，叠压等破坏；
所述铝蜂窝胞格结构11包括中空正六面体铝薄板111、中空长方体铝薄板112、两个V字形铝薄板113；
所述中空正六面体铝薄板111构成铝蜂窝胞格结构11的外轮廓，所述中空正六面体铝薄板111内嵌一中空长方体铝薄板112，所述中空正六面体铝薄板111与中空长方体铝薄板112之间连接有两个V字形铝薄板113；
所述若干铝蜂窝胞格结构11相互交织连接在一起，不仅可承受正交三轴的受力，而且可对多向任意角度均具备一定的承载吸能能力。
在上述方案的基础上，所述新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1用于直升机、无人机、高速铁路列车、高速动车组、高速公路大巴、小汽车、公务车、飞机、轮船、游船或邮轮等。
在上述方案的基础上，所述壳体与铝蜂窝胞格结构11之间采用胶粘的方式连接固定。
在上述方案的基础上，所述侧板13与上蒙皮12、下蒙皮14之间可采用胶粘、螺接或者其他形式连接固定。
在上述方案的基础上，所述侧板13的四角处设有固定座，用于固定新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1。
在上述方案的基础上，中空长方体铝薄板112以垂直于上蒙皮12、下蒙皮14，平行于侧板13的方向内嵌于中空正六面体铝薄板111内。
在上述方案的基础上，所述中空长方体铝薄板112的四个竖边分别与中空正六面体铝薄板111对应的四个面的中线位置连接，使得在横截面上，中空长方体铝薄板112的两个短边与中空正六面体铝薄板111的两个单边形成三角形稳定结构，从而可提供平行于上蒙皮12、下蒙皮14平面多方向载荷的承载缓冲吸能作用。
在上述方案的基础上，所述V字形铝薄板113开口端的两个竖边与中空正六面体铝薄板111一个面的两端竖边连接，V字形铝薄板113尖端的竖边与中空长方体铝薄板112的长面的中线位置相连接，在横截面上，形成三角形稳定结构。
本发明的有益效果：
铝蜂窝结构为若干铝蜂窝胞格结构11组成的阵列结构，铝蜂窝胞格结构11由中空正六面体铝薄板111、中空长方体铝薄板112、V字形铝薄板113相互交织配合组成，使得铝蜂窝胞格不仅对多向任意角度的载荷均具备一定的承载缓冲吸能能力，而且与传统正六边形铝蜂窝相比，纵向承载力更高，更具有优势，适用环境更广，从而满足直升机或者无人机多向承载缓冲吸能的需求。
附图说明
本发明有如下附图：
图1：机舱底部示意图
图2：机舱底部侧向示意图
图3：一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置示意图一
图4：一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置示意图二
图5：本发明所述铝蜂窝结构示意图
图6：本发明所述铝蜂窝胞格结构示意图一
图7：本发明所述铝蜂窝胞格结构示意图二
附图标记：
1、新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，2、上面板，3、支撑板，4、驾驶舱底部缓冲结构，11、铝蜂窝胞格结构，12、上蒙皮，13、侧板，14、下蒙皮，111、中空正六面体铝薄板，112、中空长方体铝薄板，113、V字形铝薄板。
具体实施方式
本发明提供一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更清楚、明确，参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明，但是本所描述实例仅用于解释本发明，并不限定本发明。
如图1，图2所示为本发明运用于直升机或者无人机缓冲装置的示意图，机舱底部由本发明所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1、上面板2、两个支撑板3组成，两侧支撑板3上连接上面板2，其中，所述新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1、上面板2、支撑板3与底部舱板组成驾驶舱底部缓冲结构4，在驾驶舱底部缓冲结构4上部安装座椅系统5，人体模型6坐在座椅系统5上，形成承载受力完整的传力路径。本发明所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1安装于机舱底部，主要用于飞机起落架或者机舱底板与地面非正常接地时，起到多向承载、缓冲、吸能的作用。
如图3所示，新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1由壳体、铝蜂窝结构组成、所述壳体包括，上蒙皮12、下蒙皮14以及侧板13，其中上蒙皮12、下蒙皮14与侧板13构成新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置1的外壳，壳体作为内部铝蜂窝结构的支撑外壳，用于机舱部位的连接固定，铝蜂窝结构包括，若干铝蜂窝胞格结构11，所述壳体用于对内部的铝蜂窝胞格结构11起到一定的保护作用，以防铝蜂窝胞格结构11受到微小载荷时发生变形，叠压等破坏。其中侧板13、上蒙皮12、下蒙皮14与铝蜂窝胞格结构11均采用胶粘的方式连接固定，侧板13与上蒙皮12、下蒙皮14之间可通过胶粘的形式、螺接形式或者其他形式进行连接。
如图4所示为铝蜂窝胞格结构11，所述铝蜂窝胞格结构11由多层不同布局形式的铝薄板组成，所述铝蜂窝胞格结构11包括中空正六面体铝薄板111、中空长方体铝薄板112、两个V字形铝薄板113；外轮廓由中空正六面体铝薄板111组成，中空正六面体铝薄板111组成铝蜂窝胞格结构11外轮廓，中空正六面体铝薄板111为铝蜂窝胞格结构11外轮廓，可进行阵列，组成大面积的铝蜂窝结构。
中空正六面体铝薄板111内嵌中空长方体铝薄板112，中空长方体铝薄板112以平行于XZ、YZ平面的方式布局，且中空长方体铝薄板112的四个竖边与中空正六面体铝薄板111对应的的四个面的中线位置连接，使得在X方向上，中空长方体铝薄板112的短边与中空正六面体铝薄板111一个单边形成三角形稳定结构，铝薄板112除了可以承载Z方向的承载力之外，还可提供X向，Y向的承载力。
为解决在XY平面内，不同方向的冲击载荷，所以在中空正六面体铝薄板111与中空长方体铝薄板112之间设有V字形铝薄板113，V字形铝薄板113以V字形的结构形式布局在中空正六面体铝薄板111与中空长方体铝薄板112之间，V字形铝薄板113的V字尖端竖边与中空长方体铝薄板2的长面中线位置连接，V字形铝薄板113的V字开口端竖边与中空正六面体铝薄板111一个面的两端竖边连接，在横截面上，使得V字形铝薄板113的两侧V字形结构与中空正六面体铝薄板111的两边各形成三角形稳定结构，可提供XY平面内不同方向的载荷，
中空正六面体铝薄板111、中空长方体铝薄板112、V字形铝薄板113相互交织配合形式完整的增强铝蜂窝胞格结构11，从而不仅在任意方向具备一定的承载力，而且与传统正六边形铝蜂窝相比，纵向承载力更高。从而满足直升机或者无人机多向承载缓冲吸能的需求。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，所述新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置(1)包括壳体和铝蜂窝结构；所述壳体用于抵抗底部的撞击，所述铝蜂窝结构是用于承载缓冲吸能的装置；
所述铝蜂窝结构置于壳体内部，并与壳体连接，所述壳体作为内部铝蜂窝结构的支撑外壳；
所述壳体包括侧板(13)、上蒙皮(12)、下蒙皮(14)；所述上蒙皮(12)的边缘与侧板(13)的上表面连接，所述下蒙皮(14)的边缘与侧板(13)的下表面连接；
所述铝蜂窝结构为若干铝蜂窝胞格结构(11)组成的阵列结构；所述壳体用于保护内部的铝蜂窝胞格结构(11)，以防铝蜂窝胞格结构(11)变形、叠压；
所述铝蜂窝胞格结构(11)包括中空正六面体铝薄板(111)、中空长方体铝薄板(112)、两个V字形铝薄板(113)；
所述中空正六面体铝薄板(111)构成铝蜂窝胞格结构(11)的外轮廓，所述中空正六面体铝薄板(111)内嵌一中空长方体铝薄板(112)，所述中空正六面体铝薄板(111)与中空长方体铝薄板(112)之间连接有两个V字形铝薄板(113)；
所述若干铝蜂窝胞格结构(11)相互交织连接在一起，用于承受正交三轴的受力及多向任意角度的受力；
所述中空长方体铝薄板(112)的四个竖边分别与中空正六面体铝薄板(111)对应的四个面的中线位置连接，使得在横截面上，中空长方体铝薄板(112)的两个短边与中空正六面体铝薄板(111)的两个单边形成三角形稳定结构，用于提供平行于上蒙皮(12)、下蒙皮(14)平面多方向载荷的承载缓冲吸能作用。
2.如权利要求1所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，所述新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置(1)用于直升机、高速铁路列车、高速动车组、高速公路大巴、小汽车、飞机、游船或邮轮。
3.如权利要求1所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，所述壳体与铝蜂窝胞格结构(11)之间采用胶粘的方式连接固定。
4.如权利要求1所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，所述侧板(13)与上蒙皮(12)、下蒙皮(14)之间采用胶粘或螺接方式连接固定。
5.如权利要求1所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，所述侧板(13)的四角处设有固定座，用于固定新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置(1)。
6.如权利要求1所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，中空长方体铝薄板(112)以垂直于上蒙皮(12)、下蒙皮(14)，平行于侧板(13)的方向内嵌于中空正六面体铝薄板(111)内。
7.如权利要求1所述的新型胞格蜂窝的吸能缓冲装置，其特征在于，所述V字形铝薄板(113)开口端的两个竖边与中空正六面体铝薄板(111)一个面的两端竖边连接，V字形铝薄板(113)尖端的竖边与中空长方体铝薄板(112)的长面的中线位置相连接，在横截面上，形成三角形稳定结构。
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