[发明专利]一种可调节屈曲变形的开槽吸能销及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可调节屈曲变形的开槽吸能销及其制备方法。包括吸能销钉和吸能件模拟底座，通过螺纹连接；吸能销钉受冲击端加工成半圆形的吸能件受冲击位置；吸能销钉侧壁加工有开槽；吸能销钉下部分加工有螺纹，螺纹和开槽之间加工有圆弧过渡；吸能销钉底部加工有连接吸能件开槽；吸能销钉内部顶端加工为内部半圆形设计；吸能件模拟底座包括圆孔和空心圆管，内置螺纹的圆孔位于吸能件模拟底座上端面中心，并与吸能销钉下部分的螺纹连接，吸能件模拟底座下部分安装空心圆管。本发明可以用于单点的抗冲击吸能，也可将其排列成特定的形状用于特定工况下的冲击吸能，可以应对来自多方向的冲击，并且可以减小冲击后的回弹。

技术领域

本发明属于结构防护领域，具体涉及一种可调节屈曲变形的开槽吸能销及其制备方法。

背景技术

在结构防护领域中，某部件需要在低速运动后停止运动并固定在某一位置，而在运动中该部件自身会有一定的动能，如果直接停止，动能由部件自身吸收，这会对部件本身造成损害，并且会有一定幅度的回弹。所以需要一种能够在不损害该部件的前提下，充分吸收该部件的动能，能将回弹幅度降低至最小，并且不能占据太多的体积，易于安装和拆卸。

管状薄壁结构作为力学性能稳定的吸能元件被广泛用于缓冲、吸能领域。传统的管状结构都是通过折叠屈曲的变形方式进行吸能，这种吸能方式虽然吸能行程长，但每次折叠屈曲的变形幅度都不稳定，且柱状管吸能件的应力峰值较高。

本发明针对在结构防护领域中对于这一类吸能结构件的需要，提供了一种通过开槽调节屈曲变形的抗冲击吸能件及其制备方法。与传统的屈曲吸能构件不同，本发明在柱状管吸能件和轴对称模式的基础上，通过开槽的方式既降低了吸能件的质量又削弱了柱状管吸能件的峰值应力，延长了平台段的应力使吸收能量更多，并且通过开槽使吸能件更容易变形，增加了吸能件的在低速冲击下的吸能效果又减少了吸能件冲击后的反弹长度。本发明单体可用于单点冲击的能量吸收，如果进行一维排列则可以对一条线上的冲击进行能量吸收，同理将其铺成一个平面，则可进行对任意形状平面冲击的能量吸收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以稳定变形形式进行吸能的可调节屈曲变形的开槽吸能销及其制备方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种可调节屈曲变形的开槽吸能销，包括吸能销钉和吸能件模拟底座，吸能销钉与吸能件模拟底座通过螺纹连接；吸能销钉包括吸能件受冲击位置、开槽、圆弧过渡、连接吸能件开槽及内部半圆形设计；吸能销钉受冲击端加工成半圆形的吸能件受冲击位置；吸能销钉侧壁加工有开槽，以降低吸能销钉的质量同时削弱峰值应力；吸能销钉下部分加工有螺纹，螺纹和开槽之间加工有圆弧过渡；吸能销钉底部加工有连接吸能件开槽；吸能销钉内部顶端加工为内部半圆形设计；吸能件模拟底座包括圆孔和空心圆管，内置螺纹的圆孔位于吸能件模拟底座上端面中心，并与吸能销钉下部分的螺纹连接，吸能件模拟底座下部分安装空心圆管。

进一步地，所述开槽的数量和长度根据具体工况调整，并且在吸能销钉侧壁上均匀分布一周。

进一步地，所述可调节屈曲变形的开槽吸能销可用于来自一点的冲击载荷；也可将其多个排列，应对不同工况的载荷。

一种可调节屈曲变形的开槽吸能销的制备方法，所述制备方法如下：

步骤一：制作吸能销钉

将金属棒材通过车削、铣削工艺，将受冲击端加工成半圆形的吸能件受冲击位置；在金属棒材侧壁上先使用电火花工艺打孔，再用线切割开槽的方式加工开槽；金属棒材下部分加工成螺纹；将管壁和螺纹之间的位置加工成圆角的圆弧过渡；下端螺纹底部加工两个对称的连接吸能件开槽；通过钻孔工艺将金属棒内部掏空并且在顶端铣成内部半圆形设计；

步骤二：制作吸能件模拟底座

将另一个不同尺寸的金属棒材的一侧掏空，另一侧不掏空，再将不掏空的一侧中心开圆孔并在内部加工螺纹；