一種仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車(chē)輛的保險(xiǎn)杠，特別涉及一種仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)碰撞安全問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注，而在車(chē)輛碰撞安全事故中，絕大多數(shù)都涉及到保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。常見(jiàn)的轎車(chē)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)由保險(xiǎn)杠橫梁、吸能盒、托架、內(nèi)襯等組成，保險(xiǎn)杠橫梁是影響汽車(chē)碰撞安全性的關(guān)鍵零部件，其主要作用是將碰撞中產(chǎn)生的能量均勻地傳遞給吸能盒，同時(shí)防止內(nèi)侵量過(guò)大造成發(fā)動(dòng)機(jī)前部件的損壞；吸能盒的作用是通過(guò)壓潰變形將碰撞中產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，吸收能量，并將由前橫梁傳遞來(lái)的碰撞力均勻地傳遞到車(chē)身兩前縱梁骨架上。在輕量化設(shè)計(jì)的背景下，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料做了大量研宄，旨在通過(guò)提高保險(xiǎn)杠的耐撞性與吸能特性，從而保護(hù)乘員及貴重物品安全。通過(guò)仿生設(shè)計(jì)來(lái)提高保險(xiǎn)杠的碰撞吸能特性是一種新探索。
[0003]研宄汽車(chē)保險(xiǎn)杠的碰撞特性和碰撞過(guò)程中的吸能特性，提高保險(xiǎn)杠吸能盒在碰撞過(guò)程中的吸能性能，對(duì)于提高汽車(chē)的碰撞安全性具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提高汽車(chē)結(jié)構(gòu)耐撞性，而提供一種能提高汽車(chē)耐撞性的仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠。
[0005]本發(fā)明根據(jù)牛角的微觀結(jié)構(gòu)提取決定牛角耐撞性能的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，設(shè)計(jì)出一種具有牛角結(jié)構(gòu)特征的仿生管，應(yīng)用到汽車(chē)保險(xiǎn)杠的吸能盒上，宏觀上參照牛角結(jié)構(gòu)所特有的弧度曲線，并將其應(yīng)用到保險(xiǎn)杠橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
[0006]本發(fā)明是由仿生橫梁和仿生吸能盒組成，所述的仿生橫梁是由仿生外板、約束梁、橫隔板、側(cè)面板和內(nèi)板組成，約束梁設(shè)置在仿生外板與內(nèi)板之間，仿生外板與內(nèi)板的兩側(cè)以側(cè)面板連接，多個(gè)橫隔板均勻分布在約束梁的兩側(cè)，兩個(gè)仿生吸能盒固定在內(nèi)板外側(cè)兩端。
[0007]所述的仿生外板曲面符合下述曲線方程::
[0008]Y = -0.008x2+3.671x+55.16
[0009]其中，X表示仿生外板曲線的橫坐標(biāo)，以車(chē)體橫向?yàn)閄方向，以汽車(chē)車(chē)頭縱向?yàn)閅正方向。
[0010]所述仿生吸能盒是由外殼和芯體組成，外殼是由一個(gè)筒狀外管和兩個(gè)約束壁等間距排列套入組成，兩個(gè)約束壁之間以及筒狀外管與約束壁之間以若干第一約束板連接；芯體是由一個(gè)中心圓管、在基圓圓周上陣列分布的若干圓管和第二約束板構(gòu)成；芯體的若干圓管之間以若干和第二約束板連接，且外殼與芯體之間通過(guò)第二約束板連接。
[0011]所述芯體的中心圓管和在基圓圓周上陣列分布的若干圓管的個(gè)數(shù)符合下述公式:
[0012]η = 2 JT Rp
[0013]其中P表不芯體中的中心圓管和圓管的分布密度，η表不中心圓管和在基圓圓周上陣列分布的若干圓管的個(gè)數(shù)，R表示芯體中的中心圓管和圓管半徑。
[0014]中心圓管的半徑與圓管的半徑相同。
[0015]仿生橫梁的仿生外板能夠增強(qiáng)汽車(chē)的碰撞性，仿生吸能盒吸收能量的能力增強(qiáng)，比吸能增大。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用牛角的優(yōu)良結(jié)構(gòu)對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的橫梁和吸能盒進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，不僅提高了吸能盒的軸向吸能能力，且對(duì)保險(xiǎn)杠橫梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其具有很好的橫向承載能力。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的立體示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的吸能盒俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明是由仿生橫梁I和仿生吸能盒7組成，
[0020]所述的仿生橫梁I是由仿生外板2、約束梁3、橫隔板4、側(cè)面板5和內(nèi)板6組成，約束梁3設(shè)置在仿生外板2與內(nèi)板6之間，仿生外板2與內(nèi)板6的兩側(cè)以側(cè)面板5連接，多個(gè)橫隔板4均勻分布在約束梁3的兩側(cè)，兩個(gè)仿生吸能盒7固定在內(nèi)板6外側(cè)兩端。
[0021]所述的仿生外板2曲面符合下述曲線方程::
[0022]Y = -0.008x2+3.671x+55.16
[0023]其中，X表示仿生外板曲線的橫坐標(biāo)，以車(chē)體橫向?yàn)閄方向，以汽車(chē)車(chē)頭縱向?yàn)閅正方向。
[0024]如圖2所示，所述仿生吸能盒7是由外殼8和芯體14組成，外殼8是由一個(gè)筒狀外管9和兩個(gè)約束壁10等間距排列套入組成，兩個(gè)約束壁10之間以及筒狀外管9與約束壁10之間以若干第一約束板11連接；芯體14是由一個(gè)中心圓管15、在基圓圓周上陣列分布的若干圓管13和第二約束板12構(gòu)成；芯體14的若干圓管13之間以若干和第二約束板12連接，且外殼8與芯體14之間通過(guò)第二約束板12連接。
[0025]所述芯體14的中心圓管15和在基圓圓周上陣列分布的若干圓管13的個(gè)數(shù)符合下述公式:
[0026]η = 2 JT Rp
[0027]其中P表不芯體14中的中心圓管15和圓管13的分布密度，η表不中心圓管15和在基圓圓周上陣列分布的若干圓管13的個(gè)數(shù)，R表示芯體中的中心圓管15和圓管13半徑。
[0028]中心圓管15的半徑和圓管13的半徑相同。
[0029]仿生橫梁I的仿生外板2能夠增強(qiáng)汽車(chē)的碰撞性，仿生吸能盒7吸收能量的能力增強(qiáng)，比吸能增大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠，其特征在于:是由仿生橫梁(I)和仿生吸能盒(7)組成，所述的仿生橫梁⑴是由仿生外板(2)、約束梁(3)、橫隔板(4)、側(cè)面板(5)和內(nèi)板(6)組成，約束梁(3)設(shè)置在仿生外板⑵與內(nèi)板(6)之間，仿生外板⑵與內(nèi)板(6)的兩側(cè)以側(cè)面板(5)連接，多個(gè)橫隔板⑷均勻分布在約束梁(3)的兩側(cè)，兩個(gè)仿生吸能盒(7)固定在內(nèi)板(6)外側(cè)兩端； 所述仿生吸能盒(7)是由外殼(8)和芯體(14)組成，外殼(8)是由一個(gè)筒狀外管(9)和兩個(gè)約束壁(10)等間距排列套入組成，兩個(gè)約束壁(10)之間以及筒狀外管(9)與約束壁(10)之間以若干第一約束板(11)連接；芯體(14)是由一個(gè)中心圓管(15)、在基圓圓周上陣列分布的若干圓管(13)和第二約束板(12)構(gòu)成；芯體(14)的若干圓管(13)之間以若干和第二約束板(12)連接，且外殼(8)與芯體(14)之間通過(guò)第二約束板(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠，其特征在于:所述的仿生外板(2)曲面符合下述曲線方程:Y = -0.008x2+3.671x+55.16 其中，X表示仿生外板曲線的橫坐標(biāo)，以車(chē)體橫向?yàn)閄方向，以汽車(chē)車(chē)頭縱向?yàn)閅正方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠，其特征在于: 所述芯體(14)的中心圓管(15)和在基圓圓周上陣列分布的若干圓管(13)的個(gè)數(shù)符合下述公式:η = 2 π R P 其中P表示芯體(14)中的中心圓管(15)和圓管(13)的分布密度，η表示中心圓管(15)和在基圓圓周上陣列分布的若干圓管(13)的個(gè)數(shù)，R表示芯體中的中心圓管(15)和圓管(13)半徑；中心圓管(15)的半徑和圓管(13)的半徑相同。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種仿牛角結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠，是由仿生橫梁和仿生吸能盒組成，仿生橫梁是由仿生外板、約束梁、橫隔板、側(cè)面板和內(nèi)板組成，約束梁設(shè)置在仿生外板與內(nèi)板之間，仿生外板與內(nèi)板的兩側(cè)以側(cè)面板連接，多個(gè)橫隔板均勻分布在約束梁的兩側(cè)，兩個(gè)仿生吸能盒固定在內(nèi)板外側(cè)兩端；仿生吸能盒是由外殼和芯體組成，外殼是由一個(gè)筒狀外管和兩個(gè)約束壁等間距排列套入組成，兩個(gè)約束壁之間以及筒狀外管與約束壁之間以若干第一約束板連接；芯體是由一個(gè)中心圓管、若干圓管和第二約束板構(gòu)成；芯體的若干圓管之間以若干和第二約束板連接，且外殼與芯體之間通過(guò)第二約束板連接。本發(fā)明提高了吸能盒的軸向吸能能力，且對(duì)保險(xiǎn)杠橫梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其具有很好的橫向承載能力。
【IPC分類(lèi)】B60R19-18, B60R19-24
【公開(kāi)號(hào)】CN104709208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510036305
【發(fā)明人】鄒猛, 王會(huì)霞, 劉劍濤, 劉國(guó)敏, 周濤, 于用軍, 張榮榮
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月25日