一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构制造技术

本发明专利技术公开了一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，包括下环框，下环框的顶部设置有上环框，下环框的顶端设置有上环壁，上环框的底端设置有下环壁，上环壁和下环壁上均设置有固定孔，固定孔内设置有连接紧固件，上环框上设置有侧壁，侧壁上设置有安装孔，安装孔内设置有阻尼盒，安装孔的一侧设置有螺母。该装置是一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，双框冲击减缓装置减振降噪效果显著、环境适应性强、适用频域广、对原结构改动小和多方向性，不改变原有结构分离、承载和结构基频等性能，实现冲击衰减；适用于大气环境和微重力环境；可设计性强，降冲击效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构
本专利技术属于弹箭体结构分离系统
，具体涉及一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构。
技术介绍
本专利技术提到用于连接界面的降冲击结构，可用于减缓武器各级间分离连接界面或运载器有效载荷与运载火箭连接界面处冲击。无论是点式分离装置还是线式分离装置都可能存在不满足冲击载荷要求的情况，尤其是承载能力大、连接刚度强的线式分离装置，工作时带来的较大量级的冲击。一些精密仪器以及有效载荷内不少仪器设备难以适应，可能会导致单机结构破坏或精度降低等影响飞行试验成败的问题。本专利技术采用膨胀管分离装置作为爆炸冲击源，通过冲击传递路径方式衰减冲击。通过冲击传递路径衰减冲击的一般方法是通过增加波的传播距离和设置传播障碍实现降冲的，能量只是在时间或空间中转移，而没有耗散，如：通过多层不同密度材料的阻抗适配、增长冲击传递路径或者传递路径中设计障碍等，其降冲效果是有限的，而且可能因为能量由高频向低频转移产生新的问题。或采用橡胶垫等软质低密度材料和结构，减缓了冲击却大大降低了结构的基频。这些问题都是不可接受的。相比传统的方案，通过本专利技术提到的降冲结构：两环叠放，其中一环侧壁开孔安装阻尼盒。在满足承载、不损失刚度和结构基频的前提下，应用了阻抗失配、界面隔冲和阻尼盒能量耗散等方法，实现了良好的降冲效果。且对冲击敏感的仪器一般用于微重力或失重环境，需要降冲结构能够在真实使用环境下效果保持不变。局部采用减震器、界面橡胶垫、不少于三层环以上的结构以及其他采用颗粒阻尼降冲的结构等，相对本专利的结构具有以下缺点：1)类似于局部减震器仅针对某个仪器，减震范围小；2)橡胶垫之类的软质低密度材料对结构整体刚度和基频影响大；3)三层及以上降冲环，质量较大，降冲效率低；4)一般的颗粒阻尼盒在微重力或失重状态下降冲效果有明显降低。本专利旨在设计出一种不改变原有装置的性能，如承载性能、分离性能、结构基频，不限于点式或线式分离装置，减振降噪效果显著、环境适应性强、适用频域广和多方向性衰减的冲击减缓装置。
技术实现思路
专利技术的要解决技术问题是解决现有装置减震范围小、橡胶垫之类的软质低密度材料对结构整体刚度和基频影响大、降冲效率低、一般的颗粒阻尼在微重力或失重状态下降冲效果有明显降低的问题，设计出一种不改变原有装置的性能，如承载性能、分离性能、结构基频，不限于点式或线式分离装置，减振降噪效果显著、环境适应性强、适用频域广和多方向性衰减的冲击减缓装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术提供了一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，包括下环框，所述下环框的顶部设置有上环框，所述下环框的顶端设置有上环壁，所述上环框的底端设置有下环壁，所述上环壁和所述下环壁上均设置有固定孔，所述固定孔内设置有连接紧固件，所述上环框上设置有侧壁，所述侧壁上设置有安装孔，所述安装孔内设置有阻尼盒，所述安装孔的一侧设置有螺母。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述下环框和所述上环框均为C型框，采用铝合金材料。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述上环壁和所述下环壁通过所述连接紧固件采用轴向方式相互连接。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述上环框的所述侧壁上开有两排所述安装孔。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述阻尼盒设置有多个，多个所述阻尼盒像多颗螺栓一样通过两排孔连接在结构上，所述阻尼盒内部装有阻尼颗粒。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述阻尼盒通过所述螺母固定在所述侧壁上。本专利技术所达到的有益效果是：该装置是一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，双框冲击减缓装置减振降噪效果显著、环境适应性强、适用频域广、对原结构改动小和多方向性，不改变原有结构分离、承载和结构基频等性能，实现冲击衰减；适用于多方向、从低频到高频、从低量级到高量级各种状况的冲击衰减；适用于大气环境和微重力环境；可设计性强。结构高度、厚度，连接框的形式，阻尼颗粒的材料、尺寸、填充比例等均可设计；降冲击效率高，三向冲击谱峰值由原来的27000g降至3000g，冲击谱峰值衰减了89％。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的蜂窝阻尼颗粒解结构截面示意图；图2是本专利技术的冲击在每个框上的冲击谱曲线对比；图3是本专利技术的X方向冲击谱对比图；图4是本专利技术的Y方向冲击谱对比图；图5是本专利技术的Z方向冲击谱对比图；图6是本专利技术的失重对阻尼盒冲击谱降冲效果影响图；图7是本专利技术的失重对阻尼盒冲击谱降冲效果影响图；图8是本专利技术的双框和三框冲击谱对比图；图中：1、下环框；2、上环框；3、阻尼盒；4、连接紧固件；5、螺母；6、侧壁；7、安装孔；8、下环壁；9、下环壁；10、固定孔。具体实施以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1如图1-8所示，本专利技术提供了一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，包括下环框1，下环框1的顶部设置有上环框2，下环框1的顶端设置有上环壁8，上环框2的底端设置有下环壁9，上环壁8和下环壁9上均设置有固定孔10，固定孔10内设置有连接紧固件4，上环框2上设置有侧壁6，侧壁6上设置有安装孔7，安装孔7内设置有阻尼盒3，安装孔7的一侧设置有螺母5。下环框1和上环框2均为C型框，采用铝合金材料。两环框数量是降冲效率最高的结构，且两环框结构叠放次序符合阻抗失配原理，进一步衰减了冲击。上环壁8和下环壁9通过连接紧固件4采用轴向方式相互连接。冲击波传递时主要通过结构自身一定的高度和新增的两个连接界面，使冲击衰减。上环框2的侧壁6上开有两排安装孔7。阻尼盒3设置有多个，多个阻尼盒3像多颗螺栓一样通过两排孔连接在结构上，阻尼盒3内部装有阻尼颗粒。通过阻尼盒内部填充可以耗散能量的阻尼颗粒。阻尼颗粒是通过颗粒间的摩擦和非弹性碰撞迅速将能量耗散；阻尼盒按照固定比例填充后，在微重力或失重状态下不损失、不降低降冲效果。阻尼盒3通过螺母5固定在侧壁6上。具体的工作时，专利技术专利结构放置于冲击源于被隔离体之间，当冲击由装置一侧传递过来时，其主传递路径为装有阻尼盒3的双环框结构，通过结构高度、界面、阻抗失配及颗粒间的摩擦和非弹性碰撞迅速将冲击和动能耗散，且专利采用的阻尼盒3填充设计使结构在微重力和失重环境下使用仍保持原降冲效果不降低，本专利研制过程中通过仿真分析筛选、平板试验和1:1试验验证，对设计方案中的关键点均进行了数据测量和对比。主要结论如下:1)对比了冲击源与不同界面处冲击谱线，每个界面处冲击谱全频段全降低，且降低的幅度相当，冲击谱对比见图2。该图显示了双框分别对降冲效果的影响。2)本专利方案两次重复试验与双框不含阻尼盒结构的冲击谱测试结果对比，测点位置在有效载荷和运载器界面上，增加了阻尼盒后冲击谱值进一步降低，见图3～图5，说明了阻尼盒3的降冲效果；3)阻尼盒3内填充比例为100％，其降冲效果好，且在微重力或失重状态下不降低，图6为普通阻尼盒(小于100％)降冲效果受失重的影响，图7为本专利方案在失重状态下的降冲效果图；4)数量多于两个框时，其降冲效果无明显改善，图8为3个框与多种状态两个框冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，包括下环框(1)，其特征在于，所述下环框(1)的顶部设置有上环框(2)，所述下环框(1)的顶端设置有上环壁(8)，所述上环框(2)的底端设置有下环壁(9)，所述上环壁(8)和所述下环壁(9)上均设置有固定孔(10)，所述固定孔(10)内设置有连接紧固件(4)，所述上环框(2)上设置有侧壁(6)，所述侧壁(6)上设置有安装孔(7)，所述安装孔(7)内设置有阻尼盒(3)，所述安装孔(7)的一侧设置有螺母(5)。

【技术特征摘要】
1.一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，包括下环框(1)，其特征在于，所述下环框(1)的顶部设置有上环框(2)，所述下环框(1)的顶端设置有上环壁(8)，所述上环框(2)的底端设置有下环壁(9)，所述上环壁(8)和所述下环壁(9)上均设置有固定孔(10)，所述固定孔(10)内设置有连接紧固件(4)，所述上环框(2)上设置有侧壁(6)，所述侧壁(6)上设置有安装孔(7)，所述安装孔(7)内设置有阻尼盒(3)，所述安装孔(7)的一侧设置有螺母(5)。2.根据权利要求1所述的一种可降低多频段、大量级冲击的界面连接结构，其特征在于，所述下环框(1)和所述上环框(2)均为C型框，采用铝合金材料。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙璟，胡振兴，唐科，张志峰，冯丽娜，吴会强，田建东，李东，于兵，王伟，傅学军，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11