CN103269912B

CN103269912B - 非对称能量吸收器及制造和使用非对称能量吸收器的方法

Info

Publication number: CN103269912B
Application number: CN201180060866.6A
Authority: CN
Inventors: 德汉恩德拉·库马尔·纳格万什; 苏马塞克哈尔·文卡特·博巴; 苏达卡尔·拉马穆尔蒂·马鲁尔
Original assignee: SABIC Innovative Plastics IP BV
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: CN103269912A; EP2651698A1; US20120153647A1; US8328251B2; EP2651698B1; BR112013012437A2; KR20130132439A; WO2012080925A1; KR101754174B1

Abstract

在一个实施例中，一种非对称能量吸收器可包括：上壁和下壁，限定变形突出件；凸缘，其中，下壁位于凸缘与上壁之间；基部，在下壁与凸缘之间延伸，其中，凸缘从基部的第一侧延伸；以及肋条，沿着基部朝向凸缘并且远离基部的第二侧延伸。在一个实施例中，一种车辆保险杠系统可包括：保险杠梁，具有外表面和底部表面；非对称能量吸收器。非对称能量吸收器可包括：大体三角形形状区段，由从上壁第一端朝向下壁延伸至连接区域的上壁形成；基部，从下壁的第二端延伸；凸缘，远离基部延伸；以及肋条。

Description

非对称能量吸收器及制造和使用非对称能量吸收器的方法

技术领域

本公开总体上涉及用于在车辆中使用例如以降低伤害(例如，对乘客、行人等)和/或以降低车辆损伤的能量吸收器。

背景技术

已越来越多地注重用于使人在事故中遭受的伤害的量以及车辆损伤的量最小化的方法。在全球范围内不同的监管委员会评估了汽车的行人和乘客的撞击性能。根据总体性能，车辆被赋予累积安全等级。车辆的每个部件均需要满足特定的撞击标准，以保证车辆良好的总体等级。

因此，在当前的竞争性的汽车市场中，对于设计工程师来说出于行人安全考虑的最大挑战之一是，在控制具有鲜明的车辆前部风格的最小包装空间中的膝盖弯曲的同时降低系统成本。目前，初始设备制造商(OEM)非常积极地关注下部保险杠系统的质量，该系统包括至少两个部件，上部能量吸收器和小腿支撑件。

这导致了对设计这样的能量吸收器的需求，即，该能量吸收器会变形并吸收撞击能量以在满足小腿撞击等级的同时保证良好的车辆安全等级，并且理想地具有减轻的重量和较低的包装空间的量，导致较低的成本和增大的设计自由度。因此，汽车行业正在不断地寻求满足出于行人安全考虑的全球技术法规的经济型解决方案。

发明内容

在各个实施例中公开的为非对称能量吸收装置、车辆保险杠系统、及其制造和使用方法。

在一个实施例中，一种非对称能量吸收器可包括：大体三角形区段(例如，三角形形状)，由从上壁第一端朝向下壁延伸至连接区域的上负载壁形成；凸缘，其中，下壁位于凸缘与上壁之间；基部，在下壁与凸缘之间延伸，其中，凸缘从基部的第一侧延伸；以及肋条，沿着基部朝向凸缘并且远离基部的第二侧延伸。

在另一个实施例中，一种非对称能量吸收器可包括：上壁，其中，上壁在所有方向上均为平直的；下壁，具有凸出的横截面几何形状；凸缘，以沿着其长度变化的角度延伸，其中，凸缘具有的几何形状为下壁的镜像；基部，在下壁与凸缘之间延伸，其中，凸缘从基部的第一侧延伸；以及肋条，从基部的第二侧延伸。

在又一个实施例中，一种非对称能量吸收器可包括：上壁和下壁，限定变形突出件；凸缘，其中，下壁位于凸缘与上壁之间；基部，在下壁与凸缘之间延伸，其中，凸缘从基部的第一侧延伸；以及肋条，沿着基部朝向凸缘并且远离基部的第二侧延伸。

在一个实施例中，一种车辆保险杠系统可包括：保险杠梁，具有外表面和底部表面；非对称能量吸收器。非对称能量吸收器可包括：大体三角形形状区段，由从上壁第一端朝向下壁延伸至连接区域的上壁形成；基部，从下壁的与连接区域相对的第二端并且在远离上壁的方向上延伸；凸缘，在下壁下方远离基部延伸；以及肋条，沿着保险杠梁的底部表面从基部延伸。

在下文中更具体地描述这些和其他特征及特性。

附图说明

以下为附图的简述，附图中，相同的元件标号相同，并且呈现附图仅用于描述在此公开的示例性实施例的目的，而并非用于对实施例加以限制的目的。

图1为非对称能量吸收器的一个实施例的横截面示意图。

图2为图1的能量吸收器的一个实施例的前视图。

图3为图2的能量吸收器的一个实施例的顶视图。

图4为图2的能量吸收器的单个元件的立体侧视图。

图5为安装在对称保险杠梁上的图2的能量吸收器的局部立体前视图。

图6为对称能量吸收器的一个实施例的前视图。

图7为图6的能量吸收器的立体顶视图。

图8为非对称能量吸收器的一个示例性实施例的示意性侧视图，示出了抛物线形弯曲。

具体实施方式

在各个实施例中，在此公开的是出于行人安全考虑的用于汽车保险杠的能量吸收器(能量吸收器)设计。这些设计结合了用于低速撞击(例如，小于或者等于15千米每小时(kmph)的速度)的标准能量吸收器和柔性行人(Flex-Pli)腿型撞击器的小腿撞击，从而消除对用于控制具有挑战性的膝盖弯曲目标的单独的下部扰流器组件和/或非对称保险杠梁的需求。避免非对称保险杠梁有助于更加受控的高速撞击性能、以及用于冷却塔组件的更好的进气。在一些实施例中，非对称能量吸收器为不需要下部扰流器组件的单件注塑成型解决方案，这在系统成本以及重量降低方面提供了显著的优点。

应当理解的是，在车辆中重新安置保险杠梁不是可选的。然而，膝盖弯曲是一个问题，在保险杠梁下方缺少能附接能量吸收器的支撑元件。在此阐述的非对称设计使得能量吸收器能在保险杠梁下方延伸并且从而能在撞击过程中提供膝盖弯曲保护。用于能量吸收器的位于保险杠梁下方的部分的结构完整性是肋条，该肋条将能量从延伸部分传递至保险杠梁的底部表面并且从该保险杠梁的底部表面获得支撑。

设计了创新的非对称三角形区段吸收器结构，其中，上负载壁可比下负载壁更软(较低的结构完整性)以用于受控的能量吸收，并且设计成位于较为刚性的下负载壁下方的较为刚性的悬臂式壁用于支撑小腿并控制膝盖弯曲。该设计可为满足出于行人安全考虑的全球技术规范(GTR)要求的单件解决方案，对于50毫米(mm)包装空间，评估具有超过10％的安全余量，并且该设计可避免修改非对称梁的需要。在该设计中，上壁可为平直壁而两个下壁可为弯曲的(例如，具有抛物线形状)，该设计能实现受控的变形和能量吸收。

当发生汽车事故时，多种损伤和伤害是可能的。一种涉及在车辆与行人撞击事件过程中可能受伤害的行人的安全性。另一种涉及当发生与另一车辆或者物体的撞击时车辆部件的损伤。再一种涉及在与另一车辆或者物体的撞击过程中车辆乘客的伤害和安全性。通过使用保险杠梁、碰撞罐(crashcans)、气袋、安全带，通常降低了后两种中的伤害和车辆损伤。利用规划成用于行人保护的能量吸收器来帮助降低行人在与车辆撞击时遭受的伤害。能量吸收器通常直接位于保险杠梁前方，以在与车辆碰撞时保护行人，并且以允许保险杠梁提供必要的结构完整性，从而实现期望的变形和能量吸收特性。例如，诸如在图6和图7中阐述的设计依赖于保险杠梁，以便如所期望地起作用。

本能量吸收器的元件包括形成从前壁分开的大体三角形形状的上负载壁、下负载壁，其中，下负载壁从基部延伸至前壁。如在此使用的，大体三角形是指这样的事实，即，三角形形状可具有弯曲侧和前壁(例如，并非终止在一个点处)。同样，凸缘(例如，悬臂式膝盖支撑元件)与下负载壁从基部的相同侧延伸。肋条从基部的相对侧延伸。肋条沿着基部的设计成设置在保险杠梁下方的部分而定位，使得肋条的一侧沿着基部延伸，并且当能量吸收器附接至车辆时，肋条的相邻侧将沿着保险杠梁底部延伸。可选地，能量吸收器可包括在整个保险杠梁上延伸并且与保险杠梁对准的一行变形突出件，例如，位于上壁1(也被称为上负载壁)上方。(见图1)这些可选的变形突出件的具体构造可为三角形C状突出件、或者实现期望的能量吸收特性的任何组合。

在一些实施例中，替代上负载壁和下负载壁形成三角形构造，本公开的凸缘和肋条构造可结合C截面能量吸收器(例如，具有“C”的横截面几何形状的能量吸收器)来使用。例如，与图6和图7的几何结构同样的几何结构，在图6和图7的几何结构中，凸缘将在与突出件18相同的方向上从基部16延伸，其中肋条在相反的方向上延伸(例如，来自图1的增添至图6的能量吸收器的元件3、4和6)。

除了别的以外，能量吸收组件的示例性特性包括高韧性/延展性、热稳定性(例如，-30℃至60℃)、高能量吸收能力、良好的模量伸长比(modulus-to-elongationratio)、以及再循环性，其中，“高的”和“良好的”旨在意味着该特性至少满足车辆安全规范以及对于给定部件/元件的要求。能量吸收器可包括能形成为期望的形状并且提供期望的性能的任何热塑性材料或者热塑性材料的组合。示例性的材料包括热塑性材料以及热塑性材料与弹性材料和/或热固性材料的组合。可能的热塑性材料包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)；聚碳酸酯；聚碳酸酯/PBT共混物；聚碳酸酯/ABS共混物；共聚碳酸酯-聚酯；丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(ASA)；丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯接枝共聚物(AES)；聚苯撑醚树脂；聚苯醚/聚酰胺共混物；聚酰胺；聚苯硫醚树脂；聚氯乙烯PVC；高抗冲聚苯乙烯(HIPS)；低/高密度聚乙烯(L/HDPE)；聚丙烯(PP)；发泡聚丙烯(EPP)；以及热塑性烯烃(TPO)。例如，保险杠梁、能量吸收器和/或碰撞罐(crashcan)可包括树脂，其可从SABICInnovativePlasticsIPB.V商业地购得。示例性的填充的树脂为树脂，其为填充长玻璃纤维的聚丙烯树脂，也可从SABICInnovativePlasticsIPB.V商业地购得。保险杠梁、能量吸收器和/或碰撞罐(crashcans)也可由包括上述材料的任何一种的至少一种的组合形成。

能量吸收器的总体尺寸(例如，具体尺寸)将取决于使用能量吸收器的具体车辆。例如，能量吸收组件的长度(l)、高度(h)和宽度(w)将取决于在期望的使用位置中可用的空间的量和所需的能量吸收。能量吸收器的深度和壁厚也将取决于可用的空间、期望的刚度和所采用的材料(或者材料的组合)。能量吸收器(以及因此变形突出件)的深度“d”通常受仪表板(fascia)与保险杠梁之间的距离限制。在各种设计中，该距离可小于或者等于60毫米(mm)，特别地，小于或者等于50mm，并且更特别地小于或者等于40mm至50mm。在一些实施例中，上负载壁、下负载壁和凸缘的壁厚单独地可小于或者等于4.5mm，特别地小于或者等于1.8mm至4.0mm，并且更特别地小于或者等于2.1mm至3.8mm。在一些实施例中，上负载壁比下负载壁薄。特别地，上负载壁具有的厚度可为下负载壁的厚度的65％至80％。例如，上负载壁可具有2.0mm至2.5mm的厚度，而下负载壁可具有2.8mm至3.3mm的厚度。凸缘可具有比上负载壁厚的厚度(例如，该厚度可与下负载壁的相同)。例如，凸缘可具有2.8mm至3.3mm的厚度。肋条厚度可甚至比凸缘和下负载壁厚。特别地，肋条具有的厚度可为下负载壁的厚度的110％至150％。例如，肋条可具有3.5mm至4.2mm的厚度。

通过参照附图，可获得对在此公开的元件、过程和装置的更完全的理解。这些附图(在此也称为“图(FIG.)”)仅仅是基于展示本公开的方便性和容易性的示意性视图，并且因此并非旨在表示其装置或者元件的相对大小和尺寸和/或限定或者限制示例性实施例的范围。尽管出于清楚起见而在以下描述中使用特定的术语，然而这些术语旨在仅仅指用于在附图中展示而选出的实施例的特定结构，并且并非旨在限定或者限制本公开的范围。在下文的附图和以下描述中，应当理解的是，相同的数字标号是指具有相同功能的元件。

为了满足对于行人保护和低速碰撞防范措施(countermeasure)的全球技术规范(GTR)的要求，如在图1中所示地设计非对称三角形区段能量吸收器。该设计包括构造成位于保险杠梁5前方的上负载壁1和下壁2(也称为下负载壁)。如在图1中所示，上负载壁1和下负载壁2延伸(在z和y方向上，见图2)以形成大体三角形设计，其中壁远离保险杠梁5而会聚，以形成由上负载壁1、下负载壁2和前壁9(也称为连接区域)限定的空腔10。在各个实施例中，上负载壁1构造成在撞击过程中引导变形。因此，该壁可为平直的(例如，可在不存在弯曲的情况下从壁9延伸；该壁延伸的角度20(见图1)沿着其长度不变)。该壁还为平的(例如，在x方向上为平直的(见图2和图5))，例如，不隆起(crown)。在各个实施例中，上负载壁向下延伸的角度(例如，角度20)可为4度至70度，特别地为4度至40度，更特别地为5度至15度。

下负载壁2可构造成在撞击过程中变形。在一些实施例中，下负载壁2可为非直线的(即，弯曲的；下负载壁从基部延伸至壁的端部的角度沿着其长度改变)。例如，该负载壁2可从基部6延伸并且可例如以抛物线、椭圆或者立方体轮廓朝向上负载壁1弯曲。(也见图8)另外地或者可替换地，下负载壁2也可为隆起的(例如，凸起的；沿着x方向弯曲)。(见图4)例如，在一些实施例中，下壁2不隆起，而是在不朝向负载壁1弯曲的情况下从基部朝向上负载壁1延伸(例如，下壁平直地延伸)。

位于保险杠梁5下方的凸缘3远离车辆的本体(未示出)延伸，该凸缘用作下负载壁2下方的腿部支撑件。在一些设计中，凸缘3可具有与下负载壁2相同的形状和弯曲角度，但是远离下壁2延伸(例如，可为其镜像)。凸缘可具有与下负载壁2相同或者不同的厚度。在一些实施例中，凸缘3的厚度为2.5mm至3.5mm，特别地为2.8mm至3.3mm，例如，3.2mm。

下负载壁2和/或凸缘3可为弯曲的，例如，具有远离基部6的抛物线形弯曲。例如，下负载壁2可在z方向上具有抛物线形向外弯曲，而凸缘3可在z方向上具有抛物线形向内弯曲(这些方向在图5中示出)。该弯曲可为平滑且连续的或者可在中央具有平坦部分。在一些实施例中，下负载壁2和/或凸缘3的弯曲程度本质上可被定义为数学上的抛物线形。例如，该弯曲可偏离2度至10度、特别地2度至7度、并且更特别地5度的斜度。图8为非对称能量吸收器的一个实施例的示意图。该图示出壁的抛物线形弯曲并且提供具体的实例。在该特定实施例中，弯曲(下负载壁2)偏离5度的斜度。这样，在与基部6相距20mm处，下负载壁2与5度线相距1.7mm，在与基部6相距40mm处，下负载壁2与5度线相距4.6mm，并且在与基部6相距50mm处，下负载壁2与5度线相距6.1mm。

下负载壁2和/或凸缘3可具有波浪状的几何形状，例如，可具有华夫式结构(waffle)(也已知为波纹状几何形状)。凸缘的弯曲在“z”方向上可为远离基部6的抛物线形弯曲。例如，下负载壁2在z方向上可具有抛物线形向外弯曲，而凸缘3在z方向上可具有抛物线形向内弯曲。该弯曲可为平滑且连续的或者可在中央具有平坦部分。在一些实施例中，下负载壁2和/或凸缘3的弯曲程度本质上可被定义为数学上的抛物线。例如，该弯曲可偏离2度至10度、特别地2度至7度、并且更特别地5度的斜度。图8为非对称能量吸收器想一个实施例的示意图。该图示出下负载壁和凸缘的抛物线形弯曲并且提供具体的实例。在该特定实施例中，弯曲(下负载壁2)偏离5度的斜度。这样，在与基部6相距20mm处，下负载壁2与5度线相距1.7mm，在与基部6相距40mm处，下负载壁2与5度线相距4.6mm，并且在与基部6相距50mm处，下负载壁2与5度线相距6.1mm。

类似地，下负载壁2和/或凸缘3可具有波浪状的几何形状，例如，在x方向上可具有华夫式(也已知为波纹状)几何形状。华夫式几何形状可包括顶部30和谷部32。(见图2)顶部和/或谷部可为如上所述的z方向上的抛物线形弯曲。在x方向上，顶部可以平直的或弯曲的壁延伸至谷部，其中顶部的顶端和/或谷部的基部为平直的或弯曲的。在一些实施例中，顶部在z方向上可具有抛物线形弯曲并且在x方向上经由平直壁(在x方向上没有弯曲)向下延伸至谷部，并且谷部可在x方向上平直地延伸至向上延伸到另一个顶部的平直壁，其中，这些顶部也可在x方向上平直地(没有弯曲)延伸。

单个突出件中的顶部30和谷部32的数量取决于最终的能量吸收器中的突出件的期望尺寸和端壁8的期望数量。在一些实施例中，单个突出件包括1至10个顶部、特别地2至8个顶部、并且更特别地2至5个顶部。在一个实施例中，单个突出件包括1至10个谷部、特别地2至8个谷部、并且更特别地2至5个谷部。位于单个突出件的每个端部处的可为端壁8。形成能量吸收器的突出件的数量取决于车辆的尺寸，特别地，取决于保险杠梁的长度。在一些实施例中，能量吸收器包括1至15个突出件、特别地3至12个突出件、并且更特别地4至10个突出件。

为了在撞击方向(例如，z方向)上为凸缘提供附加的结构完整性，可在顶部上和/或谷部32中设置肋条22。这些肋条可具有三角形设计，其中，肋条的第一壁在z方向上沿着凸缘延伸。肋条22在z方向上可具有小于或者等于凸缘3长度的75％的长度、特别地在z方向上具有凸缘3长度的10％至60％的长度、并且更特别地在z方向上具有凸缘3长度的30％至50％的长度。在一些实施例中，肋条22在z方向上具有的长度可小于或者等于60mm、特别地10mm至30mm、并且更特别地15至25mm。肋条22的相邻壁可在y方向上沿着基部6延伸足够的距离，使得当吸收器安装在车辆中时，肋条的一部分延伸到正面保险杠梁的一部分。换句话说，在撞击过程中，肋条22设计成将撞击能量传递至保险杠梁。如从图中清楚的，该壁的长度取决于肋条是位于顶部30还是谷部32上。如果位于顶部30上，肋条22在y方向上具有的长度可小于或者等于40mm、特别地5至25mm、并且更特别地10mm至15mm。如果肋条位于谷部32中，肋条22在y方向上具有的长度可小于或者等于60mm、特别地5mm至40mm、并且更特别地15至25mm。

该肋条22的厚度可与凸缘3的厚度类似。例如，厚度可为小于或者等于4.5mm、特别地1.8mm至4.0mm、更特别地2.1mm至3.8mm，并且甚至更特别地厚度可为2.8mm至3.3mm。

支撑肋条4可位于基部6和保险杠梁5附近，以便精确地从保险杠梁5的下表面7进行支撑。肋条4具有足够的高度，使得其沿着保险杠梁的底部延伸足够的距离，以从保险杠梁获得期望的支撑。肋条可沿着大于或者等于梁表面7的40％、特别地大于或者等于50％、并且更特别地大于或者等于60％延伸。例如，肋条可远离基部6延伸大于或者等于10mm、特别地20mm至70mm、并且更特别地30mm至50mm。类似地，肋条沿着基部6延伸足够的距离，以获得凸缘3的期望的支撑。在一些实施例中，肋条沿着基部的在保险杠梁下方延伸的全部距离延伸。在一些实施例中，肋条的厚度可为小于或者等于5mm、特别地2mm至4.5mm、并且更特别地3.5mm至4.2mm。

下负载壁可为具有顶部的或者波纹状的(例如，波浪状的)，以用于有效的能量吸收。下负载壁可设计成主承载壁。所要求的G负载性能通过转动下负载壁2而实现，同时上负载壁可用于引导变形。上负载壁(例如，不存在波纹或者顶部)可比下负载壁软得多。以这样的方式，上负载壁能引导下负载壁的受控的变形，其中，上负载壁可不变形但可围绕顶部边缘摆动，以引导下负载壁的变形。在撞击过程中，下负载壁将在塑料梁之上变形，以吸收大量的能量。腿部支撑凸缘在撞击过程中向下弯曲并且支撑小腿以控制旋转。能量吸收器支撑肋条帮助实现适当的反作用，以用于从梁底部表面悬挂腿部支撑件。

凸缘3可由从基部6延伸的端壁8支撑。这些端壁8可具有大体三角形几何形状。它们可沿着凸缘3延伸高达其100％。在一些实施例中，端壁8的斜边可从上负载壁1的端部12附近延伸至沿着凸缘3的一位置，使得端壁8的基部具有大于或者等于凸缘长度的50％、特别地大于或者等于凸缘长度的60％、并且更特别地凸缘长度的65％至80％的长度。在一些设计中，端壁仅仅位于整个能量吸收器的两个端部(例如，保险杠梁的相对端部)处。在其他实施例中，端壁可位于能量吸收器的每个端部处，其中，额外的端壁位于一组突出件(例如，突出件可由上负载壁、具有单个顶部的下负载壁、以及具有单个顶部的凸缘限定)之间。每组中的突出件的数量可为1或者大于1、特别地3至20、更特别地4至10。

唇缘14可从上负载壁1的端部12向上延伸。唇缘14可构造成平行于保险杠梁5的前表面(例如，与基部6平行并在相同的平面中)而定向。能用作用于上负载壁的基部和/或能用于将能量吸收器安装(例如，卡合)至梁的唇缘14具有的长度可为基部6的长度的25％至75％、特别地为基部6的长度的30％至55％。

每个突出件(以及因此能量吸收器)的总体重量可通过将开口结合到上负载壁和/或下负载壁中而减小。开口的数量和开口的尺寸取决于壁的期望的撞击特性和期望的结构完整性。在一些实施例中，开口可布置成使得上负载壁中的较大的开口与下负载壁中的谷部36邻近，而较小的开口与下负载壁中的顶部34邻近。上负载壁中的开口具有的宽度(在x方向上)可为5mm至50mm、特别地5mm至30mm、并且更特别地10mm至30mm。例如，较大的开口可具有18mm至25mm的宽度，而较小的开口可具有8mm至14mm的宽度。所有开口的长度(在z方向上)在保持期望的结构完整性的同时取决于具有最大长度的结构完整性。在一些实施例中，开口具有的长度大于或者等于负载壁(在z方向上)的长度的70％、特别地大于或者等于80％、并且更特别地为85％至95％。开口的形状类似地取决于结构完整性；在保持结构完整性同时的最大重量降低的平衡。在一些实施例中，几何形状可为矩形、梯形、会聚形状，或其组合。例如，下负载壁中的开口可为梯形的，例如，在与壁9邻近的端部处具有的宽度大约为15mm至25mm，并且在与基部6邻近的端部处具有的宽度小于或者等于12mm。还应当理解的是，在相同的突出件中可采用不同尺寸的开口，例如，尺寸交替的开口(见图2)。

根据非对称能量吸收器的具体的期望特征和模塑方法的性能，能量吸收器可通过各种模塑技术(诸如注塑成型、模压成型等)形成。

通过以下非限制性实例来进一步地描述能量吸收组件。应当注意的是，所有实例均为模拟。

实例

实例1：小腿撞击性能

样本1为在图1-图4中示出的具有三角形横截面几何形状(见图1，壁1和2)的能量吸收器。该能量吸收器(其为由树脂形成的单个整体式部件)延伸超过保险杠梁50mm的距离(见图1，“d”)，其中肋条4在保险杠梁下方延伸30mm。上负载壁、下负载壁、悬臂式凸缘和底部肋条分别具有2.1mm、3.2mm、3.2mm、以及3.8mm的厚度。上负载壁设计为平的(没有弯曲)，具有向下的10度斜度(角度20为10度)。下负载壁和悬臂式凸缘分别具有6度和4度的斜度，从基部至前部呈抛物线地隆起5mm，并且包括5mm深度的波纹(例如，如在图2-图3中示出的华夫状几何形状，其中，“D”为5mm的上下华夫形状结构)。底部肋条的形状为三角形、平的(没有弯曲)。上唇缘为平的，遵循梁正面的轮廓并且具有15mm的高度。

比较实例(CE)1为在图6和图7中示出的设计，即“C”横截面的几何形状(沿着线A-A截取)。比较实例是优化的常规C截面设计，由相同的树脂制成，具有2.8mm的厚度。设置梯形狭缝(开口)以控制变形。顶部和底部负载壁以4度形成斜度，从底面至正面呈抛物线地隆起5mm，并且具有5mm深度的波纹。

表1阐述了测试的结果。

如从表1可见，通过本设计，样本1通过本设计在膝盖弯曲(旋转)方面获得大于40％的改善。因此，即使不增加扰流器，通过使用非对称三角形区段能量吸收器，膝盖弯曲也可从大约20度降低至大约12度。因此，本能量吸收器设计(例如凸缘和与其相对设置的支撑肋条的使用)可消除对附加元件(例如，扰流器)的需求。

处理关键性膝盖弯曲目标的方法采用两件式解决方案，能量吸收器和小腿支撑件，和/或使保险杠梁底部凸缘延伸，从而使其为非对称的。这些设计在损坏车辆风格的同时引入不受控的高速撞击性能问题和/或增加的包装空间。本设计可消除对刚性下部扰流器(例如，钢梁)的需求，可避免对非对称保险杠梁的需求，实现更加受控的高速撞击性能和用于中间冷却器的更好的进气管理(例如，与非对称保险杠梁系统相比)，提供单件式解决方案，实现更大的设计自由度，和/或可降低保险杠重量。

在一个实施例中，一种非对称能量吸收器可包括：大体三角形区段，由从上壁第一端朝向下壁延伸至连接区域的上负载壁形成；凸缘，其中，下壁位于凸缘与上壁之间；基部，在下壁与凸缘之间延伸，其中，凸缘从基部的第一侧延伸；以及肋条，沿着基部朝向凸缘并且远离基部的第二侧延伸。

在另一个实施例中，一种非对称能量吸收器可包括：上壁，其中，上壁在所有方向上均为平直的；下壁，具有凸出的横截面几何形状；凸缘，以沿其长度变化的角度延伸，其中，该凸缘具有的几何形状为下壁的镜像；基部，在下壁与凸缘之间延伸，其中，凸缘从基部的第一侧延伸；以及肋条，从基部的第二侧延伸。

在各个实施例中：(i)凸缘可在横向方向上(例如，在x方向上)隆起；和/或(ii)下壁可在横向方向上隆起(例如，在x方向上朝向凸缘隆起)；和/或(iii)下壁沿其长度朝向上壁(例如，在z方向上)可具有抛物线形弯曲；和/或(iv)上壁沿其长度(例如，在z方向上)可为平直的并且在横向方向上为平的(例如，不弯曲并且不隆起)；和/或(v)下壁几何形状可为凸缘几何形状的镜像；和/或(vi)凸缘可远离下壁(例如，在z方向上)而弯曲；和/或(vii)三角形端壁位于能量吸收器的相对端处，端壁具有从上壁的与该位置相对的第二端朝向凸缘延伸的斜边；和/或(viii)开口区域受下壁、凸缘、和基部、以及可选地端壁限制；和/或(ix)下壁、基部和凸缘可限定开口区域；和/或(x)凸缘的顶部和/或谷部可包括肋条。

在此公开的所有范围均包括端点，并且端点可独立地彼此组合(例如，“高达25wt.％，或者更特别地5wt.％至20wt.％”的范围包括端点以及“5wt.％至25wt.％”范围中的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等在此不表示任何顺序、数量、或重要性，而是用于将元件彼此区分。术语“a”、“an”和“the”在此不表示数量的限制，而是应当被解释为覆盖单数和复数两者，除非文中另有指明或者与上下文明显相矛盾。如在此使用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括该词语的一个或者多个(例如，薄膜(s)包括一个或者多个膜)。贯穿本说明书，对“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等的提及意味着结合实施例描述的特定元件(例如，特征、结构和/或特性)包括在此描述的至少一个实施例中，并且可以存在或者可以不存在于其他实施例中。此外，应当理解的是，所描述的元件可以任何合适的方式组合在各个实施例中。

尽管已描述特定的实施例，然而对于申请人或者本领域其他技术人员而言可具有当前未预料到的或者可能未预料到的替换、修改、变化、改进和实质等同物。因此，如所提交的并且如它们可能被修改的，所附权利要求旨在包含所有这样的替换、修改、变化、改进和实质等同物。

Claims

1.一种非对称能量吸收器，包括：

大体三角形区段，通过将上负载壁朝向下壁延伸至连接区域形成；

凸缘，具有波浪状几何形状，其中，所述下壁位于所述凸缘与所述上负载壁之间；

基部，在所述下壁与所述凸缘之间延伸，其中，所述凸缘从所述基部的第一侧延伸；以及

肋条，沿着所述基部朝向所述凸缘并且远离所述基部的第二侧延伸。

2.一种非对称能量吸收器，包括：

上负载壁和下壁，限定变形突出件；

凸缘，其中，所述下壁位于所述凸缘与所述上负载壁之间；

肋条，沿着所述基部朝向所述凸缘并且远离所述基部的第二侧延伸；

其中，所述能量吸收器是非对称的。

3.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，其中，所述凸缘在横向方向上朝向所述下壁隆起。

4.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，其中，所述下壁在横向方向上朝向所述凸缘隆起。

5.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，其中，所述下壁在撞击方向上沿着所述下壁的长度朝向所述上负载壁具有抛物线形弯曲。

6.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，其中，所述上负载壁沿着所述上负载壁的长度为平直的并且在横向方向上为平的。

7.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，其中，所述下壁的几何形状为所述凸缘的几何形状的镜像。

8.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，其中，所述凸缘沿着所述凸缘的长度远离所述下壁而弯曲。

9.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，还包括位于所述能量吸收器的相对端处的三角形端壁，所述端壁具有从所述上负载壁的端部附近延伸至沿着所述凸缘的一位置的斜边。

10.根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器，包括受所述下壁、所述凸缘、所述基部、以及端壁限制的开口区域。

11.根据权利要求1所述的非对称能量吸收器，其中，所述凸缘具有比上负载壁厚度厚的厚度。

12.一种车辆保险杠系统，包括：

保险杠梁，具有外表面和底部表面；

根据权利要求1或2所述的非对称能量吸收器。

13.根据权利要求12所述的车辆保险杠系统，还包括位于所述能量吸收器的相对端处的三角形端壁，所述端壁具有从所述上负载壁的端部附近延伸至沿着所述凸缘的一位置的斜边。

14.根据权利要求12所述的车辆保险杠系统，其中，所述凸缘具有波浪状几何形状。