一种缓冲吸能填充管，它属于缓冲吸能构件。它要解决目前泡沫铝填充管存在吸能效果差的问题。本发明专利技术采用铝基复合泡沫材料为填充物，制成铝基复合泡沫填充管构件，取得数倍于普通泡沫铝填充管构件的吸能效果，弥补了铝基复合泡沫材料由于自身强度较低不能单独作为吸能或承载结构的缺点，在遭受爆炸冲击、撞击等极端荷载时高强度铝基复合泡沫填充管构件可以充分发挥并综合各种材料的优势和力学性能，既有独立的承载能力，又具有稳定性高、吸能能力强、可在极端环境下服役等突出优点。对其进行了准静态压缩试验，证明具有优于普通泡沫铝填充管的吸能能力和力学性能；与传统的空钢管和普通泡沫铝填充管相比，压溃力和吸能能力均有了较大幅度的提升。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于缓冲吸能构件，具体设及缓冲吸能填充管。
技术介绍
美国"911"世贸大厦恐怖袭击事件W后，对于大型公共建筑物的抗爆设计、计算分 析方法W及防护策略得到全世界范围内的关注，工程结构的抗爆抗冲击逐渐成为当前±木 工程领域的研究热点。 工程中常用的薄壁金属管是最传统、最有效的缓冲吸能结构，已经广泛应用于汽 车、铁路列车、飞机和船舶等几乎所有运载工具的碰撞能量耗散系统中。泡沫侣是多孔金属 材料，在冲击压缩过程中，其应力-应变曲线上塑性变形阶段的应力几乎恒定不变，使得动 能转化为应变能，从而具有一定的能量吸收特性，在减振、抗冲击W及吸能方面都有着较好 的性能表现。将泡沫侣与薄壁管结构相结合，制备成泡沫侣填充管结构，可W获得较好的吸 能效果，目前得到了一定程度的应用。 虽然普通泡沫侣具有质量轻、抗冲击性能强的特点，但是普通泡沫侣对拉力、压 力、弯矩、扭矩等载荷的抵抗能力比较差，容易发生断裂而破坏，制备成泡沫侣填充管结构 吸能效果有限。 近年来，随着材料科学的发展，产生了一种新型的侣基复合泡沫材料，运种材料有 着远远高于普通泡沫侣的承载力和吸能能力。普通泡沫侣屈服强度一般不高于lOMPa，侣基 复合泡沫材料屈服强度介于40~120MPa之间。同时，其屈服强度可自行设计调节，具有承 载能力高、吸能性能好、轻质和低密度等优点，更适用于爆炸、强冲击等高应变率载荷作用 的服役环境。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决目前泡沫侣填充管存在吸能效果差的问题，而提供一种缓 冲吸能填充管。 -种缓冲吸能填充管，它由壁厚1mm的304不诱钢空屯、管和填充在空屯、管内的侣 基复合泡沫组成。 本专利技术缓冲吸能填充管，采用侣基复合泡沫材料为填充物，制备成侣基复合泡沫 填充管构件，取得数倍于普通泡沫侣填充管构件的吸能效果，弥补了侣基复合泡沫材料由 于自身强度较低不能单独作为吸能或承载结构的缺点，在遭受爆炸冲击、撞击等极端荷载 时，由于空钢管和侣基复合泡沫的接触面之间存在禪合作用，致使侣基复合泡沫填充管的 压溃力和吸能能力大于空钢管和侣基复合泡沫的压溃力和吸能能力之和，高强度侣基复合 泡沫填充管构件可W充分发挥并综合各种材料的优势和力学性能，既有独立的承载能力， 又具有稳定性高、吸能能力强、可在极端环境下服役等突出优点。对其进行了准静态压缩试 验，证明具有优于普通泡沫侣填充管的吸能能力和力学性能；与传统的空钢管和普通泡沫 侣填充管相比，压溃力和吸能能力均有了较大幅度的提升，可W作为一种新型的结构构件 发挥承载吸能作用。【附图说明】图1为实施例中缓冲吸能填充管的示意图； 图2为实施例中缓冲吸能填充管的实物图；图 3 为实施例中试件AX-1、AX-2、AX-3、AX-4、AX-5、AX-6、AX-7 和AX-8 的轴压准 静态压缩最终变形图；[001引 图4为实施例中试件AX-1、AX-2、AX-3和AX-4的轴向压缩荷载-位移曲线图，其 中"一"表示AX-1，"---"表示AX-2/' · · · ·"表示AX-3,"…"表示AX-4 ;[001引 图5为实施例中试件AX-5、AX-6、AX-7和AX-8的轴向压缩荷载-位移曲线图，其 中"一"表不AX-5，"---"表不AX-6，"...."表不AX-7，"…"表不AX-8 ;图 6 为实施例中试件TR-1、TR-2、TR-3、TR-4、TR-5、TR-6、TR-7 和TR-8 的横向准 静态压缩最终变形图；[001引 图7为实施例中试件TR-1、TR-2、TR-3和TR-4的轴向压缩荷载-位移曲线图，其 中"一"表示TR-1，"---"表示TR-2,"...."表示TR-3,"…"表示TR-4 ;[001引 图8为实施例中试件TR-5、TR-6、TR-7和TR-8的轴向压缩荷载-位移曲线图，其 中"一"表示TR-5,"---"表示TR-6, " · · · ·"表示TR-7,"…"表示TR-8 ; 图9为实施例中试件的比吸能-填充材料强度关系曲线图，其中表示0. 5mm壁 厚试件-轴向，?表示1. 0mm壁厚试件-轴向，▼表示0. 5mm壁厚试件-横向，▲表示1. 0mm 壁厚试件-横向。【具体实施方式】 本专利技术技术方案不局限于W下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的 任意组合。【具体实施方式】 一：本实施方式缓冲吸能填充管，它由壁厚1mm的304不诱钢空屯、管 和填充在空屯、管内的侣基复合泡沫组成。【具体实施方式】 二：本实施方式与一不同的是，所述侣基复合泡沫为 孔径80μm的空屯、微球侣基复合泡沫材料或者孔径150μm的空屯、微球侣基复合泡沫材料。 其它与一相同。【具体实施方式】 Ξ:本实施方式与二不同的是，所述孔径80μm的空 屯、微球侣基复合泡沫材料的密度为1.0085g/cm3。它与二相同。【具体实施方式】 四：本实施方式与二不同的是，所述孔径150μm的空 屯、微球侣基复合泡沫材料的密度为0. 6572g/cm3。其它与二相同。【具体实施方式】 五：本实施方式与一至四之一不同的是，所述侣基复 合泡沫是从整块的侣基复合泡沫锭子上通过线切割进行加工并保持完整性。其它与具体实 施方式一至四之一相同。【具体实施方式】 六：本实施方式与一至五之一不同的是，所述侣基复 合泡沫的外径略小于不诱钢空屯、管的内径。其它与一至五之一相同。【具体实施方式】屯：本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是，所述缓冲吸 能填充管的制备过程：采用线切割法将侣基复合泡沫材料切割成圆柱体，然后置入不诱钢 空屯、管中。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。 采用W下实施例验证本专利技术的有益效果： 实施例： 缓冲吸能填充管，它由壁厚1mm的304不诱钢空屯、管和填充在空屯、管内的侣基复 合泡沫组成。 所述侣基复合泡沫为孔径150μπι的空屯、微球侣基复合泡沫材料，密度为 0. 6572g/cm3。 本实施例中缓冲吸能填充管，其结构如图1和图2所示，侣基复合泡沫的外径略小 于不诱钢空屯、管的内径，两者之间无粘结。试验：[00础 1.试件设计 分别对空屯、钢管和泡沫金属填充管进行了压缩试验，钢管高度均为30mm，内径均 为20mm，钢管的壁厚分别为0. 5mm和1. 0mm，钢管材料选用304不诱钢焊缝管。钢管内部填 充的泡沫金属材料直径均为20mm，高度为30mm。用于填充钢管的泡沫金属材料分为Ξ种类 型：普通泡沫侣，孔径80μm的空屯、微球侣基复合泡沫和孔径150μm的空屯、微球侣基复合 泡沫（即本实施中的缓冲吸能填充管），Ξ种强度呈一定梯度的泡沫金属材料。试件具体参 数如表1所示。 表1试件参数 2.轴向压缩试验结果及分析 试验结束后，得到各个试件的最终变形，见图3,从试件压缩后的屈曲形态来看，空 屯、钢管和泡沫金属填充管表现出不同的变形特点：...
【技术保护点】
一种缓冲吸能填充管，其特征在于：它由壁厚1mm的304不锈钢空心管和填充在空心管内的铝基复合泡沫组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张博一，董莉，李硕，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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