1.本实用新型属于交通设备技术领域，涉及一种仿生波纹夹层吸能装置。
背景技术：
2.现阶段，我国的交通技术已发展达到一定高度，但频发的交通设施碰撞事故对既有道路路墩、桥梁桥墩的安全性问题提出了挑战。道路路墩、桥梁桥墩等构筑物往往是需要承重的重要构件，这些部位一旦受到碰撞而破坏，将会产生极大的波及效应，造成重大人员伤亡、经济财产损失等问题。目前，我国对路墩、桥墩的保护措施并不完备：大部分地区的路墩桥墩还未安装防护装置，即便一部分装有碰撞防护装置，但是其防护装置的吸能缓冲效果不足，在面对突发的严重碰撞事件时，其防护效果十分有限。
技术实现要素：
3.本实用新型的目的是提供一种仿生波纹夹层吸能装置，解决了现有技术中存在的吸能缓冲效果不足的问题。
4.本实用新型所采用的技术方案是，一种仿生波纹夹层吸能装置，用于保护立柱，包括自内而外依次套接在立柱外围的内部柔性垫板、外部柔性垫板，内部柔性垫板、外部柔性垫板之间填充有仿生波纹夹层。
5.本实用新型的特点还在于：
6.立柱底部连接有底座，内部柔性垫板、外部柔性垫板之间填充有仿生波纹夹层均固定在底座上。
7.外部柔性垫板与底座连接处设置有隔水紧固环。
8.仿生波纹夹层由多个吸能单元依次排列组成。
9.吸能单元包括两个u型开口端连接形成的第一基本元件，第一基本元件顶部连接有两个u型的第二基本元件，两个第二基本元件封闭端相邻，且关于第一基本元件的中心线对称，两个第二基本元件之间的距离小于等于第二基本元件直线段长度。
10.两个第二基本元件之间的距离为零。
11.第一基本元件底部、第二基本元件与第一基本元件之间、第二基本元件顶部分别固定有连接板，连接板的长度等于两个第二基本元件开口端之间的距离。
12.吸能单元包括呈上下对称设置的两个圆台形的第三基本元件，两个第三基本元件小口径端相邻。
13.两个第三基本元件小口径端紧密连接。
14.两个第三基本元件之间通过连接筒连接。
15.本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型的仿生波纹夹层吸能结构，可安装与既有承重立柱外侧，同时具有可拆卸功能；能起到吸收由外部强烈碰撞而产生的大部分能量、保护承重立柱不被破坏的作用；适用于交通基础设施的竖向承重构件，如道路路墩、桥梁桥墩等，提高其吸收由外部碰
撞产生的能量的性能，安装拆卸方便快捷，防止产生重大的人员伤亡与财产损失。
附图说明
17.图1是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置的第一种实施例的结构示意图；
18.图2是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置的第二种实施例的结构示意图；
19.图3是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置的第三种实施例的结构示意图；
20.图4是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置的第四种实施例的结构示意图；
21.图5是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置的第五种实施例的结构示意图；
22.图6是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置中吸能单元的第一种实施例的结构示意图；
23.图7是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置中吸能单元的第二种实施例的结构示意图；
24.图8是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置中吸能单元的第三种实施例的结构示意图；
25.图9是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置中吸能单元的第四种实施例的结构示意图；
26.图10是本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置中吸能单元的第五种实施例的结构示意图。
27.图中：1.立柱，2.内部柔性垫板，3.外部柔性垫板，4.仿生波纹夹层，5.底座，6.隔水紧固环，7.第一基本元件，8.第二基本元件，9.连接板，10.第三基本元件，11.连接筒。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
29.一种仿生波纹夹层吸能装置，如图1-5所示，用于保护既有道路路墩、桥梁桥墩等承重的立柱1，包括自内而外依次套接在立柱1外围的内部柔性垫板2、外部柔性垫板3，内部柔性垫板2、外部柔性垫板3之间填充有仿生波纹夹层4。立柱1底部连接有底座5，内部柔性垫板2、外部柔性垫板3之间填充有仿生波纹夹层4均固定在底座5上。外部柔性垫板3与底座5连接处设置有隔水紧固环6。仿生波纹夹层4由多个吸能单元依次排列(阵列)组成，阵列的长度与宽度可根据需要自由调整，可形成不同的仿生波纹夹层吸能装置，满足不同工况下的要求。
30.如图6所示，吸能单元包括两个u型开口端连接形成的第一基本元件7，第一基本元件7顶部连接有两个u型的第二基本元件8，两个第二基本元件8封闭端相邻，且关于第一基本元件7的中心线对称，两个第二基本元件8之间的距离小于等于第二基本元件8直线段长度。如图7所示，两个第二基本元件8之间的距离为零。如图8所示，第一基本元件7底部、第二基本元件8与第一基本元件7之间、第二基本元件8顶部分别固定有连接板9，连接板9的长度等于两个第二基本元件8开口端之间的距离。
31.如图9所示，吸能单元包括呈上下对称设置的两个圆台形的第三基本元件10，两个所述第三基本元件10小口径端相邻。两个第三基本元件10小口径端紧密连接。如图10所示，两个第三基本元件10之间存在空隙，且通过连接筒11连接。连接筒11上下两端的尺寸与第
三基本元件10小口径端相同。
32.本实用新型一种仿生波纹夹层吸能装置的使用方法如下：
33.将本实用新型的仿生波纹夹层吸能装置安装于既有道路路墩、桥梁桥墩等承重立柱1外侧，当立柱1受到外部的冲击荷载时，由撞击产生的能量首先被外部柔性垫板3吸收小部分的能量，未被吸收的能量再均匀传递给相邻的仿生波纹夹层4，仿生波纹夹层4本身具有高变形能力、高柔性与强度，可吸收外部柔性垫板3传递来的大部分能量，将这部分能量转化为弹性应变能储存于仿生波纹夹层4的橡胶和纤维的复合材料之内，剩下未被仿生波纹夹层4吸收的小部分能量将传递给内部柔性垫板2，内部柔性垫板2也具有一定的吸能能力，剩下未被吸收的小部分能量传递至立柱1时，已在立柱1可吸收能量而不产生大变形的范围之内。这样经过两次小部分吸能与一次大部分吸能过程后，原本由外部碰撞产生的较大的能量，传递至承重立柱时，立柱吸收后产生的应变在破坏应变范围之内，即可达到对道路路墩、桥梁桥墩等重要承重构建的防护效果。
34.通过以上方式，本实用新型的仿生波纹夹层吸能结构，可安装与既有承重立柱外侧，同时具有可拆卸功能；能起到吸收由外部强烈碰撞而产生的大部分能量、保护承重立柱不被破坏的作用；适用于交通基础设施的竖向承重构件，如道路路墩、桥梁桥墩等，提高其吸收由外部碰撞产生的能量的性能，安装拆卸方便快捷，防止产生重大的人员伤亡与财产损失。
技术特征：
1.一种仿生波纹夹层吸能装置，用于保护立柱(1)，其特征在于，包括自内而外依次套接在立柱(1)外围的内部柔性垫板(2)、外部柔性垫板(3)，所述内部柔性垫板(2)、外部柔性垫板(3)之间填充有仿生波纹夹层(4)。2.根据权利要求1所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述立柱(1)底部连接有底座(5)，所述内部柔性垫板(2)、外部柔性垫板(3)之间填充有仿生波纹夹层(4)均固定在底座(5)上。3.根据权利要求2所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述外部柔性垫板(3)与底座(5)连接处设置有隔水紧固环(6)。4.根据权利要求1所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述仿生波纹夹层(4)由多个吸能单元依次排列组成。5.根据权利要求4所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述吸能单元包括两个u型开口端连接形成的第一基本元件(7)，所述第一基本元件(7)顶部连接有两个u型的第二基本元件(8)，两个所述第二基本元件(8)封闭端相邻，且关于第一基本元件(7)的中心线对称，所述两个所述第二基本元件(8)之间的距离小于等于第二基本元件(8)直线段长度。6.根据权利要求5所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述两个所述第二基本元件(8)之间的距离为零。7.根据权利要求5所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述第一基本元件(7)底部、第二基本元件(8)与第一基本元件(7)之间、第二基本元件(8)顶部分别固定有连接板(9)，所述连接板(9)的长度等于两个第二基本元件(8)开口端之间的距离。8.根据权利要求4所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，所述吸能单元包括呈上下对称设置的两个圆台形的第三基本元件(10)，两个所述第三基本元件(10)小口径端相邻。9.根据权利要求8所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，两个所述第三基本元件(10)小口径端紧密连接。10.根据权利要求8所述的一种仿生波纹夹层吸能装置，其特征在于，两个所述第三基本元件(10)之间通过连接筒(11)连接。
技术总结
本实用新型公开了一种仿生波纹夹层吸能装置，用于保护立柱，其特征在于，包括自内而外依次套接在立柱外围的内部柔性垫板、外部柔性垫板，内部柔性垫板、外部柔性垫板之间填充有仿生波纹夹层。可安装与既有承重立柱外侧，同时具有可拆卸功能；能起到吸收由外部强烈碰撞而产生的大部分能量、保护承重立柱不被破坏的作用；适用于交通基础设施的竖向承重构件，如道路路墩、桥梁桥墩等，提高其吸收由外部碰撞产生的能量的性能，安装拆卸方便快捷，防止产生重大的人员伤亡与财产损失。生重大的人员伤亡与财产损失。生重大的人员伤亡与财产损失。
技术研发人员：李伟 高皓宸 梁晨
受保护的技术使用者：西安工程大学
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/3/1
再多了解一些
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