申请/专利权人：南京工业大学

申请日：2020-12-28

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN112560202B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/23;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2021.04.13#实质审查的生效;2021.03.26#公开

摘要：本发明公开了一种具有负热膨胀效应的保险装置及其设计方法，包括负热膨胀结构及其外面设置的外部圆管；所述负热膨胀结构由负热膨胀平面结构卷曲形成圆管状，并且在负热膨胀结构上斜杆连接的位置设置有卡扣，所述负热膨胀平面结构由多个负热膨胀胞元在平面上进行空间平移并相互连接得到，所述负热膨胀胞元由两个相同的微结构共用一条底边相对连接而成，所述微结构为由一个底边和两个斜边构成的等腰三角形；所述外部圆管的管壁设置有卡槽，在电子元器件或者机器正常工作时所述负热膨胀结构的卡扣设在卡槽内。本发明能够在达到所需防控的温度之前，断开电路，防止机器设备被高温破坏。

主权项：1.一种具有负热膨胀特性的保险装置的设计方法，其特征在于：所述具有负热膨胀特性的保险装置包括负热膨胀结构及其外面设置的外部圆管；所述负热膨胀结构由负热膨胀平面结构卷曲形成圆管状，并且在负热膨胀结构上斜杆连接的位置设置有卡扣，所述负热膨胀平面结构由多个负热膨胀胞元在平面上进行空间平移并相互连接得到，所述负热膨胀胞元由两个相同的微结构共用一条底边相对连接而成，所述微结构为由一个底边和两个斜边构成的等腰三角形；所述外部圆管的管壁设置有卡槽，在电子元器件或者机器正常工作时所述负热膨胀结构的卡扣设在卡槽内；所述的底边和斜边分别选取两种不同的金属材料，热膨胀系数分别记为α1和α2，α1＞α2，所述外部圆管和卡扣选取低膨胀材料，热膨胀系数记为α3；所述微结构的斜边长度L1和底边长度L2的长度之比关系满足：0.57＜L1L2＜0.7；所述微结构的斜边宽度H1和底边宽度H2的长度之比的关系满足：0.4＜H1H2＜2；所述微结构的数量为N，其中N为≥4的整数；所述的负热膨胀结构的壁厚T1变化范围为0＜T1＜H1+H22；所述负热膨胀结构上卡扣的厚度T2变化范围为0＜T2＜H1+H22；所述负热膨胀结构的内半径R1,外部圆管内半径R2，负热膨胀结构的壁厚T1以及卡扣的厚度T2间的关系满足:ΔT为会对电子元器件或者机器造成破坏的温度与环境温度的差值；所述外部圆管的内半径R2变化范围为R1+T1＜R2＜R1+T1+T2，所述外部圆管的高度H3变化范围为L22＜H3＜L2；所述具有负热膨胀特性的保险装置的设计方法，包括以下步骤：1选取两种不同金属材料，分别作为底边材料和斜边材料，其热膨胀系数分别为α1和α2，其中α1＞α2，外部圆管和卡扣选取低膨胀材料，热膨胀系数记为α3；2根据具体电子元器件或者机器内部的空间大小设计保险装置的几何尺寸，包括微结构的斜边长度L1底边长度L2，斜边宽度H1底边宽度H2，微结构的数量为N，负热膨胀结构壁厚T1和内半径R1，卡扣的厚度T2，外部圆管的内半径R2和高度H3；3采用有限元方法对所设计模型进行数值计算，计算温度载荷引起的卡扣与外部圆管内壁间的直线距离以及径向方向的等效热膨胀系数；4根据有限元计算结果，判断设计方案是否满足要求，若不满足，则对方案中底边和斜边的长度之比进行精细调整，得到满足要求的具有负热膨胀效应的保险装置；5将上述保险装置应用在电子元器件或者其它大型机械易受高温破坏的位置，当温度提高到其无法承受的范围时，负热膨胀结构会向内收缩，卡扣会从卡槽中滑出，负热膨胀结构就会在重力的作用下脱落，电子元器件或者机器会因为缺少部件从而停止工作，防止温度继续提高；所述步骤4中斜边和底边的长度之比进行精细调整的方法为：如果计算的径向方向的负热膨胀现象不明显或者卡扣向内收缩的位移偏小，则减小斜边和底边的长度之比；所述具有负热膨胀特性的保险装置的设计方法根据所需防控的温度调整斜边和底边的几何参数，并且可以用3D打印技术制备。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京工业大学 一种具有负热膨胀特性的保险装置及其设计方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD