专利名称：具有非对称内部夹层结构的吸收能量的车罩组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及车辆前部结构，且更具体地涉及吸收能量的发动机舱罩，用于 增加在其与物体之间碰撞时物体的减速，使所需的物体停止距离最小化，并且降低由发动 机舱罩传递给物体的合力。
背景技术：
机动车辆车身通常使用冲压金属面板来构造，所述冲压金属面板将相当大的总体 强度和刚度与平滑的可涂漆外表面相结合。具体对于车罩面板(在本领域中也称为发动机 舱罩或机罩结构)而言，通常通过结合较高强度的冲压金属外表面或上表面(称为“A-表 面”)来满足面板刚度，所述冲压金属外表面或上表面联接预成型内表面或下表面(称为 “B-表面”，由一系列发动机侧面或帽型截面加固件支撑)。帽型截面加固件通常位于罩的 A-表面和B-表面之间，并且包括朝向A-表面定向的一对上凸缘以及朝向B-表面定向的单 个下凸缘，上凸缘和下凸缘由腹板部分互连。该常规罩构造通过将相对刚硬的材料(通常 是冲压钢)设置成尽可能远离罩弯曲的中性轴线来增加罩的弯曲刚度。在某些车辆碰撞情况中，物体可对车罩施加向下力。通常，车罩在被施加向下力时 是可变形的。然而，所述罩的变形性且因此所述罩吸收能量的能力会因所述罩接近于装设 在车辆发动机(或者前部)舱中的刚性安装部件而被妨碍。作为示例，罩通过变形吸收能 量的能力可能在罩和发动机本体紧密靠近的情况下被显著地妨碍。然而，车罩和发动机舱 部件之间的微小间隙可提供显著的益处，例如改进的驾驶员能见度、增加的空气动力学和 附加的美观吸引力。与此不同，车罩和发动机舱之间的附加间隙会增加所述罩在被向下力作用时吸收 能量的能力。因此，尽管会有其它设计问题，但是增加车罩和装设在发动机舱中的部件之间 的间隙仍然是有利的。
发明内容
本发明的具有非对称内部夹层结构的吸收能量的罩组件提供了改进的挤压性能 和更均勻的动能吸收及衰减。本发明罩组件的改进的且更均勻的挤压特性确保了在与外物 碰撞而受到挤压载荷时的柔顺表面。这样，本设计使罩组件吸收和衰减给予该罩组件的动 能的能力最大化，从而使所需的物体停止距离最小化。另外，非对称内部夹层结构的取向、 区域变化和设计针对不同的碰撞情况提供了 “可调的”挤压特性。本设计的罩组件还提供 相对高的弯曲刚度，使得车辆处于正常运行时能够有足够的刚性和稳定性，使得本发明罩 组件能够抵抗可能在高车速时出现的颤动或震动动力学，并且具有足够的弹性以符合标准 的性能要求。根据本发明的一个实施例，提供了供车辆使用的吸收能量的罩组件。车罩组件包 括上面板构件、下面板构件和中间面板构件，每一个构件优选由金属材料或脆性塑料制成。 上面板构件具有第一交界面，而下面板构件具有第二交界面。中间面板具有相对的第一和第二表面，所述相对的第一和第二表面限定非对称的优选多边形的波形轮廓，所述波形轮 廓相对于车辆纵向地传播。还可以包括罩外部面板，其中上面板构件可操作地附连到罩外 部面板的内表面。如本文使用的，术语“非对称”和“不对称”应当被定义或解释为识别在分割中心 线或者分割中心平面的两侧具有不相同的几何轮廓的部件或者元件。类似地，如本文使用 的，术语“波形”应当被定义或解释为表示具有多个波峰和波谷以及对应的振幅和波长的重 复传播的几何形状。中间面板构件被安装、固定或者附连到上面板构件和下面板构件。具体而言，中间 面板构件在沿着上表面和下表面的预选位置处附连(例如经由粘合剂)到第一和第二交界 面，从而限定相对于车辆侧向定向的多个非对称通道。理想地，上表面限定多个第一粘接表 面，每个第一粘接表面沿着非对称波形轮廓的相应波峰定向，而下表面限定多个第二粘接 表面，每个第二粘接表面沿着非对称波形轮廓的相应波谷定向。因此，中间面板构件分别沿 着多个第一和第二粘接表面附连到第一和第二交界面。在本发明的一个方面，非对称波形轮廓沿着罩组件的第一区域具有第一振幅和波 长。第一振幅和波长设置成对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能提供第 一预定水平的吸收和衰减。在类似的方面，非对称波形轮廓的每一个传播优选具有选择性 地设置成提供中间面板层的预定挤压特性的至少一个锐角。在本发明的另一方面，非对称波形轮廓还沿着罩组件的第二区域具有第二振幅和 波长，其中第二区域与第一区域不同。第二振幅和波长各自设置成对在物体与罩组件之间 碰撞时由物体给予罩组件的动能提供第二预定水平的吸收和衰减。在本发明的又一方面，非对称波形轮廓还包括沿着罩组件的第三区域的可变高度 和波长，优选形成第一和第二区域之间的过渡区域，例如提供从第一区域相对较小的振幅 和波长到第二区域的相对较大的振幅和波长的渐变。理想地，可变振幅和波长设置成在整 个第三区域中改变对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能的吸收和衰减 水平。根据本发明的再一方面，下面板构件构造成在物体与罩组件之间碰撞时由物体给 予罩组件的预定阈值挤压载荷时可控地变形或失效。类似地，中间面板构件也构造成在物 体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的预定阈值挤压载荷时可控地变形或失效。两个 面板构件，即中间面板构件和下面板构件，可设置成通过对其添加预切割部或内含物而可 控地变形或失效。根据本发明的另一个实施例，车辆设置成具有在其前向端部限定前部舱室的车辆 结构。车辆包括罩组件，罩组件优选以可旋转方式附连到车辆结构，并且构造成在车辆前部 舱室上方延伸越过所述舱室。罩组件包括具有第一交界面的上面板构件和具有第二交界面 的下面板构件。还包括中间面板构件。中间面板构件具有实质上相对的限定非对称梯形波 形轮廓的上表面和下表面。上表面限定多个第一粘接表面，每个第一粘接表面沿着波形轮 廓的相应波峰定向，而下表面限定多个第二粘接表面，每个第二粘接表面沿着波形轮廓的 相应波谷定向。所述多个第一粘接表面被固定、粘接或附连到第一交界面，从而限定相对于 车辆侧向定向的多个第一非对称梯形通道。类似地，所述多个第二粘接表面被固定、粘接或 附连到第二交界面，从而限定相对于车辆侧向定向的多个第二非对称梯形通道。
根据本发明的又一个实施例，提供了供机动车辆使用的吸收能量的罩组件，机动 车辆包含具有相对的前向端部和后向端部的车辆结构。罩组件在接近于车辆结构的前向端 部处以任何已知方式附连到车辆结构。罩组件包括具有第一交界面的上面板构件、具有第 二交界面的下面板构件、以及具有实质上相对的限定非对称梯形波形轮廓的上表面和下表 面的中间面板构件。上表面限定多个第一粘接表面，每个第一粘接表面沿着波形轮廓的相 应波峰定向。下表面限定多个第二粘接表面，每个第二粘接表面沿着波形轮廓的相应波谷 定向。所述多个第一粘接表面被附连到第一交界面，从而限定侧向定向的多个第一非对称 梯形通道。类似地，所述多个第二粘接表面被可操作地附连到第二交界面，从而限定侧向定 向的多个第二非对称梯形通道。上面板构件可操作地附连到罩外部面板的内表面。非对称梯形波形轮廓沿着罩组件的第一区域具有第一振幅和波长、沿着罩组件的 第二区域具有第二振幅和波长、并且沿着罩组件的第三区域具有第三振幅和波长。第一、第 二、第三振幅和波长中的每一个分别设置成在它们的各自区域中对在物体与罩组件之间碰 撞时由物体给予罩组件的动能提供第一、第二和第三预定水平的吸收和衰减。在结合附图时，从以下对本发明优选实施例和实施本发明的最佳模式的详细描述 中可以显而易见到本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。
图1是平面透视图，示出了根据本发明的代表性机动车辆，该机动车辆上安装有 具有非对称内部夹层结构的吸收能量的车罩组件；图IA是所提供的图表，其示出了根据本发明优选实施例的图1的非对称内部夹层 结构的振幅和波长的区域变化；图2是沿图1的线1-1截取的示意侧视图，示出了根据本发明优选实施例的具有 非对称内部夹层结构的吸收能量的车罩组件；图2A是描述图2的吸收能量的罩组件在与物体初始碰撞时的代表性示意侧视图， 被提供用于示出下面板构件的受控变形和失效；和图2B是描述图2的罩组件在与物体初始碰撞不久之后的代表性示意侧视图，被提 供用于示出非对称中间面板构件的受控变形和失效。
具体实施例方式参考附图，其中在多个视图中同样的附图标记指代同样的部件，图1是总体上以 10标出的本发明使用的示例性机动车辆的平面图。图1仅仅提供用于解释目的，以简化的 图示呈现本发明的应用，图中的尺寸被放大以便于清楚和更好地理解本发明。这样，本发明 决不限于具体的结构或该结构中呈现的布局。因此，虽然车辆10在图1中被绘制成标准 的双座型客车，但是本发明的吸收能量的罩组件可被结合到任何车辆平台(例如轿车型客 车、轻型卡车、重型车辆、公共汽车、货车等)中。机动车辆10具有车身11 (在本文也称为“车辆结构”)，车身11包括跨越或覆盖 客舱15前部的发动机舱12的可移动的或可致动的吸收能量的车辆罩组件(下文称为“罩 组件14”)。罩组件14例如通过邻近于挡风玻璃13定位的一个或多个外围铰链(未示出) 被附连、固定或者安装到车身11。理想的是罩组件14的大小和形状足够提供适合于实质上覆盖和保护包含在发动机舱12内的各个车辆部件的封闭面板。所述车辆部件可包括但不 限于推进系统部件、转向系统部件、制动系统部件、以及加热、通风和空气调节(HVAC)系统 部件，所有部件在这里都被共同表示为发动机35，如图2-2B所示。术语“发动机”或“发动 机舱”在关于车辆10采用的推进系统的性质或类型方面不认为是限制性的。因此，在所要 求保护的本发明的范围内，车辆10可采用任何推进系统，例如常规的内燃机、电动马达、燃 料电池、混合动力电动系统等。如图1所示，车辆10可沿箭头A的方向朝位于车辆10外部 的物体16运动或行进，使得在物体16与罩组件14之间碰撞期间物体16沿实质上向下方 向撞击罩组件14，从而使罩组件14遭受各种应力、作用力和/或载荷，如下文关于图2-2B 所述。转到图2，提供了沿图1的线1-1截取的罩组件14的代表性侧视图，示出了根据本 发明优选实施例的非对称内部夹层结构18(下文称为“夹层结构”)。夹层结构18由三个 主要元件构成上面板构件或外层20、下面板构件或内层22、以及上面板构件和下面板构 件之间的中间面板构件或中间层28。下面板构件22，用作最内部构件，包括发动机侧表面 或“B-表面”29。上面板构件20例如通过粘合剂、紧固或焊接被附连、固定或粘接到罩外部 面板24的内表面17。罩外部面板24还包括最外部的顾客可见的“A-表面” 27。替代地， 在不偏离本发明范围的情况下，罩外部面板24可被彻底去除，或者与上面板构件20预先形 成单个整体构件。夹层结构18优选延伸使得实质上覆盖罩外部面板24的整个内表面17。 另一方面，夹层结构18可被制造或者固定成使得仅仅覆盖罩外部面板24的内表面17的某 些部分。夹层结构18可完全由金属、完全由塑料或者由金属和塑料的组合来制造。例如， 上面板构件20和下面板构件22可由脆性塑料制造，厚度T1、T2分别约为0. 3至2. 8毫米， 脆性塑料例如但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者团状模塑料(BMC)。替代地，上面板 构件20和下面板构件22可由金属材料制造，厚度Τ1、Τ2约为0. 3至1. 5毫米，金属材料例 如但不限于冷轧钢、热浸镀锌钢、不锈钢、铝等。然而，在本发明的范围内，上面板构件20的 厚度Tl和下面板构件22的厚度Τ2的其它值也是适用的。理想地，上面板构件20和下面板构件22是整体板，优选使用例如冲压、液压成形、 快速塑性成形、或者超塑性成形之类的方法来预成形。还优选的是，上面板构件20和下面 板构件22的轮廓各自构造成符合预定的封装、设计和组装限制。作为示例，上面板构件20 理想地被预成形具有美学外观的轮廓和/或改善与罩外部面板24的内表面17的粘接的轮 廓，而下面板构件22被预成形具有适于不同场所的封装限制的不同的几何参数(例如轮廓 和尺寸)。在替代方案中，而且在所要求保护的本发明范围内，上面板构件20和下面板构 件22各自由多个板构件构成，所述板构件包含倒圆的或斜切的边缘和角，具有相同的几何 构造，和/或具有互补的轮廓。仍然参考图2，中间面板构件28分别具有实质上相对的上表面34和下表面36，如 下文将更详细描述的，所述上表面和下表面限定了非对称波形轮廓，总体上由30标示并且 在下文称为“波形轮廓”。多个第一粘接表面38和多个第二粘接表面40分别沿着各个顶峰 (在图2中共同由波峰42表示)和谷底(在图2中共同由波谷44表示)被限定。中间面板构件28经由多个第一粘接表面38优选由粘合剂46固定到上面板构件 20的第一交界面25，从而形成相对于车身11侧向定向(例如，大体上垂直于罩组件14的右侧边缘14C)的多个第一非对称通道31。中间面板构件28也经由多个第二粘接表面40 优选由粘合剂46固定到下面板构件22的第二交界面26，从而形成相对于车身11侧向定向 (例如，大体上垂直于罩组件14的右侧边缘14C)的多个第二非对称通道32。替代地，整个 夹层结构18 (即上面板构件20、下面板构件22和中间面板构件28)可通过批量生产中的挤 压或其它模制方法来制造，从而消除对多个第一粘接表面38、多个第二粘接表面40和粘合 剂46的需要。理想地，中间面板构件28是与上面板构件20和下面板构件22具有相同的总体长 度和宽度的整体板，优选使用例如冲压、液压成形、快速塑性成形、或者超塑性成形之类的 方法来预成形。还优选的是，中间面板构件28由已知具有预期用于罩组件14的合适强度 的材料制成。例如，中间面板构件28可由塑性聚合物(例如，PMMA或BMC)制成，厚度T3约 为1.1至1.9毫米，或者由金属(例如冷轧钢、热浸镀锌钢、不锈钢、铝等)制成，厚度T3约 为0.5至1.9毫米。中间面板构件28可用防腐蚀的非常耐用的涂层(例如镀锌)来精整。 也在本发明的范围内的是，中间面板构件28由多个面板构成，每个面板采用相似的或不同 的几何轮廓(如下文关于图1所述)，并且包括倒圆的或斜切的边缘和角。可压缩的、吸收 能量的泡沫材料(未示出)，例如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫和其它类似材料或其组合可用 于填充多个第一非对称通道31和多个第二非对称通道32。根据图2的实施例，中间面板构件28的上表面34和下表面36限定波形轮廓30， 优选具有非对称的多边形或梯形几何形状。如本文使用的，术语“非对称”和“不对称”应 当被定义或解释为识别在分割中心线或者分割中心平面的两侧具有不相同的几何轮廓的 部件或者元件。类似地，如本文使用的，术语“波形”应当被定义或解释为表示具有多个波 峰和波谷以及对应的振幅和波长的重复传播的几何形状。如图2所示，振幅X是从波峰42 到先前的或随后的波谷44的竖直距离的度量，表示波形轮廓30的传播的总和幅度。类似 地，图2所示的波长Y是波形轮廓30的重复单元之间的距离。夹层结构18具有各种结构特性，包括但不限于几何特性(例如厚度T1-T3、振幅 X、波长Y和锐角48)和材料特性(例如弹性模量、屈服强度和密度)，所述特性可被选择性 地操纵以针对给定的阈值挤压载荷来提供预定的或“可调的”且实质上恒定的或一致的“挤 压性能”。更具体地，参考图2，当物体16碰撞罩外部面板24的A-表面27 (或者上面板构件 20，这取决于具体构造)时，物体17和车辆10的实际的和相对的质量、速度及加速度(参 见图1)结合产生大体上沿向下方向(例如处于角度D)(参见图2)的挤压载荷(总体上由 箭头B表示)。挤压载荷B因此从上面板构件20通过中间面板构件28被导向下面板构件 22，并且具有特定幅度。相应面板构件20、22和28中的每一个可借助于其各自的结构特 性(即，几何特性和材料特性)被独立地工程设计，从而具有相对高的拉伸和压缩强度或刚 度，提供了优选的性能，同时仍然保持相对低的失效或阈值挤压强度，在罩组件14遭受挤 压载荷B时(即，在挤压载荷B超过上面板构件20的阈值挤压强度时)允许特定的失效响 应或“挤压性能”。理想地，阈值挤压强度被设定在如下的水平，即所述水平足以允许与日常 道路运行期间通常遇到的各种小石子、冰雹、微小的碎屑或者其它这种代表性物体的接触， 使得能够在宽的驾驶条件范围中利用罩组件14而不会破裂或者失效。波形轮廓30在每一 传播处具有至少一个锐角48，所述锐角选择性地设置成提供所述中间面板层的预定挤压特 性。
根据图1和2的实施例，罩组件14被分解为少至两个，但是优选五个分别独立的 区域R1-R5。第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3分别将罩组件14剖分为前向区域、 中间区域和后向区域。换句话说，第一区域Rl从罩组件14的前向边缘14A沿着车身11向 后延伸距离L。另外，如图1所示，第二区域R2从距离L沿着车身11向后延伸另一距离M。 第三区域R3从第二区域R2( S卩，距罩组件14的前向边缘14A的距离L+M)向后延伸距离N 到达罩组件14的后向边缘14B。第四区域R4和第五区域R5，如果被包括在内的话，还将罩 组件14剖分为一个或多个侧向节段。例如，也如图1所示，第四区域R4从罩组件14的右 侧边缘14C向内延伸距离0，而第五区域R5从左侧边缘14D向内延伸距离P。显然，图1针 对区域Rl至R5所示的尺寸仅仅是示例性的并且提供用于说明目的。因此，五个罩面板区 域R1-R5的长度和宽度可无限地变化。此外，在不偏离所要求保护的本发明范围的情况下， 可以利用单个区域或者可以采用多于五个的区域，每个区域具有相同或不同的几何构造。根据本发明的优选实施例，夹层结构18针对与具有不同尺寸、质量、速度等的物 体的碰撞而彼此独立地为各个区域R1-R5进行优化。具体而言，如图IA所示，波形轮廓30 在罩组件14的第一区域Rl中具有第一振幅Xl和波长Yl。类似地，波形轮廓30还在罩组 件14的第二区域R2中具有第二振幅X2和波长Y2，在罩组件14的第三区域R3中具有第三 振幅X3和波长Y3，在罩组件14的第四区域R4中具有第四振幅X4和波长Y4，在罩组件14 的第五区域R5中具有第五振幅X5和波长Y5。第一、第二、第三、第四和第五振幅X1-X5及 波长Y1-Y5中的每一个分别设置成在它们的各个区域R1-R5中对在物体(例如物体16)与 罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能提供不同预定水平的吸收和衰减。最佳地，第一区域Rl具有振幅Xl和波长Y1，所述振幅Xl和波长Yl分别小于第 三区域R3的振幅X3和波长Y3。在该具体情况中，第二区域R2的振幅X2和波长Y2优选 是可变的，形成第一区域Rl和第二区域R2之间的过渡区域，提供了从第一区域Rl的较小 振幅Xl和波长Yl到第三区域R3的较大振幅X3和波长Y3的渐变。此外，第四区域R4和 第五区域R5优选不具有夹层结构18(例如34、乂5、￥4、￥5 = 0)，而是提供从区域R1-R3的 平滑过渡，例如，其中上面板构件20与罩外部面板24朝向右侧边缘14C和左侧边缘14D弯 曲。然而，该具体构造可以改变或者更改而不偏离本发明的预期范围。仍然参考图1和2，如上所述，内部夹层结构18被构造成提供足够的初始刚度，在 与物体16碰撞时与罩外部面板24 —起尽可能快且高的产生大的初始减速。内部夹层结构 18与粘合剂46 —起用作罩组件14的附加的均勻分布的质量，这种附加质量的惯性效应在 车辆与物体碰撞的早期阶段中促进了物体16的减速。图2A是示意侧视图，示出了与物体16初始碰撞时的图2的吸收能量的罩组件，该 图被提供用于示出下面板构件22的受控变形和最终的失效。具体而言，夹层结构18，除了 增加罩组件14的初始刚度之外，设计成在物体16与罩组件14的初始碰撞期间以受控且预 先计算的方式来引起下面板构件22的局部变形和断裂。例如，在与物体16碰撞期间，罩 外部面板24的变形可引起将中间面板构件28保持到外部面板构件20或者将夹层结构18 保持到罩外部面板24的粘合剂46 (总体上在50处示出)的预计破损。夹层结构18设计 成此后在由物体16与罩组件14的碰撞所导致的第一预定阈值挤压载荷时引起下面板构件 22 (在图2A中由破裂的下面板构件22象征性地示出)的局部变形(例如弯曲、屈曲或压 缩)和/或断裂(例如受控破裂)。
夹层结构18从罩外部面板24的分离以及下面板构件22的局部断裂可以选择性 地且可控地减小罩组件14的局部刚度和总体刚度，导致增大对从物体16传递到罩组件14 的动能的吸收，从而使任何占用的罩下方空间最大化，例如减小图2中使物体16停止所需 的发动机35和B-表面29之间的间隙C。下面板构件22的失效可通过例如对其添加预切 割部或内含物(共同由附图标记52示出)来操纵。另外，每个传播相对于上面板构件20 和下面板构件22的角度(S卩，图2的角度48)可被修改以实现不同的变形模式，例如屈曲、 弯曲、拉伸及它们的组合。参考图2B，当物体16例如以角度D向下挤压时，罩组件14 (即下面板构件22的 B-表面29)可接触罩下方部件中的一个或多个，例如发动机35。中间面板构件28用作填 料，其采用波形轮廓30中的一个或多个传播的局部变形的形式，从而吸收物体16与罩下方 部件碰撞时来自物体16的剩余动能。作为示例，中间面板构件28设计成(例如，通过如上 文所述操纵结构特性)在与各种罩下方部件中的任何部件(例如发动机35)接触时的第二 阈值挤压载荷下可控地压缩，如图2B所示。夹层结构18也可构造成引起中间面板构件28 的局部断裂(在图2B中由破裂部54象征性地示出)。中间面板构件28的变形和断裂可通 过例如对其添加预切割部或内含物(在图2B中共同以56标出)来操纵。实际上，在罩组 件14与物体16碰撞时由罩组件14给予物体16的反作用力是变化相对较小的，并且提供 了较大的动能初始衰减，导致减小的剩余速度。这继而减小了罩组件14完全吸收来自这种 碰撞的能量且使物体16完全停止所需要的总距离，从而最小化或者消除物体16与任何罩 下方部件(例如发动机35)之间的接触。虽然已经详细描述了实施本发明的最佳模式，但是本发明所属领域的技术人员将 会认识到在所附权利要求的范围内实现本发明的各种替代设计和实施例。
权利要求
一种供车辆使用的吸收能量的罩组件，包括具有第一交界面的上面板构件；具有第二交界面的下面板构件；和中间面板构件，所述中间面板构件具有实质上相对的上表面和下表面，所述上表面和下表面限定相对于车辆纵向传播的非对称波形轮廓；其中所述中间面板构件分别在沿着所述上表面和下表面的预选位置处可操作地附连到所述第一和第二交界面，从而限定相对于所述车辆侧向定向的多个非对称通道。
2.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述上表面限定多个第一粘接表面，每个第一 粘接表面沿着所述非对称波形轮廓的相应波峰定向，所述下表面限定多个第二粘接表面， 每个第二粘接表面沿着所述非对称波形轮廓的相应波谷定向，其中，所述中间面板构件分别在所述多个第一和第二粘接表面处附连到所述第一和第 二交界面。
3.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述非对称波形轮廓的每一个传播具有选择性 地设置成提供所述中间面板层的预定挤压特性的至少一个锐角。
4.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述非对称波形轮廓沿着罩组件的第一区域具 有第一振幅和第一波长，所述第一振幅和波长各自设置成对在物体与罩组件之间碰撞时由 物体给予罩组件的动能提供第一预定水平的吸收和衰减。
5.根据权利要求4所述的罩组件，其中所述非对称波形轮廓沿着罩组件的第二区域具 有第二振幅和第二波长，所述第二区域与所述第一区域不同，所述第二振幅和波长各自设 置成对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能提供第二预定水平的吸收和 衰减。
6.根据权利要求5所述的罩组件，其中所述非对称波形轮廓沿着罩组件的第三区域具 有可变振幅和波长，所述第三区域与所述第一和第二区域不同，所述可变振幅和波长设置 成在整个所述第三区域中改变对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能的 吸收和衰减水平。
7.根据权利要求1所述的罩组件，还包括具有内表面的罩外部面板，其中所述上面板构件可操作地附连到所述罩外部面板的所 述内表面。
8.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述上面板构件、中间面板构件和下面板构件 各自由金属材料和脆性塑料中的一种制成。
9.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述非对称波形轮廓是非对称多边形波形轮廓。
10.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述下面板构件构造成在物体与罩组件之间 碰撞时由物体给予罩组件的预定阈值挤压载荷时可控地失效。
11.根据权利要求10所述的罩组件，其中所述下面板构件构造成通过对其添加预切割 部或内含物而在所述预定阈值挤压载荷时可控地变形或失效。
12.根据权利要求1所述的罩组件，其中所述中间面板构件构造成在物体与罩组件之 间碰撞时由物体给予罩组件的预定阈值挤压载荷时可控地变形或失效。
13.根据权利要求12所述的罩组件，其中所述中间面板构件构造成通过对其添加预切割部或内含物而在所述预定阈值挤压载荷时可控地失效。
14.一种车辆，具有在其前向端部限定前部舱室的车辆结构，所述车辆包括罩组件，所述罩组件可操作地附连到车辆结构并且构造成在车辆前部舱室上方延伸越 过所述车辆前部舱室，所述罩组件包括具有第一交界面的上面板构件；具有第二交界面的下面板构件；和中间面板构件，所述中间面板构件具有实质上相对的上表面和下表面，所述上表面和 下表面限定相对于车辆纵向传播的非对称梯形波形轮廓；其中所述上表面限定多个第一粘接表面，每个第一粘接表面沿着所述非对称波形轮廓 的相应波峰定向，所述下表面限定多个第二粘接表面，每个第二粘接表面沿着所述非对称 波形轮廓的相应波谷定向；其中所述多个第一粘接表面可操作地附连到所述第一交界面，从而限定相对于车辆侧 向定向的多个第一非对称梯形通道；以及其中所述多个第二粘接表面可操作地附连到所述第二交界面，从而限定相对于车辆侧 向定向的多个第二非对称梯形通道。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述非对称波形轮廓沿着罩组件的第一区域具 有第一振幅和波长并且沿着罩组件的第二区域具有第二振幅和波长，所述第二区域与所述 第一区域不同，所述第一和第二振幅和波长分别设置成对在物体与罩组件之间碰撞时由物 体给予罩组件的动能提供第一和第二预定水平的吸收和衰减。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中所述非对称波形轮廓沿着罩组件的第三区域具 有第三振幅和波长，所述第三区域与所述第一和第二区域不同，所述第三振幅和波长各自 设置成对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能提供第三预定水平的吸收 和衰减。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中所述非对称波形轮廓沿着罩组件的第四区域具 有可变振幅和波长，所述第四区域与所述第一、第二和第三区域不同，所述可变振幅和波长 设置成在整个所述第四区域中改变对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动 能的吸收和衰减水平。
18.根据权利要求17所述的车辆，其中所述下面板构件和中间面板构件分别构造成在 物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的第一和第二预定阈值挤压载荷时可控地失 效。
19.根据权利要求18所述的罩组件，其中所述非对称波形轮廓的每一个传播具有选择 性地设置成提供所述中间面板层的预定挤压特性的至少一个锐角。
20.一种供机动车辆使用的吸收能量的罩组件，所述机动车辆包含具有相对的前向端 部和后向端部的车辆结构，罩组件在接近于所述前向端部处可操作地附连到车辆结构，所 述罩组件包括具有第一交界面的上面板构件；具有第二交界面的下面板构件；具有实质上相对的限定非对称梯形波形轮廓的上表面和下表面的中间面板构件，所述 上表面还限定多个第一粘接表面，每个第一粘接表面沿着所述波形轮廓的相应波峰定向，并且所述下表面还限定多个第二粘接表面，每个第二粘接表面沿着所述波形轮廓的相应波 谷定向；和具有内表面的罩外部面板，其中所述上面板构件可操作地附连到所述罩外部面板的所 述内表面；其中所述多个第一粘接表面可操作地附连到所述第一交界面，从而限定相对于所述车 辆侧向定向的多个第一非对称梯形通道；其中所述多个第二粘接表面可操作地附连到所述第二交界面，从而限定相对于所述车 辆侧向定向的多个第二非对称梯形通道；以及其中所述波形轮廓沿着罩组件的相应第一、第二和第三区域具有第一、第二和第三振 幅和波长，所述第一、第二、第三振幅和波长分别设置成在它们的各自区域中对在物体与罩 组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能提供第一、第二和第三预定水平的吸收和衰减。
全文摘要
本发明涉及具有非对称内部夹层结构的吸收能量的车罩组件，包括上面板、下面板和中间面板。上面板和下面板分别包括第一和第二交界面。上面板优选固定到外面板的内表面。中间面板具有相对的第一和第二表面，所述相对的第一和第二表面限定非对称的波形轮廓，优选具有多边形几何形状。中间面板构件在沿着上表面和下表面的预选位置处固定到第一和第二交界面，从而限定多个侧向定向的非对称通道。非对称波形轮廓构造成沿着罩组件的不同区域具有不同的振幅和波长，每个构造成对在物体与罩组件之间碰撞时由物体给予罩组件的动能提供不同预定水平的吸收和衰减。理想地，下面板和中间面板分别构造成在第一和第二预定挤压载荷时可控地失效。
文档编号B62D25/10GK101932493SQ200980103741
公开日2010年12月29日 申请日期2009年1月14日 优先权日2008年1月31日
发明者B·邓, J-T·王, Q·刘, Q·周, Y·夏 申请人:通用汽车环球科技运作公司