УДАРОЗАЩИТНЫЙ КОНТЕЙНЕР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к деталям машин, а именно, к амортизирующим системам однократного действия с пластически деформируемыми элементами, и может быть использовано, например, в контейнерах для радиоактивных материалов.
Известно, что пластическая деформация применяется в целях ударозащиты, см., например, Ю.А.Круглов, Ю.А.Туманов, «Ударовиброзащита машин, оборудования и аппаратуры». Л., Машиностроение, 1986 г., с.123-124.
Известен пластический амортизатор, содержащий корпус, размещенный в нем подвижный направляющий цилиндр, направляющие втулки и пластические элементы, соединяющие корпус с цилиндром и выполненные в виде двух полых цилиндрических участков большего и меньшего диаметров и плавного перехода между ними, имеющего форму кольца с S-образной образующей, во впадинах которого со стороны корпуса расположены направляющие втулки, в котором пластические элементы размещены один в другом и скреплены между собой. Авторское свидетельство СССР №968535, МПК: F16F 7/12, 1982 г.
Известные устройства обеспечивают амортизацию лишь в продольном направлении.
Известна ударозащитная подвеска, содержащая удлиненные звенья, выполненные из пластичного материала и состоящие из дугообразных элементов, к концам которых присоединены прямолинейные элементы, второй конец одного из прямолинейных элементов крепится к защитному корпусу, а другого - к защищаемому объекту. Патент РФ №2151931, МПК: F16F 7/12, 1997 г.
Недостатком данной конструкции является сравнительно большая масса пластически деформируемых элементов (ПДЭ), что связано с тем, что они работают на изгиб и кручение.
Известна ударозащитная подвеска, состоящая из амортизаторов, выполненных из пластичного материала, в которой амортизаторы выполнены в виде оболочек в форме половины тора, образуют два амортизирующих пояса, амортизаторы которых на большем диаметре крепятся к защитному корпусу, а на меньшем диаметре - к защищаемому объекту. Патент на полезную модель №72027, МПК: F16F 7/12, 2007 г.
Полезная модель обеспечивает ударозащиту во всех направлениях со снижением ударного ускорения до допустимого уровня. В данной конструкции ПДЭ работают при ударе на сдвиг и растяжение-сжатие, в силу чего их несущая способность больше, а масса существенно меньше, чем в вышеописанной ударозащитной подвеске по патенту РФ №2151931.
Недостатком является большая масса защитного корпуса. Во многих случаях масса конструкции, ее снижение, играет важную роль. Возникает задача снижения массы конструкции. Кроме того, ПДЭ имеют сложную форму, желательно ее упростить и сделать более технологичной.
Известен ударозащитный контейнер, содержащий защитный корпус и два амортизирующих пояса, каждый из которых состоит из пластически деформируемых элементов, выполненных в виде оболочек в форме половины тора, защитный корпус расположен внутри пластически деформируемых элементов, которые соединены на внутреннем диаметре с защитным корпусом, а на внешнем диаметре с жесткими силовыми кольцами, которые вынесены за габариты защитного корпуса в поперечном и продольном направлениях на величину рабочего хода амортизации при ударе с принятым запасом. Патент на полезную модель №108521, МПК: F16F 7/12, 2011 г. Прототип.
Недостатком прототипа является сложная форма и нетехнологичность ПДЭ.
Техническим результатом является упрощение формы и повышение технологичности ПДЭ.
Технический результат достигается тем, что в ударозащитном контейнере, содержащем защитный корпус и два амортизирующих пояса, каждый из которых состоит из пластически деформируемых элементов, защитный корпус расположен внутри пластически деформируемых элементов, которые соединены на внутреннем диаметре с защитным корпусом, а на внешнем диаметре с жесткими силовыми кольцами, которые вынесены за габариты защитного корпуса в поперечном и продольном направлениях на величину рабочего хода амортизации с принятым запасом, пластически деформируемые элементы выполнены в виде оболочек по усеченной конической поверхности.
Полезная модель поясняется чертежом, где показаны два амортизирующих пояса, каждый из которых состоит из ПДЭ 1 и 2, выполненных в виде оболочек по усеченной конической поверхности. На внутреннем диаметре ПДЭ крепятся к защитному корпусу 3. Внутри защитного корпуса располагается защищаемое изделие 4. На внешнем диаметре к ПДЭ прикреплены жесткие силовые кольца 5 и 6. Силовые кольца 5 и 6 вынесены за габарит защитного корпуса 3 на величину рабочего хода амортизации при ударе с запасом.
Ударозащитный контейнер предназначен для защиты изделия 4 от удара при падении на твердое основание.
Полезная модель работает следующим образом.
При падении на твердое основание под любым углом жесткие силовые кольца 5 и 6 входят в контакт с основанием. Начинается смещение жестких силовых колец относительно защитного корпуса 3 и, соответственно, деформация ПДЭ 1 и 2. Сначала происходят незначительные упругие деформации. По мере развития смещения начинается интенсивная упруго-пластическая деформация ПДЭ, за счет чего поглощается энергия удара. При этом ПДЭ передают на защищаемое изделие 4 ограниченные, заданные материалом и размерами ПДЭ усилия. Передаваемые на защищаемое изделие 4 ограниченные усилия вызывают ударные ускорения, ограниченные допустимым для изделия 4 уровнем.
Изменение материала, геометрии и толщины ПДЭ 1 и 2 позволяет варьировать уровень ударного ускорения и получать ограниченные, допустимые для защищаемого изделия 4 значения ударного ускорения при падении с заданной высоты. Изменяя угол раствора конической поверхности ПДЭ, можно достичь различного соотношения ускорений удара в продольном и поперечном направлениях в соответствии с характеристиками изделия 4 по ударопрочности.
Жесткие силовые кольца 5 и 6 являются жесткими в смысле, принятом в прикладной механике, где жесткими называются тела, деформациями которых в рамках данной задачи можно пренебречь. Они могут быть выполнены, например, из закаленной стали 30ХГСА.
ПДЭ выполняются из пластичного материала, например, алюминиевого сплава АМц. Определение нужных параметров ПДЭ производится расчетно-экспериментальным путем. Для расчета деформирования ПДЭ используется метод конечных элементов.