本發(fā)明涉及一種吸能結(jié)構(gòu)，具體涉及一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

振動和沖擊是工業(yè)生產(chǎn)中常見的有害現(xiàn)象之一。這些振動和沖擊不僅影響了機械設(shè)備工作的精度，嚴(yán)重地還會對機械設(shè)備造成損傷。為了降低振動和沖擊對機械設(shè)備的影響，需要在機械設(shè)備上布置各種吸能減振裝置或結(jié)構(gòu)。

吸能的基本原理就是將沖擊的能量轉(zhuǎn)換成其他能量，如熱能、彈性變形能、電能等。減震墊、彈簧、板簧和碟簧是工業(yè)生產(chǎn)中常見的吸能裝置或結(jié)構(gòu)，這些裝置都是將沖擊能量轉(zhuǎn)換成了彈性變形能。這些吸能裝置的優(yōu)點就是在經(jīng)受沖擊后再將彈性變形能釋放出來，使裝置回歸原位，為下一次吸能做好準(zhǔn)備。

此外，在某些其他領(lǐng)域，研究人員還使用蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)來吸收沖擊所帶來的能量，從而達到保護目標(biāo)結(jié)構(gòu)的目的。這種蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)在受到大沖擊的時候會發(fā)生坍塌破碎，不能自動恢復(fù)成原狀態(tài)。當(dāng)這種蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)受到多次沖擊后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會徹底失效，從而失去減振吸能的效果。在多次沖擊后，輕者該蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)破損失效，重者會導(dǎo)致工業(yè)設(shè)備受到嚴(yán)重沖擊而引發(fā)生產(chǎn)事故，給國家和人民造成巨大損失。

單一的吸能方式并不能滿足工業(yè)實際生產(chǎn)的需求，為了提高吸能結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，必須研制一種具有多重吸能效應(yīng)的新型吸能結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可應(yīng)對不同的沖擊環(huán)境，具有優(yōu)良的耐用性和安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，該緩沖吸能結(jié)構(gòu)具有多重吸能效果，可應(yīng)對不同的沖擊環(huán)境，具有優(yōu)良的耐用性和安全性，且制造簡單，成本低廉，適合大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

為了達到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括由高彈性的高分子材料制作的第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7以及由金屬制成的基板3；所述第一外殼1和第二外殼5分別包覆于基板3的上下表面，第一外殼1和基板3間圍成的腔體被中間隔層7分割成第一腔體8和第二腔體2，第二外殼5和基板3圍成了第三腔體6；所述第二腔體2和第三腔體6內(nèi)充滿氣體，在第一腔體8內(nèi)放滿固體顆粒；所述基板3的中部安裝有微濾膜4，微濾膜4連通了第二腔體2和第三腔體6，形成一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。

制作所述第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7的高彈性的高分子材料為改性橡膠或纖維增強橡膠。

所述的第二外殼5的厚度是第一外殼1的厚度的3-6倍。

制作所述基板3的金屬為鈮鋯合金、鈦合金、鎂合金或鋁合金。

充滿所述第二腔體2和第三腔體6內(nèi)的氣體為乙醚氣體、空氣、氮氣、二氧化碳或氫氣。

放滿所述第一腔體8內(nèi)的固體顆粒為二氧化硅顆粒、沙子或二硅化鐵顆粒。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1.結(jié)構(gòu)簡單。該緩沖吸能結(jié)構(gòu)簡單，制作簡便，成本低廉，適合大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

2.多重吸能效果。該緩沖吸能結(jié)構(gòu)的吸能效果具有多重性，采用不同的吸能方式組合吸能，可有效提高吸能的效率和對不同工業(yè)設(shè)備吸能的適應(yīng)性。

3.耐用性。該二級緩沖吸能結(jié)構(gòu)具有足夠的耐用性，在受到多次沖擊后，其吸能效果不會降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明吸能結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是本發(fā)明吸能結(jié)構(gòu)在吸收沖擊能量的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

下面首先對本發(fā)明的原理和工作過程做如下說明：

如圖1所示，本發(fā)明一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括由高彈性的高分子材料制作的第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7以及由金屬制成的基板3；所述第一外殼1和第二外殼5分別包覆于基板3的上下表面，第一外殼1和基板3間圍成的腔體被中間隔層7分割成第一腔體8和第二腔體2，第二外殼5和基板3圍成了第三腔體6；所述第二腔體2和第三腔體6內(nèi)充滿氣體，在第一腔體8內(nèi)放滿固體顆粒；所述基板3的中部安裝有微濾膜4，微濾膜4連通了第二腔體2和第三腔體6，形成一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，制作所述第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7的高彈性的高分子材料為改性橡膠或纖維增強橡膠。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述的第二外殼5的厚度是第一外殼1的厚度的3-6倍。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，制作所述基板3的金屬為鈮鋯合金、鈦合金、鎂合金或鋁合金。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，充滿所述第二腔體2和第三腔體6內(nèi)的氣體為乙醚氣體、空氣、氮氣、二氧化碳或氫氣。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，放滿所述第一腔體8內(nèi)的固體顆粒為二氧化硅顆粒、沙子或二硅化鐵顆粒。

如圖2所示，在受到?jīng)_擊時，該緩沖吸能結(jié)構(gòu)將開始吸能，在剛受到?jīng)_擊時，主要采用第一級吸能方式，第二腔體2內(nèi)的氣體受到?jīng)_擊被壓縮，這部分壓縮的氣體可以吸收沖擊能量，隨著沖擊的增大，氣體壓縮已達到極限，此時第二腔體2內(nèi)的壓強會越來越大，當(dāng)壓強達到微濾膜4的開啟壓力后，開始實施第二級吸能方式，第二腔體2內(nèi)的氣體會通過微濾膜4進入第三腔體6，微濾膜4對氣體的流動具有阻力作用，這也有助于吸收沖擊能量，當(dāng)中間隔層7被沖擊壓向基板3后，會堵住微濾膜4，此時開始實施第三級吸能方式，第一腔體8內(nèi)的固體顆粒將承受主要的沖擊能量，在沖擊過程中，這些固體顆粒會發(fā)生相對流動，相對流動過程中的摩擦阻力將有助于吸收沖擊能量，此外，第一外殼1，第二外殼5和中間隔層7的彈性變形也有助于吸收沖擊能量，

該緩沖吸能結(jié)構(gòu)在吸能時的功能關(guān)系可表示如下:

e＝e1+e2+e3+e4+e5+e6

式中:

e-總吸能；

e1-微濾膜阻流吸能；

e2-第一外殼1的彈性變形吸能；

e3-第二外殼5的彈性變形吸能；

e4-中間隔層7的彈性變形吸能；

e5-氣體壓縮吸能；

e6-固體顆粒摩擦吸能；

從公式中可以看出，該緩沖吸能結(jié)構(gòu)具有多種吸能效果，吸能效果顯著，在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有較強的適應(yīng)性，應(yīng)用前景廣闊。

實施例一

本實施例一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括由纖維增強橡膠制作的第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7，由鈦合金制成的基板3，第二外殼5的厚度是第一外殼1的厚度的3倍，

第一外殼1和中間隔層7圍成了第一腔體8，第一外殼1、中間隔層7和基板3圍成了第二腔體2，第二外殼5和基板3圍成了第三腔體6，

基板3的中部安裝有微濾膜4，微濾膜3連通了第二腔體2和第三腔體6，

在第二腔體2和第三腔體6內(nèi)充滿乙醚氣體，在第一腔體8內(nèi)放滿二氧化硅顆粒，形成一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。

實施例二

本實施例一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括由纖維增強橡膠制作的第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7，由鈮鋯合金制成的基板3，第二外殼5的厚度是第一外殼1的厚度的4倍，

第一外殼1和中間隔層7圍成了第一腔體8，第一外殼1、中間隔層7和基板3圍成了第二腔體2，第二外殼5和基板3圍成了第三腔體6，

基板3的中部安裝有微濾膜4，微濾膜3連通了第二腔體2和第三腔體6，

在第二腔體2和第三腔體6內(nèi)充滿空氣，在第一腔體8內(nèi)放滿二氧化硅顆粒，形成一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。

實施例三

本實施例一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括由改性橡膠制作的第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7，由鋁合金制成的基板3，第二外殼5的厚度是第一外殼1的厚度的3倍，

第一外殼1和中間隔層7圍成了第一腔體8，第一外殼1、中間隔層7和基板3圍成了第二腔體2，第二外殼5和基板3圍成了第三腔體6，

基板3的中部安裝有微濾膜4，微濾膜3連通了第二腔2和第三腔體6，

在第二腔體2和第三腔體6內(nèi)充滿氮氣，在第一腔體8內(nèi)放滿沙子，形成一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。

實施例四

本實施例一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括由纖維增強橡膠制作的第一外殼1、第二外殼5和中間隔層7，由鎂合金制成的基板3，第二外殼5的厚度是第一外殼1的厚度的5倍，

第一外殼1和中間隔層7圍成了第一腔體8，第一外殼1、中間隔層7和基板3圍成了第二腔體2，第二外殼5和基板3圍成了第三腔體6，

基板3的中部安裝有微濾膜4，微濾膜3連通了第二腔體2和第三腔體6，

在第二腔體2和第三腔體6內(nèi)充滿二氧化碳，在第一腔8內(nèi)放滿二氧化硅顆粒，形成一種帶微濾膜的具有多重吸能效應(yīng)的緩沖吸能結(jié)構(gòu)。