一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器和触发方法技术

本发明专利技术公开了一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器和触发方法，该触发器包括安装座和前端压溃端头，安装座中设置有斜面触发环和切割环，复合材料设置在安装座和前端压溃端头之间。该结构本发明专利技术可以提高复合材料吸能管的吸能特性，调控吸能管压溃过程的初始峰值载荷，无需对吸能管本身进行二次加工，并且通过对挤压破坏后的纤维束进行进一步切割来提升总吸收能量提高材料利用率，可实现稳定的压溃过程，同时，可与不同的结构相连接，作为一个缓冲吸能结构件。个缓冲吸能结构件。个缓冲吸能结构件。

【技术实现步骤摘要】
一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器和触发方法


[0001]本专利技术属于复合材料缓冲吸能
，具体涉及一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器和触发方法。

技术介绍

[0002]缓冲吸能装置能够在严重的突发性事故中使人员和贵重仪器的损失减小到最低，在航空航天、轨道运输和武器装备等多个领域具有广泛的应用价值。薄壁类构件由于成本低，效率高以及制造和安装简洁等优点成为目前应用最广泛的吸能元件。常见薄壁类构件主要由金属材料制成，具有结构工艺简单，制造成本较低等特点，但在碰撞过程中其吸能效率较低，而碳纤维增强复合材料具有比强度高、比模量大，耐化学腐蚀和可设计性强等优点，是缓冲吸能结构的理想材料。采用碳纤维复合材料代替金属材料，不仅能提升结构的吸能效率保证碰撞安全，还能实现结构轻量化设计。
[0003]然而，复合材料吸能管在吸能中会产生过大的初始峰值力，这不利于保护乘客和仪器设备的安全，通常的处理方式为对复合材料管端部进行削弱处理(如倒角)，以便降低初始载荷并引发渐进的破坏，但对端部削弱处理意味着对复合材料管进行二次加工，这往往会给复合材料吸能管本身带来缺陷并且增加了制造和试件成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器和触发方法，以解决现有技术中现有吸能管吸能过程中初始载荷过大问题，以及二次加工对吸能管带来的缺陷和成本的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，包括安装座，所述安装座为环状，所述安装座上一体连接有同轴线的锥形凸台，所述锥形凸台的内部开设有同轴线的圆柱通孔，所述圆柱通孔中安装有斜面触发环，所述斜面触发环中安装有切割环；
[0007]复合材料吸能管的下部分安装在圆柱通孔中，复合材料吸能管上安装有前端压溃端头；
[0008]所述斜面触发环的内壁面上设置有触发斜面，所述切割环包括一体成型的切割刃加固环和切割刃，所述切割刃沿切割刃加固环的周向等分设置。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]优选的，所述安装座包括安装座法兰，所述锥形凸台设置在安装座法兰上。
[0011]优选的，所述安装座法兰的内环边上均布有斜面触发环拆卸孔，所述斜面触发环通过斜面触发环拆卸孔和安装座法兰的内环边连接。
[0012]优选的，所述锥形凸台内侧壁的上端设置有引导圆角。
[0013]优选的，所述触发斜面和底面之间夹角为α，0≤α＜90
°
。
[0014]优选的，所述切割刃加固环设置在斜面触发环中。
[0015]优选的，所述切割刃的形状为三棱锥。
[0016]优选的，所述压溃端头包括圆环，所述圆环的内圈设置有向下突出的凸台，凸台插入在复合材料吸能管中。
[0017]优选的，所述凸台的外壁面下边缘设置有圆环倒角。
[0018]一种基于上述触发器的高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1，将复合材料吸能管的下端安装在圆柱通孔中；
[0020]步骤2，将前端压溃端头安装在复合材料吸能管的上端，前端压溃端头、复合材料吸能管和圆柱通孔同轴线；
[0021]步骤3，整个装置受到冲击破坏，前端压溃端头将载荷传递至复合材料吸能管，复合材料吸能管沿安装座的轴线向下移动，当复合材料吸能管接触到触发斜面时，复合材料吸能管被挤压向中心收缩，当复合材料吸能管接触切割刃时，复合材料吸能管被撕裂为条状纤维束，条状纤维束从圆柱通孔中被排出。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术公开了一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，该触发器包括安装座和前端压溃端头，安装座中设置有斜面触发环和切割环，复合材料设置在安装座和前端压溃端头之间。该结构本专利技术可以提高复合材料吸能管的吸能特性，调控吸能管压溃过程的初始峰值载荷，无需对吸能管本身进行二次加工，并且通过对挤压破坏后的纤维束进行进一步切割来提升总吸收能量提高材料利用率，可实现稳定的压溃过程，同时，可与不同的结构相连接，作为一个缓冲吸能结构件。
[0024]本专利技术还公开了一种基于高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器的触发方法，该方法首先将复合材料吸能管安装在安装座和前端压溃端头中，当接触到外部载荷时，随着复合材料吸能管的向下运动，复合材料吸能管将通过被切割刃切割成的条状纤维束释放出去，完成缓冲释能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的分解结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的整体结构半剖示意图；
[0027]图3为本专利技术复合材料吸能管前端压溃端头剖视结构示意图；
[0028]图4为本专利技术复合材料吸能管后端的安装座剖视结构示意图；
[0029]图5为本专利技术复合材料吸能管后端俯视结构示意图；
[0030]图6为本专利技术斜面触发环结构示意图；
[0031]图7为本专利技术切割环结构示意图。
[0032]其中1
‑
前端压溃端头，2
‑
复合材料吸能管，3
‑
斜面触发环，4
‑
切割环，5
‑
安装座，6
‑
前端圆环倒角，7
‑
引导圆角，8
‑
斜面触发环拆卸孔，9
‑
安装座法兰，10
‑
锥形凸台，11
‑
触发斜面，12
‑
切割刃，13
‑
切割刃加固环，14
‑
圆环，15
‑
凸台，16
‑
圆柱通孔，17
‑
支撑部，18
‑
触发部。
具体实施方式
[0033]所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的
实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0035]如图1、图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，其特征在于，包括安装座(5)，所述安装座(5)为环状，所述安装座(5)上一体连接有同轴线的锥形凸台(10)，所述锥形凸台(10)的内部开设有同轴线的圆柱通孔(16)，所述圆柱通孔(16)中安装有斜面触发环(3)，所述斜面触发环(3)中安装有切割环(4)；复合材料吸能管(2)的下部分安装在圆柱通孔(16)中，复合材料吸能管(2)上安装有前端压溃端头(1)；所述斜面触发环(3)的内壁面上设置有触发斜面(11)，所述切割环(4)包括一体成型的切割刃加固环(13)和切割刃(12)，所述切割刃(12)沿切割刃加固环(13)的周向等分设置。2.根据权利要求1所述的一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，其特征在于，所述安装座(5)包括安装座法兰(9)，所述锥形凸台(10)设置在安装座法兰(9)上。3.根据权利要求2所述的一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，其特征在于，所述安装座法兰(9)的内环边上均布有斜面触发环拆卸孔(8)，所述斜面触发环(3)通过斜面触发环拆卸孔(8)和安装座法兰(9)的内环边连接。4.根据权利要求1所述的一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，其特征在于，所述锥形凸台(10)内侧壁的上端设置有引导圆角(7)。5.根据权利要求1所述的一种高材料利用率的复合材料管冲击吸能触发器，其特征在于，所述触发斜面和底面之间夹角为α，0≤α＜90
°

【专利技术属性】
技术研发人员：齐江伟，周晋，段玉岗，张温馨，张迪，贾璞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：