專利名稱：多孔材料填充雙層管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到耐撞性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特指ー種適用于船舶エ業(yè)、汽車エ業(yè)、武器裝備運(yùn)輸和航天業(yè)等領(lǐng)域的多孔材料填充雙層管。
背景技術(shù)：
對于船舶エ業(yè)、汽車エ業(yè)和航天航空業(yè)來說，撞擊現(xiàn)象一直是ー個極其重要和不可回避的問題。近三十年來，隨著汽車數(shù)量迅速増加和行駛速度的不斷提高、大型船舶在航運(yùn)過程中面臨高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)以及各種往返式航天工具的不斷増加，使得碰撞問題越來越突出，迅速増加的碰撞事故造成了重大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此耐撞性能已成為船舶、車輛和飛行器等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的問題。對于車輛、航天器等運(yùn)動著的結(jié)構(gòu)來說，在發(fā)生碰撞事故或特定的沖擊事件時(shí)能夠吸收沖擊能量并保護(hù)成員及貴重物品安全的能力稱為 “耐撞性”。近年來，如何有效地控制和減少能量損失一直受到普遍關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、適合大規(guī)模生產(chǎn)、具有較佳緩沖性能的多孔材料填充雙層管。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
ー種多孔材料填充雙層管，包括呈嵌套狀布置的外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管，所述外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管之間呈空腔狀并填充有多孔材料層。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)
所述外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管的截面形狀相同。所述外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管的截面形狀為圓形、正多邊形或任意多邊形。所述外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管通過位于兩者之間的多孔材料層粘接成一體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在干本發(fā)明的多孔材料填充雙層管，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉且適合大規(guī)模自動化生產(chǎn)。將多孔材料層與薄壁雙層管結(jié)合為多孔材料填充雙層管后，大大提高了結(jié)構(gòu)的緩沖性能。在結(jié)構(gòu)壓縮變形過程中，由于多孔材料和薄壁雙層管之間耦合效應(yīng)的影響，多孔材料填充雙層管在相同壓縮位移條件下的吸能比単獨(dú)壓縮多孔材料和薄壁雙層管的吸能之和還要多，其緩沖吸能特性得到顯著增強(qiáng)，比吸能(単位質(zhì)量吸能)和載荷效率(平均載荷與最高載荷之比)都得到提升。


圖1是本發(fā)明采用正六邊形截面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明采用三角形截面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明采用正方形截面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明采用正五邊形截面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明采用圓形截面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是具體實(shí)施例中采用一組具體參數(shù)的正六邊形截面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明被壓縮一段位移時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明被壓縮完全時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明
1、外層薄壁管；2、內(nèi)層薄壁管；3、多孔材料層。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的多孔材料填充雙層管，包括呈嵌套狀布置的外層薄壁管1和內(nèi)層薄壁管2，外層薄壁管1和內(nèi)層薄壁管2之間呈空腔狀并填充有多孔材料層3。其中，外層薄壁管1和內(nèi)層薄壁管2均采用薄壁金屬管，它用來作為緩沖吸能結(jié)構(gòu)；發(fā)生碰撞時(shí)，薄壁金屬管在軸向壓縮下一般具有穩(wěn)定的漸進(jìn)破壞模式，通過其塑性屈曲來吸收撞擊所產(chǎn)生的能量。多孔材料層3則具有較佳的穩(wěn)定的吸能特性且結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，可以根據(jù)實(shí)際需要采用鋁蜂窩材料或泡沫鋁材料等等；當(dāng)然，還可以根據(jù)實(shí)際吸能性能要求，選取其它不同材質(zhì)和不同類型的多孔材料。在使用時(shí)，可以將本發(fā)明的多孔材料填充雙層管放置在汽車的前后部、或航天器著陸腿等緩沖耐撞區(qū)；工作時(shí)外層薄壁管1、內(nèi)層薄壁管2以及多孔材料層 3受到軸向壓縮，通過自身的屈曲、壓潰變形及其薄壁管與多孔材料層之間的相互作用等方式來吸收能量，緩解碰撞時(shí)的沖擊載荷。如圖7和圖8所示，通過對比可知，整個多孔材料填充雙層管會在碰撞后，根據(jù)所受到的軸向壓縮力，產(chǎn)生不同位移的變形。參見圖1和圖6，本實(shí)施例中，外層薄壁管1和內(nèi)層薄壁管2的截面形狀相同，均采用正六邊形；其中歷和tl分別是外層薄壁管1的外接圓直徑和壁厚，傲和以分別是內(nèi)層薄壁管2的外接圓直徑和壁厚，外層薄壁管1和內(nèi)層薄壁管2的方位保持一致，具體的尺寸根據(jù)實(shí)際情況的不同而變化。當(dāng)然也可以根據(jù)實(shí)際的安裝需要和吸能性能要求，選擇如圖2所示的三角形截面、或如圖3所示的正方形截面、或如圖4所示的正五邊形截面、或如圖5所示的圓形截面、 或其他形式的任意多邊形截面。本實(shí)施例中，外層薄壁管1和內(nèi)層薄壁管2通過位于兩者之間的多孔材料層3粘接成一體，能夠保持整體在壓縮變形時(shí)的一致性。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例， 凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種多孔材料填充雙層管，其特征在于包括呈嵌套狀布置的外層薄壁管(1)和內(nèi)層薄壁管(2)，所述外層薄壁管(1)和內(nèi)層薄壁管(2)之間呈空腔狀并填充有多孔材料層 (3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料填充雙層管，其特征在于所述外層薄壁管(1)和內(nèi)層薄壁管(2)的截面形狀相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔材料填充雙層管，其特征在于所述外層薄壁管(1)和內(nèi)層薄壁管(2)的截面形狀為圓形、正多邊形或任意多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多孔材料填充雙層管，其特征在于所述外層薄壁管(1)和內(nèi)層薄壁管(2)通過位于兩者之間的多孔材料層(3)粘接成一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多孔材料填充雙層管，包括呈嵌套狀布置的外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管，所述外層薄壁管和內(nèi)層薄壁管之間呈空腔狀并填充有多孔材料層。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、適合大規(guī)模生產(chǎn)、具有較佳緩沖性能等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16S3/00GK102537644SQ20121003893
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者尹漢鋒, 文桂林, 雷志華 申請人:湖南大學(xué)