[实用新型]一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构

说明书

一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构，包括由金属制成的底层，包覆于底层上表面的由高弹性的高分子材料制作的外壳、将外壳与底层围成的腔体分隔成三部分腔体的上隔层和下隔层，三部分腔体从上至下分别为第一磁粉腔、气体腔和第二磁粉腔；具有相同磁性的纳米磁粉填充物分别填充满第一磁粉腔和第二磁粉腔，同时在气体腔内填充气体，形成一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构；该吸能结构具有优良的耐用性，并在受到高频次大载荷的冲击下可快速自动恢复，从而可实现快速反复多次吸能；该纳米磁粉互斥型吸能结构材料制造方便，结构简单，成本低廉，非常适合应用于需要吸能机构的各种工业领域。

技术领域

本实用新型涉及一种吸能结构，具体涉及一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构。

背景技术

随着我国钢铁、有色冶金、航空航天、铁路高速机车、船舶、核电、风电、军工等行业的快速发展，工业领域对缓冲冲击用的高性能吸能材料或结构提出了更高的要求。

目前在工业领域内最常使用的吸能缓冲结构为可实现较大弹性变形的结构，如减震垫、弹簧、板簧、碟簧或其他多孔结构。而在能源动力、船舶以及汽车制造等领域，研究人员多使用蜂窝夹芯结构来吸收冲击所带来的能量，从而达到保护目标结构的目的。这种蜂窝夹芯结构在受到大冲击的时候会发生坍塌破碎，不能自动恢复成原状态。当这种蜂窝夹芯结构受到多次冲击后，内部结构将会彻底失效，从而失去减振吸能的效果。在多次冲击后，轻者该蜂窝夹芯结构破损失效，重者会导致工业设备受到严重冲击而引发生产事故，给国家和人民造成巨大损失。

优良的吸能结构应该具有以下特性：

1.可自动恢复。在受到多次冲击后，内部结构不会发生破损，且当载荷卸载后能够自动恢复。

2.耐用性。优良的吸能结构应该具有足够的耐用性，在受到多次冲击后，其吸能效果不会降低。

3.可快速恢复。在多次高频次大载荷的冲击下应该能够快速恢复。传统的依靠弹性变形来实现吸能和恢复的结构存在自动恢复慢的缺点，无法有效应对高频次大载荷的冲击。在高频次载荷冲击下，传统吸能结构可能还尚未恢复，下一次冲击就已经到来，这样就无法实现较好的吸能效果。

4.多重吸能效果。吸能效果具有多重性，采用不同的吸能方式组合吸能，提高吸能的高效性和对不同工业设备吸能的适应性。

为了保证机械工业设备的安全工作，研究一种耐用性高，并可快速自动恢复的新型吸能结构具有重要意义。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构，该纳米磁粉互斥型吸能结构具有优良的耐用性，并在受到高频次大载荷的冲击下可快速自动恢复，从而可实现快速反复多次吸能；该纳米磁粉互斥型吸能结构材料制造方便，结构简单，成本低廉，非常适合应用于需要吸能机构的各种工业领域。

为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构，包括由金属制成的底层4，包覆于底层4上表面的由高弹性的高分子材料制作的外壳1、将外壳1与底层4围成的腔体分隔成三部分腔体的上隔层2和下隔层3，三部分腔体从上至下分别为第一磁粉腔5、气体腔6和第二磁粉腔7；具有相同磁性的纳米磁粉填充物分别填充满第一磁粉腔5和第二磁粉腔7，同时在气体腔6内填充气体，形成一种可快速自动恢复的纳米磁粉互斥型吸能结构。

制作所述外壳1的高弹性的高分子材料为纤维增强橡胶、高分子改性橡胶或合成橡胶。

制作所述底层4所用的金属为形状记忆合金、钛合金或铝合金。

所述纳米磁粉填充物为纳米四氧化三铁磁粉、纳米三氧化二铁磁粉、纳米二氧化铬磁粉或纳米钴‐氧化铁磁粉。

所述气体腔6内填充的气体为空气、氮气或二氧化碳气体。