CN210484487U - 压溃方向可控的碳纤维吸能管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压溃方向可控的碳纤维吸能管，包括：吸能管主体和端部加强体，其中，所述端部加强体固定连接于所述吸能管主体的一端部的外周。该压溃方向可控的碳纤维吸能管结构合理，质量轻，可以有效控制轴向冲击下结构压溃的方向性。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳纤维吸能管领域，特别提供了一种压溃方向可控的碳纤维吸能管。
背景技术
在汽车和飞行器安全研究领域，复合材料管状吸能柱一直是研究的热点，在轴向载荷下，设计合理的复合材料管状元件，如圆柱管件，波纹管件等，都可以吸收大量的能量，吸能管件的压溃方向控制是本领域的研究热点，现有的吸能管件的压溃方向控制通常是通过在管件的端部设置倒角实现的，然而，该倒角结构容易对与其连接的结构产生损伤。
因此，研制一种新型的碳纤维吸能管，以实现吸能管压溃方向的可控性，同时避免对与其连接的结构产生损伤，成为人们亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种压溃方向可控的碳纤维吸能管，以解决现有压溃方向可控的吸能管结构不合理的问题。
本实用新型提供的技术方案是：一种压溃方向可控的碳纤维吸能管，包括：吸能管主体和端部加强体，其中，所述端部加强体固定连接于所述吸能管主体的一端部的外周。
优选，所述吸能管主体的外周还设置有非端部加强体。
进一步优选，所述非端部加强体为多个且间隔设置。
进一步优选，离端部加强体最远的非端部加强体与吸能管主体的非加强端的距离为2-3mm。
进一步优选，所述吸能管主体由多层碳纤维层铺覆而成，其中，所述多层碳纤维层由多种角度的碳纤维层铺覆而成。
进一步优选，所述吸能管主体的碳纤维层由至少一组铺层结构组成，其中，每组铺层结构由内向外依次为-45°碳纤维层、45°碳纤维层、0°碳纤维层、87°碳纤维层、15°碳纤维层、2层0°碳纤维层、-15°碳纤维层、-87°碳纤维层、2层0°碳纤维层、87°碳纤维层、30°碳纤维层、2层0°碳纤维层、-30°碳纤维层和-87°碳纤维层。
进一步优选，所述端部加强体由多层碳纤维层铺覆而成，且所述碳纤维层中包括0°碳纤维层和90°碳纤维层。
进一步优选，所述端部加强体由87°碳纤维层组成。
进一步优选，所述非端部加强体由多层碳纤维层铺覆而成，且所述碳纤维层中包括0°碳纤维层和90°碳纤维层。
进一步优选，所述非端部加强体由87°碳纤维层组成。
本实用新型提供的压溃方向可控的碳纤维吸能管，结构简单、质量轻，通过在其端部设置端部加强体可以有效控制轴向冲击下的结构压溃的方向性，另外，通过铺层方向的合理设置，该吸能管的吸能比更高，轴压性能优良，该碳纤维吸能管可应用于汽车以及飞行器航天器领域，具有良好的社会效益和经济效益。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型提供的压溃方向可控的碳纤维吸能管的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本实用新型进行进一步的解释，但并不局限本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供了一种压溃方向可控的碳纤维吸能管，包括：吸能管主体1和端部加强体2，其中，所述端部加强体2固定连接于所述吸能管主体1的一端部的外周。
该压溃方向可控的碳纤维吸能管结构合理、质量轻，通过在其端部设置端部加强体可以有效控制吸能管在轴向冲击下的结构压溃的方向性，该碳纤维吸能管可应用于汽车以及飞行器航天器领域，具有良好的社会效益和经济效益。
为了避免载荷能力急剧下降，作为技术方案的改进，如图1所示，所述吸能管主体1的外周还设置有非端部加强体3，所述非端部加强体3优选为多个且间隔设置，优选，离端部加强体2最远的非端部加强体3与吸能管主体1的非加强端的距离为2-3mm。
为了提高该碳纤维吸能管的轴压性能，优化其力学性能，作为技术方案的改进，所述吸能管主体1由多层碳纤维层铺覆而成，其中，所述多层碳纤维层由多种角度的碳纤维层铺覆而成，以保证吸能管能够承受横向力和纵向力。
优选，所述吸能管主体1的碳纤维层由至少一组铺层结构组成，其中，每组铺层结构由内向外依次为-45°碳纤维层、45°碳纤维层、0°碳纤维层、87°碳纤维层、15°碳纤维层、2层0°碳纤维层、-15°碳纤维层、-87°碳纤维层、2层0°碳纤维层、87°碳纤维层、30°碳纤维层、2层0°碳纤维层、-30°碳纤维层和-87°碳纤维层，这样的铺层结构可以有效避免裂纹扩展，具体地：吸能管主体中未选用本领域惯用的90°碳纤维层，而选用与其接近的87°碳纤维层，可保证纤维的连续缠绕，另外，主体中，接近90°碳纤维层可保证吸能管主体不被压散开，0°碳纤维层可保证吸能管主体有足够的强度，0°到45°碳纤维层可避免损伤进一步扩展，有效阻止裂纹扩展。
作为技术方案的改进，所述端部加强体2由多层碳纤维层铺覆而成，且所述碳纤维层中包括0°碳纤维层和90°碳纤维层，或者，所述端部加强体2单独由87°碳纤维层组成，其中，所述87°碳纤维层可以为一层或多层。
作为技术方案的改进，所述非端部加强体3由多层碳纤维层铺覆而成，且所述碳纤维层中包括0°碳纤维层和90°碳纤维层，或者，所述非端部加强体3由87°碳纤维层组成，其中，所述87°碳纤维层可以为一层或多层。
本实用新型的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于，包括：吸能管主体(1)和端部加强体(2)，其中，所述端部加强体(2)固定连接于所述吸能管主体(1)的一端部的外周。
2.按照权利要求1所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述吸能管主体(1)的外周还设置有非端部加强体(3)。
3.按照权利要求2所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述非端部加强体(3)为多个且间隔设置。
4.按照权利要求2所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：离端部加强体(2)最远的非端部加强体(3)与吸能管主体(1)的非加强端的距离为2-3mm。
5.按照权利要求1所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述吸能管主体(1)由多层碳纤维层铺覆而成，其中，所述多层碳纤维层由多种角度的碳纤维层铺覆而成。
6.按照权利要求5所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述吸能管主体(1)的碳纤维层由至少一组铺层结构组成，其中，每组铺层结构由内向外依次为-45°碳纤维层、45°碳纤维层、0°碳纤维层、87°碳纤维层、15°碳纤维层、2层0°碳纤维层、-15°碳纤维层、-87°碳纤维层、2层0°碳纤维层、87°碳纤维层、30°碳纤维层、2层0°碳纤维层、-30°碳纤维层和-87°碳纤维层。
7.按照权利要求1所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述端部加强体(2)由多层碳纤维层铺覆而成，且所述碳纤维层中包括0°碳纤维层和90°碳纤维层。
8.按照权利要求1所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述端部加强体(2)由87°碳纤维层组成。
9.按照权利要求2所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述非端部加强体(3)由多层碳纤维层铺覆而成，且所述碳纤维层中包括0°碳纤维层和90°碳纤维层。
10.按照权利要求2所述的压溃方向可控的碳纤维吸能管，其特征在于：所述非端部加强体(3)由87°碳纤维层组成。
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