一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，为金属材料制成薄壁管结构，组合结构由若干个截面形状为双叉戟状薄壁管交错排列组成，每个双叉戟状薄壁管分结构由三个齿状主体管连接三块平行薄板组成，每个齿状主体管的截面形状为两平行直线通过圆心角为180

【技术实现步骤摘要】
一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统


[0001]本技术涉及薄壁管吸能系统的
，更确切地说，是涉及一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，该吸能系统可应用于航空航天、船舶、汽车等交通运输以及重要设施需要抵抗冲击减震的防护系统中。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国交通运输和工程建设等领域蓬勃发展，冲撞与爆炸事故也频繁发生，生命安全和财产都遭到了巨大的损害。因此，为了应对紧急冲撞和爆炸事故，设计一种吸能效率高、吸能稳定性好、拆装便利的能量吸收系统具有重要意义，目前有许多研究人员进行能量吸收系统的研究。
[0003]金属薄壁管由于其重量轻、加工工艺简单、成本低廉等特点，被广泛应用于吸能装置。同时，金属薄壁管具有相对密度小、刚度低，且冲击作用下变形强等优点，被广泛应用于防撞、抗冲击领域。但考虑到复杂工况下，传统结构已无法满足大型工程领域缓冲装置的配置需求，因此，研究不同截面形状的金属薄壁管组合结构吸能效率具有重大的意义。
[0004]传统的能量吸收装置常使用圆管、圆环、方管等，因其加工简单，成本较低并能提供较长的受压行程。然而，传统的组合结构在冲击作用下会发生侧向飞溅，不仅会造成二次损伤，还有吸能不稳定、吸能效率低等缺陷，不能起到很好的安全防护效果。为了弥补这些缺陷，工程中常采用的措施有：一、在吸能系统边界设置约束挡板防止管件侧向飞溅；二、各管件之间设置机械连接件或将管件焊接连接，约束组合结构的横向位移。但以上措施都需要较长的时间拼装能量吸收装置，应对突发情况不理想。同时，冲撞事故也具有不可预测性，若事故未如预期发生，刚性连接的管件无法拆卸再利用，增加了拆装过程中人力物力的消耗，以及降低材料利用率，大大增加了防护系统的成本。为了解决传统薄壁圆管吸能系统的缺陷，哑铃状薄壁管结构之前已被提出，这套系统可以降低拆装的时间和人力成本，受冲击圆管不会侧向飞溅，但是管件受压行程较短。
[0005]所以，设计一种吸能稳定性好、吸能效率高、拆装便利的能量吸收系统，对于提高材料利用率、降低防护系统成本、抵抗复杂工况下的冲撞以及降低生命财产损失有着重要的价值。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，该吸能系统为易于拆装、经济实用的能量吸收系统，为抵抗冲击碰撞爆炸的防护系统提供更为方便、快捷、经济、安全的保障。
[0007]本技术的实施例可以这样实现：
[0008]本技术的实施例提供一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，其特征在于：每个双叉戟状薄壁管分结构由三个齿状主体管连接三块平行薄板组成，每个齿状主体管的截面形状为两平行直线通过圆心角为180
°
圆弧连接而成，并且每个齿状主体管宽度
相等，下方的齿状主体管比上方的齿状主体管略长一些，整个分结构沿中心轴左右对称，两个齿状主体管向上为薄壁管分结构正向放置，反之为反向放置，若干个双叉戟状薄壁管结构以一正一反的排列方式实现系统的横向扩展，其余各层之间都按此嵌合方式，实现吸能系统纵向扩展，组成的多排多列组合结构，实现组合薄壁管结构在冲击过程中能够达到结构间自锁定的效果；
[0009]所述的薄壁管分结构横截面为双叉戟型，且主体管1、2与主体管3间的距离H与齿状主体管单元宽度D满足H/D＝1/4～3/4；
[0010]所述的薄壁管分结构两主体管1、2间的轴心距W与主体管3的中心轴距c满足W＝2c；
[0011]所述的薄壁管分结构主体管1、2的长度a与主体管3的长度b满足b＝a+H；
[0012]所述的薄壁管分结构的轴向长度L与两主体管1、2之间的轴心距W满足L≥2W；
[0013]所述的薄壁管分结构的齿状主体管圆角半径r与薄壁管的厚度t满足r/t≥10。
[0014]进一步的，双叉戟状薄壁管依次正反交错排列组成，无需设置外部约束装置或在薄壁管分结构之间设置连接件，即可排列组成吸能系统。
[0015]进一步的，吸能系统组装过程中，只需保证齿状主体管竖向放置，正反放置顺序可交换。
[0016]本技术的原理在于：
[0017]一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，为金属材料制成薄壁管结构，组合结构由若干个双叉戟状薄壁管依次正反交错排列组成，双叉戟状薄壁管的形状比例和组合方式使相邻两排、两列结构在纵向或横向冲击过程中达到自锁定的效果。
[0018]本技术的有益效果为：
[0019]1、本技术一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，在承受纵向或横向冲击过程中可实现自锁定，即无需在垂直于冲击方向设置约束边界挡板或在相邻管件间设置连接件，满足防护系统的安全、经济、适用等特性的综合要求。
[0020]2、本技术一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，组合结构形式简单，安装无技术难度，拆装便利，无需设置定位装置，紧急情况下可快速完成组装。
[0021]3、本技术一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，由若干个双叉戟状薄壁管分结构组成，可根据冲击物的能量及场地等实际情况要求增减薄壁管分结构的个数，灵活调整吸能系统的规格尺寸。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1为本技术所涉及的组合结构示意图。
[0024]图2为本技术所涉及的组合结构横截面示意图。
[0025]图3为本技术所涉及的双叉戟状薄壁管分结构示意图。
[0026]图4为本技术所涉及的双叉戟状薄壁管分结构横截面示意图。
[0027]图5为本技术所涉及的实施例数值模拟中组合结构纵向承载变形的示意图。
[0028]图6为本技术所涉及的实施例数值模拟中组合结构纵向承载下的力—位移曲线的示意图。
[0029]图3中：1.第一齿状主体管；2.第二齿状主体管；3.第三齿状主体管。
具体实施方式
[0030]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0031]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双叉戟状薄壁管结构易组装自锁吸能系统，其特征在于：每个双叉戟状薄壁管分结构由三个齿状主体管连接三块平行薄板组成，每个齿状主体管的截面形状为两平行直线通过圆心角为180
°
圆弧连接而成，并且每个齿状主体管宽度相等，下方的齿状主体管比上方的齿状主体管略长一些，整个分结构沿中心轴左右对称，两个齿状主体管向上为薄壁管分结构正向放置，反之为反向放置，若干个双叉戟状薄壁管分结构以一正一反的排列方式实现系统的横向扩展，其余各层之间都按此嵌合方式，实现吸能系统纵向扩展，组成的多排多列组合结构，实现组合薄壁管结构在纵向或横向冲击过程中能够达到结构间自锁定的效果；所述的薄壁管分结构横截面为双叉戟型，且主体管1、2与主体管3间的距离H与齿状主体管单元宽度D满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柯文，朱一林，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：