一种组合式碰撞吸能结构及其应用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111469789A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010370035.X(22)申请日2020.04.30(71)申请人中国飞机强度研究所地址710065陕西省西安市电子2路86号(72)发明人王计真任佳刘小川白春玉王彬文(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人王世磊(51)Int.Cl.B60R19/18(2006.01)B64G1/62(2006.01)B60R19/02(2006.01)B64D45/06(2006.01)B64C1/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种组合式碰撞吸能结构及其应用方法(57)摘要本发明实施例公开了一种组合式碰撞吸能结构及其应用方法，该组合式碰撞吸能结构包括：端盖，吸能管，蜂窝铝，剪断销，一体式冲击头和导向外筒；一体式冲击头包括：依次相接的蜂窝铝锥形挤压头、沿周向布设的多个蜂窝铝切割器，吸能管切割器上设置有导向套定位孔，等径内筒段，扩孔筒段和外翻导向槽，沿扩孔筒段周向布设的多个吸能管切割器，等径内筒段周向均匀布设由多个剪断销孔；端盖套设于吸能管后端外表面，吸能管内部填充蜂窝铝，吸能管前端套设于一体式冲击头的等径内筒段，通过周向布设的剪断销与一体式冲击头和导向外筒固定，导向外筒与一体式冲击头固定连接。本发明实施例解决了装备在冲击/碰撞中的安全性与结构重量相互矛盾的难题。CN111469789ACN111469789A权利要求书1/2页1.一种组合式碰撞吸能结构，其特征在于，包括：端盖，吸能管，蜂窝铝，剪断销，一体式冲击头和导向外筒；其中，所述一体式冲击头包括：依次相接的蜂窝铝锥形挤压头、沿周向布设的多个蜂窝铝切割器，等径内筒段，扩孔筒段和外翻导向槽，以及沿扩孔筒段周向布设的多个吸能管切割器，吸能管切割器上设置有导向套定位孔，等径内筒段周向均匀布设由多个剪断销孔，蜂窝铝锥形挤压头、蜂窝铝切割器、等径内筒段和扩孔筒段形成中空内腔；端盖套设于吸能管后端外表面，并与吸能管固定连接，吸能管内部填充蜂窝铝，吸能管前端套设于一体式冲击头的等径内筒段，并通过周向均匀布设的剪断销插入剪断销孔与一体式冲击头和导向外筒固定，导向外筒与一体式冲击头固定连接；所述组合式碰撞吸能结构受到碰撞的吸能方式为：吸能管的扩孔、切割和外翻后的形状受到一体式冲击头的外壁、导向外筒内部的限制，泡沫铝受到挤压、剪切后，沿蜂窝铝锥形挤压头开槽，进入一体化冲击头内腔后排出。2.根据权利要求1所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，所述组合式碰撞吸能结构的碰撞过程包括：当冲击载荷超过设计限定值时，剪断销被剪断破坏，激发组合式碰撞吸能结构的缓冲吸能模式。3.根据权利要求2所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，所述组合式碰撞吸能结构的碰撞过程还包括：剪断销被剪断后，一体式冲击头沿吸能管轴线方向运动并压缩吸能管，吸能管接近一体式冲击头的一端运动至一体式冲击头的扩孔筒段，吸能管的管径被迫变大，激发吸能管周向塑形变形。4.根据权利要求2所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，所述组合式碰撞吸能结构的碰撞过程还包括：一体式冲击头继续向吸能管后端运动，周向膨胀后的吸能管前端到达吸能管切割器位置，吸能管被多个吸能器切割成条状物，使得吸能管沿其径向被切割破坏。5.根据权利要求2所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，所述组合式碰撞吸能结构的碰撞过程还包括：一体式冲击头继续向吸能管后端运动，吸能管被切割后形成的条状物前端运动至外翻导向槽中，条状物由于外翻导向槽的限制和导向作用，向外翻卷变形。6.根据权利要求2～5中任一项所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，所述组合式碰撞吸能结构的碰撞过程中，一体式冲击头向吸能管后端运动的过程中，蜂窝铝锥形挤压头和蜂窝铝接触，并斜向挤压吸能管内蜂窝铝，导致蜂窝铝塑形压缩，使得压实后的蜂窝铝被蜂窝铝切割器切割，并进入一体化冲击头内腔后排出。7.根据权利要求1～5中任一项所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，所述组合式碰撞吸能结构，用于在正常使用场景时，通过剪断销的限位作用，作为承载结构或支撑结构使用。8.根据权利要求1～5中任一项所述的组合式碰撞吸能结构，其特征在于，端头、一体式冲击头和导向外筒，采用高强度合金钢制作；吸能管为铝管或复合材料管，管壁厚度根据承载和吸能要求确定。2CN111469789A权利要求书2/2页9.一种组合式碰撞吸能结构的应用方法，其特征在于，将如权利要求1～8中任一项所述的组合式碰撞吸能结构，应用于滑橇式起落架、民机客舱、汽车前部保险杠或外太空探测器着陆装置中。10.根据权利要求9所述的组合式碰撞吸能结构的应用方法，其特征在于，在滑橇式起落架的应用中，采用组