一种汽车保险杠系统的制作方法

文档序号:12228983阅读:185来源:国知局

本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种汽车保险杠系统。



背景技术:

保险杠系统是汽车车身的重要组成部分。其作用为当汽年与其他车辆或障碍物发生碰撞时能保护乘客安全,降低车体损害程度。轻微事故时保险杠系统能吸收冲击能量,然后自动恢复原状,有效地降低了汽车的修理费用。遇上严重的撞车事故时,冲击力经保险杠系统被合理的分散给车身,以避免局部区域变形过大,保证乘客有足够的生存空间。

保险杠的种类很多,按其结构形式大致分为三类:

第一类为结构形式简单,成本较低的简易非金属材料的保险杠,可直接用螺栓固定安装到车身的托架上。此类保险杠的缓冲吸能能力较差,通常装备于抵挡经济型轿车。

第二类通常由横杠以及缓冲吸能件和加强件等组成,这类保险杠一般安装在中、低档汽车上。

第三类则带有缓冲减震器,在保险横杠与车身底部纵梁之间安装有缓冲减震器,缓冲减震器的结构形式多样,但多是利用液压或气压减震,具有运动部件。

纵观上述保险杠系统,带有缓冲减震器的保险杠系统吸能效果出色,性能最好,但其价格高,同时具有运动部件,因此其可靠性较低。而第一二类因为结构的先天缺陷,吸能效果较差。如何利用材料特性,设计具有媲美带缓冲减震器的保险杠系统,同时又结构简单,可靠性高,是本领域面临的技术难题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种保险杠系统,其吸能效果好,没有运动部件,可靠性高。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种保险杠系统,其包括最外面的有机材质的外盖板,外盖板后装配有泡沫铝/石墨烯复合内衬件,内衬件安装在金属横梁上,金属横梁通过托架安装于车体上。

泡沫铝属于多孔金属材料,其铝基体内含有大量结构及分布可控的孔洞,其是以孔洞(空气)作为复合相的复合材料。当泡沫铝被压缩时,其先是呈现弹性,继而出现一个长长的平台,这时应变增大很大而应力几乎恒定不变(塑性塌陷区),最后平台胞壁被挤压在一起,材料被压实,应力又迅速增大。因此泡沫铝是良好的吸能材料,且其吸能主要发生在平台阶段。由于泡沫金属在压缩过程中,经过很小的弹性形变后,就进入一个很长的应力平台,这一平台越长,在较小的应力下,材料就能吸收越大的能量。但随着材料密度的增加,平台应力随之增加,平台也随之变短。所以泡沫材料的吸能能力与密度密切相关。

在现有的泡沫铝研究中,一般采用泡沫铝夹心结构,例如泡沫铝夹芯梁。所述泡沫铝夹心结构虽然吸能效果好,但其要用泡沫铝制备夹心结构,工艺较为复杂。因此本发明通过材料改性使泡沫铝能够达到夹心结构的效果,制作又较为简单,能有效替代结构复杂的带缓冲减震器的保险杠系统。

本发明在铝材料中添加2-10wt%的石墨烯,然后再制备成泡沫铝,得到本发明的泡沫铝/石墨烯复合内衬件。由于石墨烯的断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。同时其密度远小于铝。因此将其掺杂到铝材中制备成泡沫铝后,其密度变小,平台应力变长,同时由于掺杂石墨烯以后,泡沫铝弹性变高,其平台应力边长。因此通过两方面增加了泡沫铝的吸能能力。

因此,以本发明的泡沫铝/石墨烯复合内衬件置于塑料保险杠之后,即可起到带缓冲减震结构保险杠的效果。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种保险杠系统,其包括最外面的有机材质的外盖板,外盖板后装配有泡沫铝/石墨烯复合内衬件,内衬件安装在金属横梁上,金属横梁通过托架安装于车体上。所述泡沫铝/石墨烯复合内衬件中,石墨烯含量为2%。

实施例2

一种保险杠系统,其包括最外面的有机材质的外盖板,外盖板后装配有泡沫铝/石墨烯复合内衬件,内衬件安装在金属横梁上,金属横梁通过托架安装于车体上。所述泡沫铝/石墨烯复合内衬件中,石墨烯含量为5%。

实施例3

一种保险杠系统,其包括最外面的有机材质的外盖板,外盖板后装配有泡沫铝/石墨烯复合内衬件,内衬件安装在金属横梁上,金属横梁通过托架安装于车体上。所述泡沫铝/石墨烯复合内衬件中,石墨烯含量为10%。

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