[发明专利]一种装配式自锁型多胞能量吸收器

说明书

本发明属于结构被动安全防护中的能量吸收领域，并公开了一种装配式自锁型多胞能量吸收器。该能量器中包括两组薄壁管且每组中的薄壁管结构尺寸相同，每个薄壁管的侧面均设置有开口，使得薄壁管呈非封闭结构，第一组中的两个开口薄壁管平行设置且开口相对，第二组中的两个薄壁管平行设置且开口相背，第二组正交嵌套于第一组中并形成四个空胞，同时使得能量吸收器的每个面均包括两层薄壁管的管壁；第二组和第一组相互穿过彼此的开口，以此实现两组之间的拼装，并形成自锁结构，该结构的每个面均包括两层管壁。通过本发明，提供的能量吸收器结构简单，比吸能率高，生产成本低。

技术领域

本发明属于结构被动安全防护中的能量吸收领域，更具体地，涉及一种装配式自锁型多胞能量吸收器。

背景技术

能量吸收结构广泛应用于汽车、船舶、航天航空等各个领域，作为发生碰撞时耗散冲击动能的主要构件。设计出具有良好性能的吸能器对于保障人民生命财产安全、节约能源、促进环保等方面具有重大的实际意义。

在目前的汽车设计中，通常是采用安装在汽车前部和尾部的保险杠系统来保证车厢结构框架在低速冲击荷载下不受严重破坏，从而保证车内乘员以及汽车主体结构的安全。为了尽可能的吸收撞击时的动能，在现在的保险杠系统设计中，往往会在保险杠横梁与汽车框架纵梁安装能量吸收器。在有些设计中，为了进一步提高保险杠系统的能量吸收能力，还会在保险杠横梁中并排若干个能量吸收器。在汽车相撞的过程中，能量吸收器能够吸收碰撞产生的动能，并将其不可逆的转化为材料的塑性变形能；公路碰撞衰减系统通常是设计成在迎面碰撞的条件下，使车辆逐渐减速，从而安全地停下来，或是在侧面碰撞情况下，使车辆改变方向以避免出现危险。世界上最常使用的公路防护栏系统是由安装在钢柱或者木柱上的镀锌W形钢梁(波形梁)组成，当车辆与安装在高速路边的防护栏系统碰撞时，车辆的动能将大部分耗散在波形梁与立柱(吸能构件)的变形上；由于能量吸收装置的不可逆能量转换特性，能量吸收器通常是一次性使用的物品，一旦有大变形，他们就要被抛弃更换。因此，在受到预算约束的条件下，低成本在能量吸收装置的设计中尤为重要。

为了提高能量吸收器的比吸能率，蜂窝型(多胞)截面形式被用于碰撞吸能器的设计中，比如专利名称为“汽车安全座椅用蜂窝吸能盒”，专利公开号为CN 205706266U，该专利公布了一种用在儿童安全座椅上的蜂窝吸能盒。专利名称为“一种多胞汽车缓冲吸能装置”，专利公开号CN104890604 A，该专利公布了一种梯度多胞汽车吸能缓冲装置，采用多胞形状构型，然而，上述两种吸能装置均需要先制备相应的模具，然后通过挤压成型才能制备处所需要的吸能装置，而且若吸能装置根据实际的应用每改变一次尺寸，则需要重新开模生产新的模具，由此产生高昂的费用；专利名称为“一种折痕式碰撞吸能盒”，专利公开号为CN 101638076A，该专利将引入折痕纹路的薄壁管件作为碰撞吸能盒，由于该专利所描述的折痕式碰撞吸能盒壁面可展开，而可采用加工半壳，再通过焊接形成整体结构，这种结构虽然理论上可以实现降低加工成本，但由于折叠结构为开口结构，要封闭需要采用焊接，而焊接部位材料性质改变在吸能器变形过程中容易导致一些如开裂，变形不对称等意外情况，使结构的能量吸收性能受到很大影响，此外这种结构仅对普通空管而言性能更好，与多胞结构对比，吸能效率仍差很多。

综上所述，目前有必要提出一种更加优化的设计，在满足高比吸能率(单位质量的能量吸收)、高荷载一致性(平均力/峰值力)系数的前提下，进一步降低加工以及安装成本，从而更好的满足能量吸收器的实际生产要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种装配式自锁型多胞能量吸收器，通过采用两组开口薄壁管进行拼装以形成自锁结构，由此解决能量吸收器制造、维护、安装成本高，能量吸收效率低的技术问题。