[发明专利]一种多胞汽车缓冲吸能装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到汽车碰撞安全结构设计领域，具体涉及一种梯度多胞汽车缓冲吸能装置。

背景技术

随着汽车保有量的增加，汽车碰撞安全越来越受到人们的重视。为了保护汽车发生碰撞时乘员的安全，汽车研发人员在汽车前端设计有缓冲吸能装置来吸收碰撞时的能量，包括汽车保险杠，汽车缓冲吸能盒等。金属薄壁梁结构件因其结构简单，易于制造而广泛应用于汽车、轮船和飞机等几乎所有交通工具的碰撞动能耗散系统中。在受到撞击载荷的作用时，金属薄壁梁构件主要靠自身的塑性变形来吸收车辆碰撞中的冲击动能，并产生一定的压溃行程，从而达到吸收车辆的动能，减少车内乘员损伤，降低车辆速度的目的。

目前，传统的薄壁梁结构主要有圆形，方形和帽形等截面形式，这些结构的吸能效果较差，在碰撞过程中容易产生较大的初始峰值力，因而会给乘员或交通工具带来严重伤害。此外，传统薄壁吸能装置还易造成材料浪费。就目前的技术现状而言，现有技术在不增加材料的情况下还无法通过薄壁梁结构实现在提高结构吸能效率的同时，使传统吸能结构表现出理想的峰值力和质量轻量化。

发明内容

针对现有汽车吸能缓冲装置存在的问题，本发明提供一种碰撞峰值力低以及比吸能高的梯度多胞汽车吸能缓冲装置。

具体而言，本发明提供一种梯度多胞汽车吸能缓冲装置，其特征在于，所述梯度多胞汽车吸能缓冲装置包括吸能管。

进一步地，所述吸能管为梯度多胞吸能管，所述梯度多胞吸能管包括若干胞格，每个胞格由若干侧壁围绕而呈管状，每个胞格侧壁的厚度从侧壁边缘一端到侧壁中部以预定梯度逐渐减小，再从侧壁中部到侧壁另一端边缘以预定梯度逐渐增大。

进一步地，所述多胞吸能管的每个胞格的截面为n边形，n为大于等于3的正整数。

进一步地，所述多胞吸能管的每个所述胞格呈管状，截面为大体正方形，相邻胞格共用相邻的侧壁，每个侧壁的厚度从侧壁边缘到侧壁中部以预定梯度逐渐减小，再从侧壁中部到侧壁另一端边缘以预定梯度逐渐增大。

进一步地，所述梯度多胞汽车吸能缓冲装置包括九个胞格，九个胞格的长度方向彼此平行，截面为九宫格形状。

进一步地，所述梯度多胞汽车吸能缓冲装置包括一个多边形大胞格和若干角部小胞格，大胞格和小胞格厚度以预定梯度变化。

进一步地，所述多边形大胞格的每个边分成若干段，每一段中侧壁的厚度从段边缘一端到段中部以预定梯度逐渐减小，再从段中部到段另一端以预定梯度逐渐增大。

进一步地，其还包括前端安装板和后端安装板，所述多胞吸能管通过所述前端安装板与汽车保险杠相连，通过所述后端安装板与汽车前纵梁相连。

进一步地，所述多胞吸能管的碰撞端设有若干诱导槽，所述诱导槽彼此间隔布置，而非连续布置。

另一方面，本发明提供一种制备所述的梯度多胞汽车吸能缓冲装置的方法，其特征在于，利用挤压成型技术制备所述梯度多胞汽车吸能缓冲装置的多胞吸能管。

需要说明的是，本发明所提到的“侧壁厚度呈现梯度变化”指的是侧壁在吸能结构截面内厚度具有梯度变化，而沿着吸能管轴线方向上侧壁厚度可以具有梯度变化也可以没有梯度变化。吸能管轴线是指吸能管胞格的延伸方向，胞格彼此平行。

另外，虽然在后续实施例中，各胞格截面形状为正方形，但是，本发明的范围不仅限于此，各胞格截面形状可以彼此不同，并且各个胞格的形状不限于正方形，可以为n变形，例如三角形、五边形、六边形等。

本发明从高效吸能特性和结构轻量化等实际工程角度出发，根据薄壁结构在缓冲吸能过程的变形特点，将轻质合金材料依据塑性变形能贡献大小，在薄壁管的横截面材料分布进行合理布置，形成一种新型梯度多胞缓冲吸能结构。该汽车吸能缓冲装置可以由挤压成型技术制造。

本发明在吸能装置的碰撞端设置了间隔分布的诱导槽，用以降低碰撞初始峰值以及引导梯度吸能管各胞格以预定变形模式相继折叠变形。而且，针对不同的缓冲吸能要求，本发明的装置只需要调节梯度变化值就可以获得不同厚度变化梯度的九胞梯度方形管，实现不同的吸能效果。

技术效果