Енергопоглинаючий пристрій протиударного бампера автомобіля

Винахід належить до галузі автомобілебудування та може бути використаний у конструкціях високошвидкісних автомобілей. Відомі енергопоглинаючі пристрої автомобільних бамперів, які призначені для дисипації кінетичної енергії автомобіля при лобовому ударі, вміщаючі демпфіруючі елементи, які перетворюють кінетичну енергію стисненого повітря, рідини чи пружнодеформованого елементу (Патент США №5106137, кл. B60R19/20, опубл. 21.04.93. - Винах. в країнах світу, №21; патент Великобританії №2246982, кл. B60R19/20, 19/18, опубл. 19.02.93. - Винах. в країнах світу, №19; А.с. №2038233, кл. B60R19/20, опубл. 04.08.95, Бюл. №18). Недоліком існуючих пристроїв є їх низька демпфіруюча здатність при великих габаритах та велика величина від'ємного прискорення, яке при цьому виникає. Основною причиною цього є лінійний характер зв'язку поміж навантаженням та виникаючою деформацією демпфіруючого елементу або робочого тіла. При великих величинах ударного навантаження лінійна залежність вимагає прямопропорційних переміщень пружнодеформованих елементів, що обумовлює їх великі розміри та високу швидкість стискання. Можна підвищити демпфіруючу здатність енергопоглинаючого пристрою за рахунок упровадження у даний пристрій елементів, які перетворюють кінетичну енергію у енергію пластичної деформації. Для досягнення цього енергопоглинаючий пристрій зроблено у вигляді металоріжучої різцевої головки, яка під дією навантаження здійснює багаторізцеве стругання одноразової конічної заготовки. З огляду того, що при різанні металу у зоні стружкостворювання виникають великі пластичні деформації, залежність поміж силою та деформацією носить різко нелінійний характер, що дозволяє при невеликих переміщеннях поглинати значну кількість енергії удару, 95% якої при цьому перетворюється у тепло. Наявність конусності на заготовці забезпечує плавність збільшення глибини різання та нелінійність процесу затримання, що знижує величину від'ємного прискорення та підвищує демпфіруючу здатність пристрою. Пристрій (див. фіг.) містить різцеву головку 2 з закріпленими на ній різцями 4, корпус 3, у якому встановлена різцева головка. На одній вісі з головкою встановлена конічна заготовка 5. Для закріплення енергопоглинаючого пристрою на автомобіль існують фланці 1 та 6. Пристрій працює таким чином. При дії навантаження на фланець 1 різцева головка з різцями починає переміщуватися праворуч, при цьому різці 4 врізаються у матеріал заготовки 5, здійснюючи процес зняття стружки, товщина якої збільшується з зростанням переміщення. Процес різання закінчується з моменту припинення дії сили. У зв'язку з тим, що процес різання може здійснюватися тільки при переході матеріалу заготовки в пластичний стан, пристрій поглинає енергії значно більше ніж пружнодеформовані елементи таких самих розмірів, тому що при різанні матеріалу робота витрачається на створення у об'ємі заготовки напружень у 1,5 - 2 рази більших, ніж межа пропорційності пружної деформації, а також на тертя створеної стружки об поверхню різця. Збільшення кута конусності заготовки збільшує витрати енергії на зняття стружки та знижує величину від'ємного прискорення, тому що процес повільно затримується у зв'язку з повільним зростанням глибини різання.