一种汽车碰撞吸能盒的制作方法

本发明是一种新型的汽车碰撞吸能盒装置，属于汽车被动安全防护领域。

背景技术：

随着汽车行业的不断发展，汽车已经成为人们日常出行不可缺少的代步工具，但也正是由于汽车数量的增多，使得交通事故频发，造成巨大的人财损失。因此汽车安全已成为我们不可忽视的重要问题。汽车吸能盒是安装在汽车横梁与车架纵梁之间的一种吸能装置，其需要在撞击发生后，通过自身溃缩变形，吸收撞击能量，降低峰值应力，从而保护汽车纵梁乃至驾驶舱不受损坏，降低汽车维修费用并提高汽车的安全性。

传统吸能盒由于其吸能不足或吸能不稳定已经不能满足当前汽车安全性的要求，因此设计一款高效，稳定的多孔结构汽车吸能盒具有十分重要的现实意义和实用价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种汽车吸能盒，吸能稳定性高，吸能效果好。

为了解决上述问题，本发明专利提供了一种汽车碰撞吸能盒，包括:上法兰盘，复合外壳，内部填充物，圆台内管以及下法兰盘；

所述复合外壳的上部为方形盒，方形盒的每一个侧面沿对角线均设有五个缺陷孔；所述复合外壳的下部为台体波纹管，其侧棱为正弦的波纹结构；

所述圆台内管设置在复合外壳内，所述内部填充物填充在圆台内管和复合外壳的内壁之间；其中，方形盒与圆台内管之间的填充物为蜂窝结构，台体波纹管与圆台内管之间的填充物为点阵结构。

在一较佳实施例中：所述蜂窝结构以六边形作为角单元，以四边形，六边形，四边形的交替排列作为边单元。

在一较佳实施例中：所述点阵结构由单元胞体阵列构成，所述单元胞体由三棱体心子单元通过旋转阵列构成；所述三棱体心子单元以三棱柱的每个面保留对角线的方式构成。

在一较佳实施例中：所述复合外壳为上碳纤维层、中间铝纤维层，下碳纤维层组成的三明治结构；所述上碳纤维层、中间铝纤维层，下碳纤维层中的碳纤维依次形成30°的夹角。

在一较佳实施例中：所述缺陷孔为椭圆缺陷孔。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

1.高效吸能，稳定吸能，逐级吸能。

本发明提供的汽车碰撞吸能盒，方形盒与圆台内管之间的填充物采用由六边形作为角单元，以四边形，六边形，四边形的交替排列作为边单元的蜂窝结构，台体波纹管与圆台内管之间的填充物采用以三棱体心胞体为单元的点阵结构；在碰撞过程中，上盒蜂窝填充物通过褶皱变形，吸收部分能量，为一级吸能，下盒点阵结构填充物，通过自身的弹性形变,屈服变形以及致密过程，显著提高吸能效果，为二级吸能，这样的设计可以实现逐级吸能的效果。尤其是在高速碰撞发生时，可以在提高总吸能量的同时，有效保障吸能的稳定性，保障车内乘员安全。

2.提供良好的缓冲，有效降低峰值碰撞力，保障人员安全。

本发明提供的汽车碰撞吸能盒，采用碳纤维与铝纤维构成的复合纤维结构作为壳体材料，与上盒内部的蜂窝结构设计具有良好缓冲效果，其次上盒的盒面上开有椭圆形的缺陷孔，与下盒的波纹结构能够在碰撞过程中有效降低峰值应力，这样的设计组合，对保证行人与车内乘员的安全十分有利。

3.适应多角度冲击。

本发明提供的汽车碰撞吸能盒，壳体采用不同角度布置复合纤维材料，不仅可以发挥碳铝材料的力学优势，而且可以增强不同方向的力学性能，其次，该吸能盒下盒与内部圆台管都具有一定的锥度，配合内部面接触的点阵结构填充物可以有效抵抗了有角度冲击下的力学失稳现象产生。另外，上盒的蜂窝填充设计相对于传统的蜂窝结构也具有更好的稳定性。

附图说明

图1为本发明优选实施例中汽车碰撞吸能盒的爆炸示意图；

图2为本发明优选实施例中汽车碰撞吸能盒的示意图。

图3为本发明优选实施例中复合外壳示意图；

图4为本发明优选实施例中复合外中的碳纤维排列方式示意图；

图5为本发明优选实施例中填充物的示意图；

图6为本发明优选实施例中蜂窝结构的截面示意图；

图7为本发明优选实施例中点阵结构的获得方式示意图；

图8为本发明优选实施例中点阵结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图及实施例对发明进行详细说明。应该说明的是：以下实施例仅用于说明本发明，并非限制本发明所描述的技术方案，一切不脱离本范围的技术方案及其改进均应包括在本发明的权利要求范围当中。

本发明为克服传统的吸能盒的吸能效果不足，吸能稳定性差以及无法多角度吸能等问题提供一款新型的，吸能稳定性高且吸能效果好的汽车吸能盒。

所述汽车碰撞吸能盒的整体结构如图1和图2所示，包括上法兰盘101，复合外壳102，内部填充物103，圆台内管104以及下法兰盘105。

所述复合外壳102设置在上法兰盘101和下法兰盘105之间，并分别与之固定连接；圆台内管104放置在复合外壳102内，并与复合外壳102同轴设置；所述内部填充物103填充在圆台内管104和复合外壳102的内壁之间。

进一步参考图3，所述复合外壳102的上部为方形盒201，方形盒201的每一个侧面沿对角线设有五个的椭圆缺陷孔203；复合外壳102的下部为台体波纹管202，台体波纹管202的侧棱为正弦的波纹结构204，能有效降低峰值碰撞力。

复合外壳102的壳体材料如图4所示，采用上碳纤维层301、中间铝纤维层302，下碳纤维层303的三明治结构，其中纤维层的布置方式如图4所示，上碳纤维层301、中间铝纤维层302，下碳纤维层303的碳纤维之间分别形成30°夹角，也就是说上碳纤维层301、中间铝纤维层302，下碳纤维层303的碳纤维由上而下依次转过30°。

复合外壳102与圆台内管104之间的填充物103如图5所示，其中方形外壳201与圆台内管102之间的填充物为蜂窝结构401，台体波纹管202与圆台内管之间的填充物为点阵结构402。

蜂窝结构401的截面501如图6所示，以六边形作为角单元，以四边形，六边形，四边形的交替排列作为边单元。

点阵结构402如图8所示，其获得方式如图7所示，由三棱柱601的每个面保留对角线的方式构成三棱体心子单元602，通过旋转阵列构成单元胞体603。单元胞体603经过阵列排列后就形成了点阵结构402。

以上仅为本发明的优选实施例，但本发明的范围不限于此，本领域的技术人员可以容易地想到本发明所公开的变化或技术范围。替代方案旨在涵盖在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围应由权利要求的范围确定。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种汽车碰撞吸能盒，包括:上法兰盘，复合外壳，内部填充物，圆台内管以及下法兰盘；所述复合外壳的上部为方形盒，方形盒的每一个侧面沿对角线均设有五个缺陷孔；所述复合外壳的下部为台体波纹管，其侧棱为正弦的波纹结构；所述圆台内管设置在复合外壳内，所述内部填充物填充在圆台内管和复合外壳的内壁之间；其中，方形盒与圆台内管之间的填充物为蜂窝结构，台体波纹管与圆台内管之间的填充物为点阵结构。上述的汽车吸能盒，吸能稳定性高，吸能效果好。

技术研发人员：黄文臻;张勇;李吉祥;陆勇;余龙
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.04.16