[发明专利]一种基于吉村折纸的汽车吸能盒及其结构设计方法

说明书

本发明公开了一种基于吉村折纸的汽车吸能盒及其结构设计方法，其包括吸能体和法兰盘。所设计吸能盒的吸能体利用了一个八行和八列的吉村折纸的折痕模式，该模式每一个折叠单元由一个等腰梯形和等腰三角形组成，其中等腰梯形的短底边为山折，长底边为谷折，折叠而成的吸能体横截面为正八边形，通过焊接与法兰盘固定。当该吸能盒受到撞击，吸能体在折痕的的诱导下溃缩，发生褶皱变形，从而吸收撞击产生的能量。本发明相较与传统的吸能盒设计，其折纸结构自带了溃缩槽的功能，可以实现更大程度的压缩，从而吸收更多能量，同时制作工艺简单，成本低，适用性广泛。

技术领域

本发明涉及汽车碰撞配件溃缩技术领域，尤其是涉及一种创新型汽车吸能盒的设计分析及制造。

背景技术

十一世纪以来，随着我国经济水平的不断提高，工业水平不断发展，汽车保有量也得到了跨越式增长，我国现已成为汽车工业大国。然而在汽车工业迅猛发展的背后，汽车所带来的隐患和危机也越来越凸显，由汽车引发的交通安全、能源消耗、环境污染等问题也越发引人重视，尤其是汽车引起的交通事故更是危害公共安全的重要因素。每年因汽车交通事故所带来的伤亡和财产损失使得国家和各大汽车企越发重视汽车安全，各大科研机构、高校、企业研究院均开展了汽车安全研究。

城市中由汽车引发的安全问题主要是碰撞。汽车碰撞通常有以下几种形式：正面碰撞、成一定角度碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、翻滚等。正面碰撞占所有碰撞的67%，并且低速碰撞的发生概率非常高。低速碰撞是指时速在15km/h 左右的碰撞，这种情况下的碰撞一般不会造成中重大的事故和人员伤亡，却会对汽车和驾驶员造成一定程度的伤害。当汽车发生正面碰撞时，为了确保驾驶员的生存空间，汽车前部的部件要求能够吸收足够的碰撞能量。当汽车发生低速碰撞时，保险杠横梁将碰撞中产生的能量均匀地传递给吸能盒，吸能盒作为汽车前纵梁前段的重要组成部分，主要作用就是通过溃缩把碰撞中的产生的能量转化成内能，吸收横梁传递来的碰撞能量，并把没有完全吸收的碰撞能量向车身纵梁传递，从而保护车身纵梁和整车安全。

综上所述，研究吸能盒对于汽车安全性能的提升有很大意义。

发明内容

了解决现有汽车吸能盒的吸能比低、体积大、吸收能力弱、成本过高问题，本发明提供了一种新型的基于吉村折纸结构的吸能盒的设计方法，相较于传统的汽车吸能盒，该设计吸能盒有更大的吸能比，体积小，安全性能高，同时成本低廉，适用性广。

本发明提供的一种基于吉村折纸模式的汽车吸能盒采用如下的技术方案：一种基于吉村折纸模式的汽车吸能盒，包括一个吸能体和法兰盘，其整体的尺寸参数为：长度：100mm；宽度：100mm；高度100mm。

通过采用上述技术方案，优化了吸能盒的尺寸，使吸能盒有更小的体积以适应更多的车型。

优选的，吸能体由八行和八列的折叠单元组成，每个折叠单元由一个等腰梯形和等腰三角形组成，其中等腰梯形的尺寸参数为：上底边：12.5mm；下底边：25mm；高：12.9mm。等腰三角形的边长尺寸参数分别为：14.3mm，14.3mm，13.8mm。

通过采用上述技术方案，利用吸能体本身的折痕做吸能盒诱导槽，当吸能盒受到撞击，吸能体在折痕山折和谷折的折叠引导下溃缩。这种溃缩方式可以有效控制吸能盒溃缩阈值，和增加能量吸收。

优选的，与吸能体连接的法兰盘，有四个直径8mm的吸能盒安装孔位，对称分布在法兰盘四个角，水平和竖直两两间隔80mm。

通过采用上述技术方案，法兰盘与吸能体的连接用于吸能盒的安装，这种安装方式简单高效。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.介绍了一种折纸吸能盒的设计方法；

2.实现了可控的溃缩阈值吸能盒，结构紧凑的同时，有效提升了吸能盒的能量吸收效率；

3.成本低廉，制造简易，安装方式简单高效。

附图说明