[发明专利]一种轻质复合夹芯结构

说明书

本发明提出了一种轻质复合夹芯结构，涉及吸能装置领域。示意图如摘要附图所示，该结构由六边形单胞周期性排列组成。每个六边形单胞包含壳体以及填充于壳体空腔内的多孔材料。壳体由2～5个同心的边长增长的六边形壳组成。多孔材料填充入壳体中。该结构在受压缩或者冲击时，通过壳体与多孔材料同心六边形辐散的结合形式，在壳体与多孔材料之间产生了强烈的耦合作用。提高了结构的吸能效率。

技术领域

本申请涉及吸能装置领域，具体而言，涉及一种轻质复合夹芯结构。

背景技术

随着我国经济和人民生活水平的提高，汽车工业的蓬勃发展，我国民用汽车保有量年年攀升。据国家统计局发布2019年国民经济和社会发展统计公报，显示我国民用汽车保有量已达到2.6亿辆。汽车保有量增长的同时，交通事故也频频发生。据2019年统计，全年共发生道路交通事故238351起，造成67759人死亡。为减轻汽车撞击对货物、人员造成的伤害，汽车中设置有吸能装置，它可以在汽车受到撞击时，通过自身的变形(折叠，屈曲，坍塌等)将冲击动能转化为自身的应变能。然而传统的吸能装置往往设计结合形式单一，冗余质量多，造成动力的浪费，且吸能效率不高。目前对于高效的能量吸收装置已有研究，在专利CN107448528A公开了一种高能量吸收率和良好缓冲能力的复合轻质结构。但在该结构的设计中，多孔材料与壳体之间未获得强烈的耦合作用，能量吸收效率仍具有可提升的空间。因此吸能装置的结构和吸能性能仍可进行进一步的创新和优化。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种轻质复合夹芯结构；利用壳体和多孔材料同心六边形辐散结合方式，在受到冲击时，该结构通过这种结合方式，在壳体与多孔材料之间获得了强烈的耦合作用，提升了能量吸收性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括壳体与多孔材料，其特征在于结构由六边形单胞周期性排列组成；六边形单胞内的壳体由2～5个同心的边长递增的六边形壳组成；多孔材料是由杆、面组成的具有一定空隙率的周期性结构；或所述多孔材料是由杆、面组成的具有一定空隙率的随机多孔结构。

同心的六边形壳彼此间具有间隔，形成空腔。多孔材料填充于所述空腔内。

有益效果

本发明提出了一种轻质复合夹芯结构。该结构由六边形单胞周期性排列组成。每个六边形单胞内有壳体，壳体由2～5个同心的边长递增的六边形壳组成。同心不同边长的六边形壳体间彼此具有间隔，形成空腔。多孔材料填充在所述空腔中。在压缩或冲击载荷作用下，相较于传统的吸能装置，该轻质复合夹芯结构利用其同心六边形辐散的结合形式，使得壳体与多孔材料之间产生了强烈的耦合作用，进而能提高轻质复合夹芯结构的能量吸收性能。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种轻质复合结构做进一步说明。

图1为本发明轻质复合结构示意图；

图2为本发明六边形单元形成过程示意图

图3为本发明别种多孔材料六边形单元形成过程结构示意图；

1.多孔材料2.六边形壳

具体实施方式

本实施例是一种轻质复合夹芯结构。

参阅图1～图2，本实施例一种轻质复合夹芯结构，由六边形单胞周期性排列组成。六边形单胞内含壳体和多孔材料。多孔材料是由杆、面组成的，具有一定空隙率的周期性结构；或是由杆、面组成的，具有一定空隙率的随机多孔结构。多孔材料填充入壳体空腔中。