CN104709208A - 一种仿牛角结构的保险杠 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿牛角结构的保险杠，是由仿生横梁和仿生吸能盒组成，仿生横梁是由仿生外板、约束梁、横隔板、侧面板和内板组成，约束梁设置在仿生外板与内板之间，仿生外板与内板的两侧以侧面板连接，多个横隔板均匀分布在约束梁的两侧，两个仿生吸能盒固定在内板外侧两端；仿生吸能盒是由外壳和芯体组成，外壳是由一个筒状外管和两个约束壁等间距排列套入组成，两个约束壁之间以及筒状外管与约束壁之间以若干第一约束板连接；芯体是由一个中心圆管、若干圆管和第二约束板构成；芯体的若干圆管之间以若干和第二约束板连接，且外壳与芯体之间通过第二约束板连接。本发明提高了吸能盒的轴向吸能能力，且对保险杠横梁的结构进行改进，使其具有很好的横向承载能力。

Description

一种仿牛角结构的保险杠
技术领域
本发明涉及一种车辆的保险杠，特别涉及一种仿牛角结构的保险杠。
背景技术
汽车碰撞安全问题越来越引起人们的关注，而在车辆碰撞安全事故中，绝大多数都涉及到保险杠系统。常见的轿车保险杠系统由保险杠横梁、吸能盒、托架、内衬等组成，保险杠横梁是影响汽车碰撞安全性的关键零部件，其主要作用是将碰撞中产生的能量均匀地传递给吸能盒，同时防止内侵量过大造成发动机前部件的损坏；吸能盒的作用是通过压溃变形将碰撞中产生的能量转化为内能，吸收能量，并将由前横梁传递来的碰撞力均匀地传递到车身两前纵梁骨架上。在轻量化设计的背景下，国内学者对保险杠系统的结构和材料做了大量研究，旨在通过提高保险杠的耐撞性与吸能特性，从而保护乘员及贵重物品安全。通过仿生设计来提高保险杠的碰撞吸能特性是一种新探索。
研究汽车保险杠的碰撞特性和碰撞过程中的吸能特性，提高保险杠吸能盒在碰撞过程中的吸能性能，对于提高汽车的碰撞安全性具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了提高汽车结构耐撞性，而提供一种能提高汽车耐撞性的仿牛角结构的保险杠。
本发明根据牛角的微观结构提取决定牛角耐撞性能的结构特征参数，设计出一种具有牛角结构特征的仿生管，应用到汽车保险杠的吸能盒上，宏观 上参照牛角结构所特有的弧度曲线，并将其应用到保险杠横梁的结构设计中。
本发明是由仿生横梁和仿生吸能盒组成，所述的仿生横梁是由仿生外板、约束梁、横隔板、侧面板和内板组成，约束梁设置在仿生外板与内板之间，仿生外板与内板的两侧以侧面板连接，多个横隔板均匀分布在约束梁的两侧，两个仿生吸能盒固定在内板外侧两端。
所述的仿生外板曲面符合下述曲线方程：：
Y＝-0.008x2+3.671x+55.16
其中，x表示仿生外板曲线的横坐标，以车体横向为x方向，以汽车车头纵向为Y正方向。
所述仿生吸能盒是由外壳和芯体组成，外壳是由一个筒状外管和两个约束壁等间距排列套入组成，两个约束壁之间以及筒状外管与约束壁之间以若干第一约束板连接；芯体是由一个中心圆管、在基圆圆周上阵列分布的若干圆管和第二约束板构成；芯体的若干圆管之间以若干和第二约束板连接，且外壳与芯体之间通过第二约束板连接。
所述芯体的中心圆管和在基圆圆周上阵列分布的若干圆管的个数符合下述公式：
n＝2πRρ
其中ρ表示芯体中的中心圆管和圆管的分布密度，n表示中心圆管和在基圆圆周上阵列分布的若干圆管的个数，R表示芯体中的中心圆管和圆管半径。
中心圆管的半径与圆管的半径相同。
仿生横梁的仿生外板能够增强汽车的碰撞性，仿生吸能盒吸收能量的能力增强，比吸能增大。
本发明的有益效果：本发明利用牛角的优良结构对保险杠系统的横梁和 吸能盒进行仿生设计，不仅提高了吸能盒的轴向吸能能力，且对保险杠横梁的结构进行改进，使其具有很好的横向承载能力。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2为本发明的吸能盒俯视图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，本发明是由仿生横梁1和仿生吸能盒7组成，
所述的仿生横梁1是由仿生外板2、约束梁3、横隔板4、侧面板5和内板6组成，约束梁3设置在仿生外板2与内板6之间，仿生外板2与内板6的两侧以侧面板5连接，多个横隔板4均匀分布在约束梁3的两侧，两个仿生吸能盒7固定在内板6外侧两端。
所述的仿生外板2曲面符合下述曲线方程：：
Y＝-0.008x2+3.671x+55.16
其中，x表示仿生外板曲线的横坐标，以车体横向为x方向，以汽车车头纵向为Y正方向。
如图2所示，所述仿生吸能盒7是由外壳8和芯体14组成，外壳8是由一个筒状外管9和两个约束壁10等间距排列套入组成，两个约束壁10之间以及筒状外管9与约束壁10之间以若干第一约束板11连接；芯体14是由一个中心圆管15、在基圆圆周上阵列分布的若干圆管13和第二约束板12构成；芯体14的若干圆管13之间以若干和第二约束板12连接，且外壳8与芯体14之间通过第二约束板12连接。
所述芯体14的中心圆管15和在基圆圆周上阵列分布的若干圆管13的个数符合下述公式：
n＝2πRρ
其中ρ表示芯体14中的中心圆管15和圆管13的分布密度，n表示中心圆管15和在基圆圆周上阵列分布的若干圆管13的个数，R表示芯体中的中心圆管15和圆管13半径。
中心圆管15的半径和圆管13的半径相同。
仿生横梁1的仿生外板2能够增强汽车的碰撞性，仿生吸能盒7吸收能量的能力增强，比吸能增大。

Claims (3)

1.一种仿牛角结构的保险杠，其特征在于：是由仿生横梁(1)和仿生吸能盒(7)组成，所述的仿生横梁(1)是由仿生外板(2)、约束梁(3)、横隔板(4)、侧面板(5)和内板(6)组成，约束梁(3)设置在仿生外板(2)与内板(6)之间，仿生外板(2)与内板(6)的两侧以侧面板(5)连接，多个横隔板(4)均匀分布在约束梁(3)的两侧，两个仿生吸能盒(7)固定在内板(6)外侧两端；
所述仿生吸能盒(7)是由外壳(8)和芯体(14)组成，外壳(8)是由一个筒状外管(9)和两个约束壁(10)等间距排列套入组成，两个约束壁(10)之间以及筒状外管(9)与约束壁(10)之间以若干第一约束板(11)连接；芯体(14)是由一个中心圆管(15)、在基圆圆周上阵列分布的若干圆管(13)和第二约束板(12)构成；芯体(14)的若干圆管(13)之间以若干和第二约束板(12)连接，且外壳(8)与芯体(14)之间通过第二约束板(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种仿牛角结构的保险杠，其特征在于：所述的仿生外板(2)曲面符合下述曲线方程：
Y＝-0.008x2+3.671x+55.16 
其中，x表示仿生外板曲线的横坐标，以车体横向为x方向，以汽车车头纵向为Y正方向。
3.根据权利要求1所述的一种仿牛角结构的保险杠，其特征在于：
所述芯体(14)的中心圆管(15)和在基圆圆周上阵列分布的若干圆管(13)的个数符合下述公式：
n＝2πRρ
其中ρ表示芯体(14)中的中心圆管(15)和圆管(13)的分布密度，n表示中心圆管(15)和在基圆圆周上阵列分布的若干圆管(13)的个数，R表示芯体中的中心圆管(15)和圆管(13)半径；中心圆管(15)的半径和圆管(13)的半径相同。
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