CN105799789A

CN105799789A - 可调能量吸收器

Info

Publication number: CN105799789A
Application number: CN201610040041.2A
Authority: CN
Inventors: L.G.小赫托尔; A.K.萨奇德夫; J.王; H.穆罕默德; N.D.曼凯姆
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2036-01-21
Also published as: DE102016100545B4; CN105799789B; US9718434B2; DE102016100545A1; US20160207494A1

Abstract

本发明涉及可调能量吸收器，更具体地涉及一种根据各种实施例的能量吸收器，所述能量吸收器可包括具有预定截面轮廓的结构。在所述结构内形成了中空的轮廓。所述结构的预定截面轮廓是基于减速度-时间曲线配置的，所述减速度-时间曲线包括第一时期和第二时期。所述第一时期是通过冲击的所述减速度的数值的大幅急剧且线性的增大直到达到最大减速度值来限定的。所述第二时期是通过所述减速度的所述数值的迅速减小来限定的。

Description

可调能量吸收器

技术领域

本公开一般涉及对车辆发动机盖和其他外部部件或板的外部冲击的管理。

背景技术

当车辆与诸如障碍物的物体接触时，车辆发动机盖结构在管理能量如何被吸收中起一定作用。在冲击事件期间，由于发动机盖被推进发动机舱中，当阻止与坚硬的发动机舱部件冲击时，车辆发动机盖必须吸收小面积上的显著量的能量。由于现代车辆的发动机盖下组装的非常密集，各种坚硬的部件，例如冷却剂盖和减震支柱（shocktowers），非常靠近发动机盖。在车辆发动机盖中使用非铁合金可要求较大的凹部距离（basindistances），诸如铝，其不提供钢制发动机盖的延展性和刚度但是提供显著的质量减少和改良的燃料经济性。

因此，需要能够降低对车辆发动机盖和其他外部部件或板的冲击的严重程度的系统。

发明内容

根据各种实施例的能量吸收器可包括具有预定截面轮廓的结构。在该结构内形成中空轮廓。该结构的预定截面轮廓是基于包括第一时期（firstperiod）和第二时期的减速度-时间曲线来配置的。第一时期是通过冲击的减速度的数值大幅急剧且线性地增大直到达到最大减速度值来限定的。第二时期是通过减速度的数值迅速减小来限定的。

在各种实施例中，本公开涉及车辆板（vehiclepanel），这可为覆盖物体的发动机盖。车辆板包括内表面和外表面。内表面面向发动机舱中的坚硬的物体，并且与所述物体偏移达凹部距离。外表面大体上与内表面和所述物体相对。可调能量吸收器被设置在内表面和该物体之间。

可调能量吸收器具有多连通结构，该结构可形成为具有期望的截面轮廓的挤压的结构。多连通结构包括至少一个形成于挤压的结构内的中空轮廓。期望的挤压的结构的截面轮廓可基于包括了第一时期和第二时期的减速度-时间曲线来配置。第一时期是通过冲击的减速度的数值大幅急剧且线性地增大直到达到最大减速度值来限定的。第二时期是通过减速度的数值迅速减小来限定的。

结合附图，可以很容易地从下列实施例的详细描述和随附权利要求中看出本技术的上述特征和优点以及其他特征和优点。

本发明还公开了以下技术方案。

方案1.一种车辆板，其包括：

面向物体并且与所述物体偏移的内表面，以及大体上与所述内表面相对的外表面；以及

能量吸收器，其设置在所述内表面和所述物体之间并且具有多连通结构，其中，所述多连通结构包括：

具有预定截面轮廓的结构；以及

形成于所述结构内的中空轮廓；

其中，所述结构的所述预定截面轮廓基于减速度-时间曲线来配置，所述减速度-时间曲线包括：

第一时期，其通过冲击的所述减速度的数值的大幅急剧且线性的增大直到达到最大减速度值来限定；以及

第二时期，其通过所述减速度的所述数值的迅速减小来限定。

方案2.如方案1所述的车辆板，其中，所述能量吸收器经配置在所述冲击期间获得小于或等于1000的头部损伤标准（HIC）值。

方案3.如方案1所述的车辆板，其中，所述结构的所述预定截面轮廓包括大体上内卷的截面轮廓。

方案4.如方案3所述的车辆板，其中，所述大体上内卷的截面轮廓包括至少一个内卷的表面，所述内卷的表面经配置在所述冲击期间通过塑性变形和断裂中的一个或两者兼有以释放累积的弹性应变能。

方案5.如方案4所述的车辆板，其进一步包括至少一个形成于所述至少一个内卷的表面内的凹口，从而在所述冲击期间促进断裂。

方案6.如方案4所述的车辆板，其进一步包括至少一个形成于所述结构的内表面和外表面中的至少一个内的凹口。

方案7.如方案3所述的车辆板，其中，所述中空轮廓限定开放的腔并且进一步包括至少一个设置在所述开放的腔内的可压碎核心构件。

方案8.如方案1所述的车辆板，其中，所述预定截面轮廓包括非内卷的截面轮廓或外卷的截面轮廓。

方案9.如方案8所述的车辆板，其中，所述非内卷的截面轮廓或所述外卷的截面轮廓包括至少一个所述非内卷的表面或所述外卷的表面及至少一个形成在所述至少一个非内卷的表面或外卷的表面内的凹口，从而在所述冲击期间促进断裂。

方案10.如方案9所述的车辆板，其进一步包括至少一个形成于所述结构的内表面和外表面中的至少一个内的凹口。

方案11.如方案8所述的车辆板，其中，所述中空轮廓限定开放的腔并且进一步包括至少一个设置在所述开放的腔内的可压碎核心构件。

方案12.如方案1所述的车辆板，其中，所述挤压的结构的预定截面轮廓的构型包括满足减速度-时间曲线的至少一个特征，并且其中，所述至少一个特征是至少部分地选自包括冲击厚度、断裂半径厚度、基本厚度、断裂半径、冲角、所述结构的壁的轮廓、连接表面、所述物体、和在所述结构内形成的凹口的轮廓。

方案13.如方案1所述的车辆板，其中，所述结构从所述组中选定，所述组包括：挤压的结构、三维（3D）打印的结构、锻造的结构、铸造的结构、以及机械加工的结构。

方案14.如方案1所述的车辆板，其中，所述第二时期接着所述第一时期。

方案15.一种车辆发动机盖，其包括：

所述车辆发动机盖的内表面，其面向物体并且与所述物体偏移；

所述车辆发动机盖的外表面，其大体上与所述内表面相对；以及

能量吸收器，其包括：

具有预定截面轮廓的结构；

形成于所述结构内的中空轮廓；以及

方案16.如方案15所述的车辆发动机盖，其中，所述能量吸收器经配置在所述冲击期间获得小于或等于1000的头部损伤标准（HIC）值。

方案17.如方案15所述的车辆发动机盖，其中，所述结构的所述期望的截面轮廓包括大体上内卷的截面轮廓。

方案18.如方案17所述的车辆发动机盖，其进一步包括至少一个形成于至少一个内卷的表面内的凹口从而在所述冲击期间促进断裂。

方案19.如方案17所述的车辆发动机盖，其中，所述中空轮廓限定开放的腔并且进一步包括至少一个设置在所述开放的腔内的可压碎核心构件。

方案20.如方案15所述的车辆发动机盖，其中，所述预定截面轮廓包括非内卷的截面轮廓或外卷的截面轮廓以及至少一个形成于至少一个非内卷的表面或外卷的表面内的凹口，从而在所述冲击期间促进断裂。

方案21.如方案20所述的车辆发动机盖，其中，所述至少一个中空轮廓限定至少一个开放的腔，并且进一步包括至少一个设置在至少开放的腔内的可压碎核心构件。

方案22.如方案15所述的车辆发动机盖，其中，所述结构从所述组中选定，所述组包括：挤压的结构、三维（3D）打印的结构、锻造的结构、铸造的结构、以及机械加工的结构。

方案23.一种能量吸收器，包括：

具有预定截面轮廓的结构；以及

形成于所述结构内的中空轮廓；

方案24.如方案23所述的能量吸收器，其中，所述能量吸收器经配置在所述冲击期间获得小于或等于1000的头部损伤标准（HIC）值。

方案25.如方案23所述的车辆发动机盖，其中，所述结构的所述期望的截面轮廓包括大体上内卷的截面轮廓。

方案26.如方案23所述的车辆发动机盖，其中，所述预定截面轮廓包括非内卷的截面轮廓或外卷的截面轮廓以及至少一个形成于至少一个非内卷的表面或外卷的表面内的凹口，从而在所述冲击期间促进断裂。

方案27.如方案23所述的车辆发动机盖，其中，所述结构从所述组中选定，所述组包括：挤压的结构、三维（3D）打印的结构、锻造的结构、铸造的结构、以及机械加工的结构。

方案28.一种制造能量吸收器的方法，包括：

形成结构，所述结构具有预定截面轮廓；以及

当形成所述结构时在所述结构内形成中空轮廓；

方案29.如方案28所述的方法，其中，形成所述结构进一步包括选择至少一个所述能量吸收器的设计参数从而在所述冲击期间获得小于或等于1000的头部损伤标准（HIC）值。

方案30.如方案28所述的方法，其中，形成所述结构是通过从由包括挤压过程、锻造过程、铸造过程、机械加工过程和三维（3D）打印过程的组中选定的过程完成的。

附图说明

图1是在发动机盖下具有可调能量吸收器的车辆的示意性、等距视图。

图2是图1所示的发动机盖下面的示意性、等距视图，其示出了内卷的可调能量吸收器。

图3是大体上沿着图2的线3-3的示意性、截面视图。

图4是另一个可调能量吸收器的又一个视图，所述可调能量吸收器形成为具有沿着吸收器主体变化的性能的多连接结构。

图5是另一个可调能量吸收器的示意性、截面视图，所述可调能量吸收器安装在车辆发动机盖下面，并且具有嵌入可调能量吸收器结构中空区域中的核心构件。

图6A是另一个内卷的可调能量吸收器的透视、截面视图。

图6B是另一个内卷的可调能量吸收器的剖视、截面视图。

图7A是根据本教导的另一实施例的非内卷的或外卷的（exvoluted）可调能量吸收器的前视、截面视图。

图7B是根据本教导的又一实施例的另一个非内卷的或外卷的可调能量吸收器的前视、截面视图。

图7C是根据本教导的又一实施例的进一步非内卷的或外卷的可调能量吸收器的前视、截面视图。

图8是根据本教导的又一实施例的另一非内卷的或外卷的可调能量吸收器的主体结构的透视图。

图9示出了根据本教导的可用以制造挤压的结构的挤压模。

图10A示出了在冲击物体的碰撞期间能量吸收器的断裂过程的示意性、等距视图，其中为清楚起见去除了车辆的发动机盖。

图10B示出了演示了沿着可调能量吸收器的顶部部分和内卷的部分断裂的能量吸收器的断裂过程的示意性、等距视图。

图10C示出了演示了沿着可调能量吸收器的内卷的部分断裂的可调能量吸收器的断裂过程的示意性、等距视图。

图11是示出了内卷的可调能量吸收器曲线的实际性能和没有任何能量吸收器的基线曲线之间的对比的图。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本公开的详细实施例。所公开的实施例仅仅是实现为各种替代形式及其组合的实例。如本文所使用的，例如，“示例性的”和类似术语广泛地指代用作举例、范例、模型或模式的实施例。

附图不一定按比例绘制，并且一些特征可被放大或缩小，如此以便显示具体部件的细节。在某些情况下，为避免使本公开内容模糊，未详细描述众所周知的部件、系统、材料或方法。因此，本文公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制，而应仅被解释为权利要求的基础以及被解释为用于教导本领域技术人员实施本公开的代表性基础。例如，任何两个或多个单独描述的元件可组合成单一元件，并且反之亦然。

在各种实施例中，本公开描述了可调能量吸收器以及用于提供该可调吸收器的系统和方法，该可调能量吸收器可设置在发动机舱中在坚硬的物体（发动机润滑油盖、减震支柱）上面或附近的发动机盖的下面或内部。本文所述的系统和方法主要结合汽车进行描述，但本公开的技术不限制于用于机动车辆。本文描述的可调能量吸收器或能量吸收器（又名“局部冲击能量吸收器”或“局部能量吸收器”）可在多种应用中实施，所述多种应用包括在例如航空器、航空航天、娱乐车辆和航海车辆中。

参考附图，其中在全部附图中尽可能同样的参考标记对应于同样的或相似的部件，图1至图3示出了车辆100或其部分的各种视图。车辆100包括覆盖坚硬的或刚硬的物体104、105的车辆发动机盖组件（vehiclehoodassembly）102。如本文所使用的，术语“刚硬的”不适用于理想意义，而是表示相对坚硬的物体或相对重的物体，其可提供反作用力至冲击物体。如本文所使用的，术语“刚硬的物体”和“坚硬的物体”可替换使用。

坚硬的物体104、105可为（例如但不限制于）位于比其他部件更靠近发动机盖下面或发动机盖内的发动机、电池、增压器、横向稳定杆、减震支柱、流体加注口盖、另外的物体或其组合。如图3所示，坚硬的物体104、105可为，例如，诸如润滑油盖、减震支柱、发动机组和支撑壳体（struthousings）的坚硬的物体。如本文所使用的，术语“坚硬的”表示相对坚硬的物体或相对重的物体，其在碰撞期间可显著地促成损伤。在各种实施例中，“坚硬”是相对于车辆发动机盖组件102、如在下文详述的它的子部件或其他车辆部件的参数。

图1示出了具有以虚线表示的坚硬的物体104的车辆100的示意性、等距视图。坚硬的物体104与在车辆发动机盖组件102下面的发动机舱内的部件相关联。图2示出了车辆发动机盖组件102的下面，其具有固定至发动机盖下面的可调能量吸收器200。图3示出了大体上沿着图2的线3-3的截面视图，其示出了充满大部分凹部206或凹部207的可调能量吸收器200，所述凹部206是发动机盖内表面与发动机舱中坚硬的物体105之间距离的测量，所述凹部207是可调能量吸收器和发动机盖之间的连结件202与发动机舱中坚硬的物体105之间距离的测量。在其他附图中所示的特征和部件可被并入并且与图1至图3所示的特征和部件一起使用，并且部件可在任何所示的构造之间混合搭配。

将参考通常示出单一可调能量吸收器的图，所述可调能量吸收器设置在坚硬的物体104、105上的每个位置处。应当理解的是，每个位置可包括多个在坚硬的物体104、105上的可调能量吸收器。可调能量吸收器可具有各种尺寸和形状。虽然所述图示出了具有对称轮廓的可调能量吸收器，但应当理解的是，所述形状不限制于图中所示的形状。图中所示的可调能量吸收器仅仅是示例性的并且不意味着限制。另外，单一可调能量吸收器可为不对称的并且包括多个在吸收器中的孔或腔。

车辆100是为说明的目的而示出，并且仅示范了本文所述部件可并入的仅仅一个可能的环境。车辆发动机盖组件102一般说明车辆100的正向区或发动机盖区。坚硬的物体104、105是高度地说明性的并且可表示设置在发动机舱内的不同部件。发动机舱用以覆盖各种车辆部件，包括转向系统部件、制动系统部件和推进系统。

虽然本技术就汽车应用进行了详细地描述，但是本领域技术人员将认识到所述技术有更广阔的适用性。本领域技术人员将认识到，诸如“在...上面”、“在...下面”、“向上”、“向下”等的术语被用作描述图，并且不表示对由随附权利要求限定的所述技术范围的限制。任何数字标记，诸如所使用的“第一”或“第二”不倾向于限制，并且任何特定部件都可以任何数字为参考符号。

在图2至图3中，车辆发动机盖组件102可采用由外部板109（称为外面的板或外侧薄板）和内部板108（称为里面的板或内侧薄板）构成的发动机盖板106结构，外部板109和内部板108经结合从而具有由空间110分割的密闭截面结构。外部板109大体上与内部板108相对。在各种实施例中，外部板109和/或内部板108可包括内部板部分和外部板部分。如在本领域中所知的，发动机盖组件102可经构建具有各种板构造。可配置在发动机盖组件102中的板构型的各种类型的具体细节不在所述技术范围内，并且因此将不对其进行详细讨论。本文所示和描述的关于发动机盖组件102中板的实例是示例性的和非限制性的。

因此，可调能量吸收器200可连接到发动机盖组件102内的各种位置，例如通过连结件202。在各种实施例中，可调能量吸收器200有效地连接到内部板108。在这样的实施例中，可调能量吸收器200可连接在内部板108的面向发动机舱的内表面或外表面。在其他实施例中，可调能量吸收器200有效地连接在外部板109的内表面。在这种情况下，可调能量吸收器200可连接在外部板109的内部板部分或外部板部分。可替代地，可调能量吸收器200可嵌套在由内部和外部板限定的袋状容器中。固定可调能量吸收器的替代装置包括机械紧固件、搭扣配合、嵌套等。

可调能量吸收器200是有效地多连通结构的壳体结构，并且可连接在发动机盖板106的各种位置上以使得其邻近坚硬的物体105。本文所使用的术语“多重的”指的是双连通的、三连通的或更高的连通性。

在图3中，连结件202可为，例如但不限制于，粘结结合、焊接连接、或通过像螺丝或铆钉的紧固件连结。如图3所示，可调能量吸收器200可连接到内部板108的内部板部分，以使得可调能量吸收器被设置在车辆100的发动机舱中的内部板108和坚硬的物体105之间。可替代地，可调能量吸收器200可连接到外部板109的内部板部分，以使得能量吸收器位于空间110（未按比例绘制）内并且有效地位于发动机舱中的坚硬的物体105的上面。

如图3所示，可调能量吸收器200的多连通结构或多连通主体经配置吸收例如来自冲击物体205的冲击载荷204所释放的能量，所述冲击载荷204由指向车辆发动机盖组件102外部板109的外表面的箭头所表示。冲击载荷和它相对于发动机盖组件204的方向表示为箭头，这仅仅是说明性的。冲击的方向和类型可变化，并且冲击物体205的性质也可变化，例如在外形和质量上变化，这引起冲击载荷204变化。

发动机盖板106的内部板108的内表面与坚硬的物体105偏移达凹部深度206。凹部深度206可以不同的方式限定或测量。在图3中，凹部深度206表示为内部板108的内表面和坚硬的物体105之间的最短绝对距离。然而，可沿大体上与冲击载荷204的预期方向平行的线进行替代测量，这表示为替代的凹部深度207。

如果在碰撞期间可调能量吸收器200没有连接到发动机盖板108，那么冲击载荷204可引起车辆发动机盖组件102局部变形直至发动机盖组件102穿过凹部深度206或207并且与坚硬的物体105接触。然而，可调能量吸收器200经配置在车辆发动机盖组件102与坚硬的物体105接触前首先接触坚硬的物体105从而耗散来自冲击载荷204的能量，从而降低通过与坚硬的物体105进行冲击所施加的力。可调能量吸收器耗散冲击载荷204的程度可利用头部损伤标准（HIC）或HIC得分进行量化。HIC得分是用于车辆碰撞中行人头部损伤的基本度量标准。从头部冲击期间头部重心的减速度计算出的HIC得分是评估潜在头部损伤的量度。在没有可调能量吸收器200的情况下，由于物体205通过凹部深度206或207并且接触坚硬的物体105，因此物体205承受的峰值载荷更高。所述HIC得分对于各种物体类型都是有效的决定因素。

在实验测试中，当车辆发动机盖组件102暴露于冲击时，HIC得分或变量可从由安装在冲击物体205的重心的加速计记录的减速度和时间关系曲线中得到。HIC得分表示冲击物体对于与车辆发动机盖组件102和潜在坚硬的物体105、104的冲击的响应，所述冲击和由可调能量吸收器200耗散的冲击相同。

HIC公式表示为：

其中t₂-t₁≤15毫秒（ms），并且a(t)是单位为g's（重力加速度）的在头部重心处的减速度，以及t是单位为毫秒的时间。本领域技术人员应当理解，由于两者相差了乘法因子-1，所以术语“减速度”和“合成加速度”可交换使用。换句话说，头部的减速度意味着加速度上的负号被忽视。

HIC得分包括在与车辆发动机盖组件102冲击期间物体205上的减速度的效应和减速度的持续时间。在一些HIC得分的模型或计算中，较高的得分起因于两者之一：在较大减速度下冲击持续时间短、或在较小的减速度下冲击持续时间较长。对于给定的凹部深度206，可调能量吸收器200经配置最小化或减小HIC得分。可替代地，如果需要满足指定的HIC得分，那么当最小化凹部深度206或207的时候可调能量吸收器200经配置如此操作。

从冲击中的减速度-时间波形计算的HIC值通常用以评估在与发动机盖碰撞期间的防护性能。具有低HIC得分的发动机盖结构是理想的。

在SAE技术论文系列2007-01-0759中，在2007年4月16日至19日第1至第12页刊登的“优化头部冲击波形从而最小化HIC（OptimizationofHeadImpactWaveformtoMinimizeHIC）”中，J.P.Wu和B.Beaudet提议减速度-时间曲线（这表示头部形状的减速度）作为用于行人头部冲击的指标以实现HIC得分≤1000，该文章据此以引用的方式并入本文。然而，该作者没有提供任何可产生这种性能的发动机盖设计。

当冲击物体205与设置在坚硬的物体104或105上面的发动机盖区域碰撞时，关于冲击物体205的减速度-时间曲线是这样的，即，在碰撞刚开始时，当冲击物体205与发动机盖板106的外部板109的外表面接触时生成曲线的第一部分。然后，当与冲击物体205接触的发动机盖部分在冲击期间向下移动并且接触诸如布置在发动机盖下面的坚硬的物体104、105的坚硬的内部部件时生成所述曲线的第二部分。

因此，期望提供在冲击物体205冲击车辆发动机盖组件102的时侯可以使冲击物体205在给定的有限距离（如凹部距离206或207所表示的距离）中安全减速的车辆发动机盖组件102。要做到这一点，车辆发动机盖组件102必须吸收相当大百分比的由冲击物体205转移的冲击能量。这是通过提供具有几乎完全吸收冲击物体205能量的能量吸收器200的车辆发动机盖组件102从而在物理上实现的。为在碰撞期间进行防护，能量吸收器200连接到车辆发动机盖组件102的各个位置处，例如，在发动机盖内侧板的内部板108的内表面上或者在发动机舱中物体104或105上面的外部板109的内表面上。

可调能量吸收器200可经配置具有各种截面轮廓，在与车辆发动机盖组件102的冲击期间该轮廓可经调节在车辆发动机盖下面的各种物体104或105的情况下减小HIC得分。因此，可调能量吸收器20的几何结构可针对车辆中的特定物体104、105调节从而在冲击期间随着吸收器接触物体104、105通过吸收器的塑性变形和断裂实现，例如，HIC得分≤1000。

在一些传统的能量吸收器中，设计者已经尝试基于能量吸收器的材料选择来实现HIC得分≤1000。在这些情况下，材料这样选择，即，使得能量吸收器将展示出可影响HIC得分的特定的变形、断裂和能量吸收特性。与此相反，本公开的能量吸收器200通过下列步骤实现HIC得分≤1000，即（a）配置成可适当地“被调节”以便实现一定的结构连通性的几何设计参数（即，截面）；以及（b）提供用于在与坚硬的物体104或105碰撞期间同步碎裂成核与生长的吸收器内的多路径，以便获得类似于上面引用的由Wu和Beaudet提议的减速度-时间曲线的曲线。借助此设计，可不依赖于材料选择而实现期望的HIC得分，这是因为截面可经设计引发断裂，例如，通过包括形成于能量吸收器内的刻槽。例如，由镁制成的能量吸收器可被这样设计，即，它不需要与由铝制成的能量吸收器一样多的刻槽，这是因为这两种不同材料的断裂趋向不同。

在图1到图3中，可调能量吸收器200包括内卷的多连通结构的示例性实施例，其具有有效地连接到发动机盖板106的内部板108的内表面的第一壁部分302和第二壁部分304。如图3所示，第二壁部分304可紧邻物体104、105。一对反向的弯曲的连接器部分306连接第一壁部分302和第二壁部分304。至少一个或多个连接器部分306经配置限定内卷的曲线312。本文所使用的术语“内卷的”指的是在吸收器的截面几何结构中向内弯曲的曲线。连接器部分306的内卷的曲线312提供了具有内卷的截面轮廓的能量吸收器200。在图1至图3的实例中，内卷的弯曲连接器部分306显示具有大体上相同的半径，但是，在不同的实施例中，内卷的弯曲连接器部分306可具有不同的构造。

如本文所使用的，术语“多连通结构”指的是如图3所示的结构或主体，其中沿主体的截面绘制的数学回路310不能简化为点，这是因为所述主体包括一个或多个孔以使得数学回路310遇到限定孔边界的吸收器的内部壁（或多个壁）。与此相反，“单连通结构”指的是其中任何在主体内绘制的数学回路都可简化为单一数学点的结构或主体。单连通结构对诸如发生于与车辆发动机盖组件之间的冲击中的那些冲击载荷的响应与多连通结构的响应不同。

通常，多连通结构具有孔308，然而单连通结构没有孔。多连通结构截面形状的说明性实例包括但不限制于椭圆形、方框形和数字八字形。多连通结构的拓扑结构使得在冲击期间它们的结构响应（即，它们吸收并且随后耗散能量的方式）与单连通主体的结构响应完全不同。

多连通结构整体地形成为整体式主体。可容易地制造出可调能量吸收器200，例如，通过挤压过程（图9）、3D打印、锻造、机械加工、铸造等。可调能量吸收器200可由诸如镁、铝、铁、其合金、其他金属材料、高温聚合物材料、或其他挤压的材料制成。一些适合的高温聚合物的示例性列表包括聚酰胺（例如尼龙Nylon^?）、聚苯硫醚（PPS）和聚醚砜（PES）。

挤压过程可用于制造具有固定截面轮廓的细长的、挤压的能量吸收器。材料被推动穿过模具成为如图9所描述的期望的截面构造。

挤压过程可连续制造无限长的材料或半连续制造许多块。在优选实施例中，挤压过程制造挤压的材料的长度较长，这产生细长的挤压的能量吸收器200，如图1至图3所示。在一些实施例中，能量吸收器可约为3英寸至5英寸。

根据本公开，能量吸收器基本上是具有可通过挤压过程被控制的复杂截面轮廓的管状结构，如图9所描述的，以便为实现期望的HIC得分而使得能量吸收器多连通并且与材料无关。例如，在一些实施例中，期望的HIC得分可约≤1000。在其他的实施例中，期望的HIC得分可≥1000。可调能量吸收器可被制造为具有不同的截面轮廓从而实现期望的HIC得分值。因此，可制造具有多种截面轮廓的极轻量化（例如铝或镁合金）、不可燃的、管形的吸收器，例如，通过挤压。

能量吸收器是可调的，这是因为可容易地制造出挤压模，该挤压模生成多种截面轮廓。通过控制挤压的吸收器的结构连通性和/或吸收器截面几何结构，它们的合成特性曲线可被调节至类似于上文引用的Wu和Beaudet提议的减速度-时间曲线的曲线。能量吸收器的截面轮廓可在挤压过程中被控制成为双重或三重（或更多重）连通的以便实现所提议的减速度-时间曲线的期望曲线。

可使用大体上为热的或温的材料来执行挤压过程。在使用镁的高温应用的一个实例中，通过诱发使得镁变成再结晶微观结构这样的高温转化可提炼镁，例如，再结晶微观结构基本上没有孪晶。使用镁和/或镁合金的一个好处是镁合金是密度最低的结构金属合金，相对于质量密度更大的铝和铁合金，该密度最低的结构金属合金将向车辆发动机盖组件增加最小的质量。镁的额外的优点是具有高的比强度、高的比刚度、良好的吸震能力和机械加工性能。

参考图1至图3，本文示出并描述在车辆发动机盖组件102上的能量吸收器200。然而，能量吸收器200也可用以降低对其他车辆100的外部板或部分的冲击效果。例如，但不限制于，能量吸收器200可设置于邻近：挡泥板、保险杆、后顶盖侧板（quarterpanels）或发动机盖组件发动机盖闩。还要注意置于能量吸收器200中的小孔不会破坏结构的多连通性质，诸如用于连接至外部板109或内部板108的第一壁部分320中的孔，这是因为对于冲击载荷的响应将几乎不受所述孔的影响。

在图1至图3所示的车辆发动机盖组件102中，可调能量吸收器200的第一壁部分302和第二壁部分304大体上与彼此以及内部板108和外部板109的内表面平行。如本文所使用的，大体上平行指的是在平行的正负十五度之内。然而，一些实施例可经配置第一壁部分302和第二壁部分304甚至接近平行，例如在平行的五度或更小度内。

在足够的冲击载荷204下，车辆发动机盖组件102发生变形，并且在图2和图3中固定到内部板108的能量吸收器200从图3所示的位置面向物体104、105移动。在第二壁部分304冲击坚硬的物体104或105后，能量吸收器200开始变形。因为当能量吸收器200被压碎的时候发生变形，所以能量吸收器200吸收来自冲击载荷204的能量并且使之减速。在没有吸收器200的情况下，由于冲击主体205在与坚硬的物体104和/或105接触的时候具有较高的速度，因此由其承受的最大的减速度和因此最大化的力大很多。

可调能量吸收器200的多连通结构具有与单连通结构不同的变形响应。当结构的应变和位移保持一致时发生不伴随断裂的变形。对于多连通结构和单连通结构，对于一致响应载荷的条件实质不同。这些结构维持用于非断裂变形的应变和位移的一致性的必要条件是多连通和单连通结构对载荷的响应如此不同的原因。

许多结构经配置以避免变形期间的断裂，但是能量吸收器200的多连通结构可经配置响应于超过临界载荷的冲击载荷204而断裂。断裂违背了可调能量吸收器200中的应变和位移的一致性。

使能量吸收器200断裂能够通过敞开在壁302、304中的一个或两者兼有的新表面和/或弯曲的连接器部分306的内卷的部分312使来自冲击载荷204的能量进行耗散。当能量吸收器200被压缩贴着坚硬的物体104、105时，在初始冲击之后最终发展出一个或多个裂缝，这导致裂缝或断裂延伸。断裂可沿着一个或两个弯曲的连接器部分306发生，这样使得通过一个或两个弯曲的连接器部分306的塑性变形和/或断裂出现大量被能量吸收器200耗散的能量，和/或断裂可沿一个或多个吸收器壁304或302发生。

在各种实施例中，由于通过挤压模的适当设计可制造几乎无限数量的截面形状，因此各种各样的多连通构造的可调能量吸收器可利用相同的挤压过程实现，然后用于满足特定的HIC得分。能量吸收器可采用任何具有多连通构造的期望的截面形状。参考图1至图6B，将提供具有内卷的形状的不同示例性吸收器的一般讨论。然后，将参考图7A至图8的示例性实施例描述具有非内卷的或外卷的或向外弯曲的形状。

能量吸收器可因此经设计对挤压过程的不同初始设计参数做出响应。例如，设计参数可包括关于冲击厚度；断裂半径厚度；基本厚度；断裂半径；冲角；侧壁、顶壁和底壁的轮廓；发动机盖连接表面、坚硬的物体、以及刻槽和/或凹口的轮廓的信息。这些示例性设计参数将参考图4在下文更详细地描述。因为HIC得分也可响应这些参数，因此可通过改变这些参数使得能量吸收器可调节，从而实现期望的HIC得分。通过改变一个或多个这些参数控制截面几何结构提供了可调能量吸收器。可通过挤压过程以单一步骤制造可调能量吸收器。通过在制造过程中改变一个或多个设计参数可容易地控制保持性，例如挤压过程，从而制造期望的多连通结构。

挤压过程的输入参数可根据预定标准选择。例如，可通过实验、CAE仿真、和/或专家意见选定挤压过程的输入参数。在某些实施例中，输入参数可基于如上文所示的HIC公式进行选择。

可选择期望的可调能量吸收器输入参数的值集以使得实现最优的HIC得分。

可调能量吸收器的塑性变形和断裂影响车辆发动机盖组件102的能量吸收性能和由冲击物体205承受的最大减速度。当施加足够的力使得可调能量吸收器发生塑性变形和断裂时，能量吸收器和车辆发动机盖组件102相配合吸收能量。能量吸收器的可调性由对上述示例性设计参数的不同大小进行调节产生的。可调能量吸收器的塑性变形和断裂使冲击物体205和车辆发动机盖组件102之间的收缩力得以下降，并且使由冲击物体205承受的减速度得以相应下降。可调能量吸收器的塑性变形和断裂从而引起期望的低HIC得分，这是因为相关的减速度对时间曲线大体上类似于由J.P.Wu和B.Beaudet指定的减速度对时间曲线。

现将参考图4描述能量吸收器，所述能量吸收器在制造过程中已被调节从而制造具有内卷的截面的挤压的结构。图4中的能量吸收器的示例性实施例示例了内卷的吸收器400，例如图1至图3所示的实例。内卷的吸收器400包括由一系列弧、圆锥曲线和直线构成的形状。内卷的吸收器设计的一个潜在原则是这样的事实，即，每个内卷的吸收器都维持全部的弧相切从而避免围绕所述形状的圆周的局部斜面的中断（即，无尖角）。内卷的吸收器的可调性由对一个或更多上述所列示例性设计参数进行调节产生，所述调节是为了制造各种尺寸的弧、圆锥曲线和直线以便使冲击物体205和车辆发动机盖组件102之间的收缩力得以下降，并且使在冲击物体205与物体104和/或物体105的接触期间由冲击物体205承受的减速度得以相应下降。

参考图4，内卷的能量吸收器400包括具有与彼此以定距离间隔的相对的第一壁部分402和第二壁部分404的挤压的结构。第一壁部分402或第二壁部分404都可固定或粘附至发动机盖组件102内的各个位置，这样使得所述能量吸收器通过粘结结合或图3中的焊接连接202或其他固定技术设置在坚硬的物体104、105上面。

一对反向的弯曲的连接器部分406a、406b连接第一壁部分402和第二壁部分404。在该实施例中，连接器部分406a、406b两者都经配置限定各自的内卷的曲线410a、410b。四个转角412a、412b、412c、412d分别在弯曲的连接器部分406a、406b与第一壁部分402和第二壁部分404相交处形成，从而形成连续的挤压的结构。连续挤压的结构限定了贯穿截面几何结构的孔或开放的腔408。

第一壁部分402和第二壁部分404可具有总宽度434。在该实施例中，第一壁部分402和第二壁部分404的总宽度大体上相同。然而，在各种实施例中，第一壁部分402和第二壁部分404可具有不同的构造。在该实例中，第一和第二壁部分的总宽度434约为50mm。在一些实施例中，总宽度434可从约25mm至约75mm变动。能量吸收器400的总高度432由发动机盖和坚硬的物体105之间的凹部距离206或207（图3）规定。

能量吸收器400具有冲击厚度438、440，该冲击厚度438、440是第一壁部分402和第二壁部分404各自扁平部分的厚度。冲击厚度438、440在1mm至3mm的范围中。在一些实施例中，第一壁部分402的冲击厚度438大体上与第二壁部分404的冲击厚度440相同。在其他实施例中，冲击厚度438可不同于冲击厚度440。

能量吸收器400可粘附或粘结至发动机盖，这样使得能量吸收器400设置在车辆中相对于坚硬的物体104、105的小距离内，类似于图3所示的能量吸收器200。当能量吸收器400固定于车辆内，在冲击期间，冲击物体205的冲击力传送至第一壁部分402，所述第一壁部分402随着车辆发动机盖组件102沿着如图4所示的Y方向442平移，直至能量吸收器的第二壁部分404接触物体105或物体105。

由于第一壁部分402的厚度438，当能量吸收器400接触坚硬的物体104和/或坚硬的物体105时，冲击力最初传送至两个转角412c和412d。四个转角412a、412b、412c、412d中的每一个都通过塑造吸收器的截面厚度被设计的比能量吸收器400中的其他区域更刚硬而被设计以形成刚性的转角，所述吸收器的截面厚度逐渐从延伸在各个转角412c和412d周围的第一壁部分402的扁平部分的厚度开始增大，然后厚度再次减小到其在半径分别为414a和414b的“内卷的”部分410a和410b处的最薄值，在转角412c和412d处，用于吸收器的厚度达到最大值。

在冲击期间，厚度438通过转角412c和412d变化的空间比由内壁半径416c和416d、外壁半径418c和418d、外弧420c和420d、以及内弧422c和422d控制。类似地，厚度440通过412a和412b变化的空间比由内壁半径416a和416b、外壁半径418a和418b、外弧420a和420b、以及内弧422a和422b控制。在示例性实施例中，图4描述了四个内半径416a、416b、416c、416d；四个外弧420a、420b、420c、420d；以及四个内弧422a、422b、422c、422d。然而，本领域技术人员应认识到，依照本教导的能量吸收器可包括各种各样的构造和形状，以便实现期望的HIC得分。

在冲击期间的载荷转移和由此产生的第二壁部分404与物体104和/或物体105的接触引起严重的弯曲力矩，随着吸收器被压碎，该弯曲力矩转移到最薄弱的“内卷的”部分410a和410b，如果需要的话在这些位置处（即沿着410a和410b弯曲的区域）开始断裂。断裂的严重程度通过“内卷的”部分410a和410b的断裂半径414a和414b被缓和。

在各种实施例中，例如如图4所示，可在可调能量吸收器400的一个或多个表面提供刻槽424a和424b以进一步促进断裂。例如，可在挤压过程中引入刻槽424a和424b（其面向吸收器的几乎开放的腔408）。刻槽深度可从5%到50%变化。在高度上的变化倾向于形成在能量吸收器的厚度内的凹谷。能量吸收器400可包括一个或多个凹谷，并且刻槽可大体上对应于凹谷。例如，刻槽可形成为形成于能量吸收器的内表面或外表面中的大致V形的沟槽。因此，挤压过程可用于在能量吸收器400内形成诸如刻槽、沟槽或其他凹口的各种构造。作为V形的替代，依照各种实施例的刻槽、沟槽或凹口可具有不同构造，例如，诸如半圆或半球形。

在各种实施例中，内半径416a、416b、416c和416d可相同或不同，外半径418a、4168、418c和418d可相同或不同，内弧422a、422b、422c、422d可相同或不同，以及外弧420a、420b、420c和420d可相同或不同。内半径416a、416b、416c和416d将通常在约0.5mm至约4mm的范围内。外半径418a、4168、418c和418d可落入约4mm至约8mm的范围内。弧和半径的尺寸受开放空间长度436的影响，该开放空间长度被设置作为内卷的部分410a和410b之间的水平距离。在一些实施例中，开放空间长度436可从约5mm至约30mm变化。在各种实施例中，可在开放的长度空间436内设置连接桥670（图6B）或材料的横跨。

现参考图5，并且继续参考图1至图4，图5示出了可调能量吸收器500的可选构造，所述可调能量吸收器500其也可连接到发动机盖组件102上、外部板108的表面上、或内部板109的表面上的各个位置。如图5所示，可调能量吸收器500包括具有第一壁部分502、第二壁部分504和一对具有内卷的部分510的弯曲的连接器部分506的多连通结构。在其他附图中所示的特征和部件可被并入并且与图5所示的特征和部件一起使用，并且部件可在任何所示的构造之间混合搭配。

可调能量吸收器500的多连通结构限定开放的腔508。与图1至图4所示的构造不同，图5所示的可调能量吸收器500包括设置在开放的腔508内的可压碎的核心构件512。可压碎的核心构件512可为，例如但不限制于，泡沫、蜂巢状物、或充满凝胶或可压碎的小球的封袋。可压碎的核心构件512可具有不同的截面形状，例如，但不限制于：矩形的、半圆形的（圆的一半）、椭圆形的、或多边形的截面。在可选实施例中，可压碎的核心构件512可几乎装满整个开放的腔508。此外，当可压碎的核心构件512在截面上小于开放的腔508时，可压碎的核心构件512可连接或连结到第一壁部分502、一个或多个弯曲的连接器部分506、第二壁部分504、或多个元件部分的任何内表面。可压碎的核心构件512可包括在任何本文所述的可调能量吸收器内。

可压碎的核心构件512进一步耗散从冲击载荷204到可调能量吸收器500的能量。因此，可压碎的核心构件512可进一步帮助处理冲击物体205、发动机盖板106与坚硬的物体104或105之间的冲击。可压碎的核心构件512、或类似的可压碎的核心结构可并入到任何本文所示和所述的其他可调能量吸收器。

注意，即使可压碎的核心构件512可设置在可调能量吸收器500内，可调能量吸收器500仍具有多连通结构。在图5所示的可调能量吸收器500中，多连通结构由诸如碳纤维或碳纤维织物、芳族聚酰胺纤维或芳族聚酰胺纤维织物、树脂基体的复合材料构成。复合材料的断裂联合可压碎核心构件512的内部变形、断裂、或两者兼有耗散冲击能量，并且相对于没有可调能量吸收器500的实施例可减小HIC得分。可压碎核心构件512也可与由金属铝和上述的各种示例性金属构成的可调能量吸收器500一起使用。

此外，复合材料可允许可调能量吸收器500，而且尤其是弯曲的连接器部分506，几乎直接在弹性变形和断裂变形之间发展，这与铝（具有大量的中间塑性变形）或镁（具有较少的中间塑性变形，但是仍有一些）相反。可压碎核心构件512提供依赖于时间的粘弹性或粘塑性变形，这使得可压碎核心构件512充当可调能量吸收器500的阻尼实体。

现参考图6A和图6B，并且继续参考图1至图5，图6A和图6B示出了可选可调能量吸收器的两个截面视图。每个所示的可调能量吸收器都可与相似于图1至图3所示的发动机盖板一起使用。在其他附图中所示的特征和部件可被并入并且与图6A至图6B所示的特征和部件一起使用，并且部件可在任何所示的构造之间混合搭配。

图6A示出了由多连通结构构成的可调能量吸收器630的示意性、截面视图。可调能量吸收器630是多连通结构，并且包括有效地连接至发动机盖板（未示出）的第一壁部分632和远离第一壁部分632的第二壁部分634。

在该示例性实施例中，第一壁部分632由凸面638构成。同时，第二壁部分634由与第一壁部分632凸面638半径的曲率相同的凸面640构成。然而，在各种实施例中，第一壁部分642和第二壁部分634的曲率半径可在两者之间变化。在一些实施例中，第一壁部分632或第二壁部分634都可由一个或多个凹入部分、一个或多个凸出部分、或其组合构成。

一对弯曲的连接器部分636连接第一壁部分632和第二壁部分634。每个弯曲的连接器部分636通常都被弄弯以形成具有宽度644和深度646的内卷的部分642，如图6A的放大的截面视图所示。图6A中示例了每个弯曲的连接器部分636具有一个内卷的部分642；然而，每个弯曲的连接器部分636都可具有多个内卷的部分642。此外，每个图6A所示的内卷的部分都具有相同的宽度644和深度646。然而，宽度6464和/或深度646可在每个内卷的部分642中间变化。因此，内卷的部分642的尺寸和形状可根据可调能量吸收器630的具体应用而改变。

第一壁部分632和第二壁部分634的全部表面通常不与发动机盖板平行。第一壁部分632和第二壁部分的一部分表面与发动机盖板相连接。

图6B示出了由多连通结构的可调能量吸收器660的示意性、截面视图。与其他所示的能量吸收器不同，可调能量吸收器660具有限定了两个开放的腔672a、672b的连接桥670或材料的悬跨。

可调能量吸收器660包括有效地连接至发动机盖板（未示出）的第一壁部分662和远离第一壁部分662的第二壁部分664。一对弯曲的连接器部分666连接第一壁部分662和第二壁部分664。

如图6B所示，每个弯曲的连接器部分666通常都被弄弯以形成具有宽度674和深度676的内卷的部分668，如图6B的放大的截面视图所示。在各种实施例中，宽度674和深度676可相同或具有不同的构造。每个弯曲的连接器部分666都可包括一个或多个内卷的部分668。

在图6A和6B的不同的实施例中，可调能量吸收器630、660可通过挤压突起过程形成，这样使得可调能量吸收器具有各种性能。例如，可调能量吸收器630、660的一个或多个表面可被制成具有一个或多个如上所述的刻槽，但是未在图6A和图6B中示出。例如，刻槽可在内表面、外表面、内卷的部分、和/或连接桥部分中形成。

作为替代或除了将至少一个刻槽引入可调能量吸收器630、660之外，另一实例为，一个壁部分的厚度与另一壁部分的厚度可实质不同或者可不实质不同。一般当具体提及厚度时，术语“实质不同”指的是超出正常制造可变性的尺寸的在尺寸上的不同。例如，由于成形过程的可变性，被挤压成期望形状的能量吸收器在厚度上可在1.0毫米至1.1毫米之间变化。这种可变性不能相当于经配置具有实质不同的第二厚度。然而，如果期望形状的壁具有为1.0mm的第一厚度然而另一部分具有为3.0mm的第二厚度，那么第二厚度将与第一厚度实质不同。

将实质不同的厚度引入可调能量吸收器630、660中可允许在冲击载荷下（未示出）调节可调能量吸收器630、660的响应特性，具体地，调节可调能量吸收器630、660的应变能的积累。例如，第一壁部分632、662各自可在一些载荷下弹性地变形以至于使一个或多个弯曲的连接器部分636、666各自发生塑性变形，或反之亦然。

作为包括至少一个刻槽或改变可调能量吸收器630、660厚度的替代，或除改变厚度之外，可调能量吸收器630、660可包括其他沿其长度变化的性能。例如。第一壁部分632、662各自可经配置在冲击载荷下具有第一硬度。一个或多个弯曲的连接器部分636、666可经配置在冲击载荷下具有第二硬度，并且第二硬度可实质不同于第一硬度。

可通过对形成可调能量吸收器630、660的金属的进行局部变化的热处理实现不同的可调能量吸收器630、660的贯穿截面或在不同的纵长区域的硬度水平。例如，弯曲的连接器部分可经退火降低关于第一壁部分和第二壁部分的硬度。此外，性能可沿着能量吸收器的长度变化，如此致使，例如，中间部分比边缘部分更软。

不同的硬度也可通过改变形成能量吸收器630、660的复合材料的结构来实现。例如，能量吸收器630、660的边缘可具有单向的玻璃增构件，该单向的玻璃增构件加到组合结构从而增加边缘的刚度和硬度。

现参考示例了具有非内卷的或外卷的或向外弯曲的形状的能量吸收器700、720、740、760的示例性实施例的图7A、图7B、图7C和图8。在图7A至图7C中示出了具有相对简单构造和形成为多连通结构的可调能量吸收器700、720、740。在图8中示出了具有简单构造并形成为多连通结构的另一可调能量吸收器760的示意、等轴视图。可调能量吸收器700、720、740、760可连接在发动机盖板（未示出）和坚硬的物体（未示出）之间从而耗散在冲击物体（未示出）和坚硬的物体之间转移的能量。在其他附图中所示的特征和部件可被并入并且与图7A至图7C和图8所示的特征和部件一起使用，并且部件可在任何所示的构造之间混合搭配。

可调能量吸收器不限制于任何特定形状或构造。在示例的实施例中，例如，在图7A、图7B和图8中所示的，可调能量吸收器700、720、760具有简单的椭圆形形状。在图7C中，可调能量吸收器740具有简单的矩形形状。本领域的技术人员应很容易理解，然而，其他几何结构也可是适合的，包括了例如类似卵形的、椭圆的、梯形的、类似圆形的、三角形的、方形的、菱形的或其各种组合。包括高度714、宽度716和厚度712的可调能量吸收器的几何结构可影响可调能量吸收器700、720的HIC得分。

此外，可在可调能量吸收器700、720、740、760的一个或多个表面形成一个或多个刻槽710从而进一步促进断裂。例如，可在内表面、外表面或其组合内形成一个或多个刻槽710。在可调能量吸收器700、720、740、760的示例性构造中，刻槽710大致上为V形。刻槽710削弱可调能量吸收器的侧壁，这是由于刻槽710代表了应力集中。因为刻槽710局部地削弱壁，所以断裂更可能发生在刻槽处并且沿着刻槽710发展。

如在图9的示例性实施例中所示，在挤压过程期间可制造刻槽910。在图9中的示例性实施例中，挤压过程可用于制造具有固定截面轮廓的细长的、挤压的能量吸收器。材料被推动穿过模具902成为如图9所描述的期望的截面构造。刻槽910可被形成为这样，即，使得刻槽沿着可调能量吸收器900的一个或多个表面的整个长度延伸。例如，在具有内卷的形状的能量吸收器中，刻槽可被形成在包括了在内卷部分的一处或多处的任何内和/或外表面。在另一具有非内卷的或外卷的或向外弯曲的形状的能量吸收器的示例性实施例中，一个或多个刻槽910可在任何内表面、外表面或其组合上形成。虽然挤压是参考图9描述的并在图9中示例的制造方法，但是其他诸如机械加工、锻造、铸造和3D打印的方法也可用于制造根据本发明教导的各种可调能量吸收器。

图10A至图10C展示了在冲击物体1012和车辆发动机盖发生冲击期间能量吸收器1000的变形和断裂过程，所述冲击迫使能量吸收器1000冲击在发动机盖下面的坚硬的物体1020。在图10A中，为清楚起未示出见发动机盖组件。在图10A中，能量吸收器1000嵌入车辆1010的发动机盖部分内，该能量吸收器1000具有内卷的形状和至少一个形成于吸收器至少一个表面的刻槽。应理解的是，在各种实施例中，具有内卷的形状或外卷的或向外弯曲的形状的一个或多个能量吸收器可嵌入在发动机盖部分中的不同位置处，这样使得该能量吸收器经受如在所描述的关于图10A至图10C的类似的变形和/或断裂过程。在一些实施例中，能量吸收器可具有包括了无刻槽或至少一个刻槽的内卷的形状。在其他实施例中，能量吸收器可具有包括了一个或多个刻槽的外卷的或向外的形状。

图10B描述了由于存在刻槽1016a因此能量吸收器1000a沿着扁平部分1014的断裂1020。在图10B中，可调能量吸收器1000b的一些断裂沿着一个内卷的区域1018a发生。图10C描述了主要沿着内卷的区域1018b的断裂。

当来自冲击1012的力转移到具有有着刻槽1016的内卷的部分1018的能量吸收器1000时，如图10A所示，所述力引起使得刻槽展开的弯曲力矩。借助于能量吸收器1000的挤压的结构的侧壁厚度在刻槽1016处被减小的事实，裂缝出现开口以至于穿过壁厚度并且沿着壁厚度生长。额外的断裂过程耗散能量，从而不仅改变峰值减速度点的时间位置，而且改变大体上根据减速度-时间曲线跟随着峰值减速度点的曲线的非线性部分，这样改变使得HIC得分被降低低于在吸收器中没有刻槽时应为的HIC得分，所述减速度-时间曲线是在上文引用的由Wu和Beaudet提议的减速度-时间曲线。

布置以特定间距隔开的许多刻槽可提高这种效果，尤其是对于不和镁一样有断裂倾向的材料（对于铝通常就是这样）。因此，包括刻槽使“非线性能量耗散”区域能够“调节”由Wu和Beaudet提议的减速度-时间曲线，以便实现期望的低HIC得分。所述调节通过借助于更多断裂表面的产生使能够有必要量的应变能耗散而发生。因此，通过加入一个或多个刻痕进行的调节可引起减速度对时间曲线的衰退变得比不然应在这种“非线性能量耗散”区域中发生的衰退更快。

图11是说明了关于在具有内卷的可调能量吸收器的发动机盖上和在没有能量吸收器的相同发动机盖上的基线情况的模拟冲击的减速度时间关系曲线之间的对比的图。图1100包括表示以万有引力（G's）为单位的减速度的y轴。x轴1108表示以毫秒（ms）为单位的时间推移。

来自一些所指导的这些试验的HIC得分被计算出并包括在本文中。然而，应注意，HIC得分仅仅是说明性的，并且除了说明绘制为具有内卷的形状的可调能量吸收器的曲线1102和不具有能量吸收器的基线发动机盖的曲线1104的试验样本之间的相对差别之外没有旨在用作任何其他目的。在曲线1102上，具有内卷的形状的可调能量吸收器实现HIC得分为约950。在曲线1104上，基线发动机盖实现HIC得分为约2680。

曲线1102的可调能量吸收器形成为具有截面轮廓的挤压的结构。在挤压的结构内形成至少一个中空轮廓。挤压的结构的截面轮廓是基于作为时间的函数的物体冲击的减速度曲线设置的。减速度曲线包括第一时期1110和第二时期1112。第一时期1110以减速度的数值相对急剧且线性地增大直到达到最大值1114为特征，例如，这通常小于180g，同时第二时期1112以减速度的数值迅速衰减为特征。

结论。

本文公开了本公开的各种实施例。所述公开的实施例仅仅是可实现为各种形式和替代形式及其组合的实例。

上述实施例只是为了清楚地理解本公开内容的原理而陈述的实施方式的示例性说明。在不违背本权利要求范围的情况下可对上述实施例进行变化、修改和组合。所有的这些变化、修改和组合都通过本公开内容和随附权利要求的范围包括在本文中。

Claims

1.一种车辆板，其包括：

具有预定截面轮廓的结构；以及

形成于所述结构内的中空轮廓；

2.如权利要求1所述的车辆板，其中，所述能量吸收器经配置在所述冲击期间获得小于或等于1000的头部损伤标准（HIC）值。

3.如权利要求1所述的车辆板，其中，所述结构的所述预定截面轮廓包括大体上内卷的截面轮廓。

4.如权利要求3所述的车辆板，其中，所述大体上内卷的截面轮廓包括至少一个内卷的表面，所述内卷的表面经配置在所述冲击期间通过塑性变形和断裂中的一个或两者兼有以释放累积的弹性应变能。

5.如权利要求4所述的车辆板，其进一步包括至少一个形成于所述至少一个内卷的表面内的凹口，从而在所述冲击期间促进断裂。

6.如权利要求4所述的车辆板，其进一步包括至少一个形成于所述结构的内表面和外表面中的至少一个内的凹口。

7.如权利要求3所述的车辆板，其中，所述中空轮廓限定开放的腔并且进一步包括至少一个设置在所述开放的腔内的可压碎核心构件。

8.一种车辆发动机盖，包括：

能量吸收器，其包括：

具有预定截面轮廓的结构；

形成于所述结构内的中空轮廓；以及

9.一种能量吸收器，包括：

具有预定截面轮廓的结构；以及

形成于所述结构内的中空轮廓；

10.一种制造能量吸收器的方法，包括：

形成结构，所述结构具有预定截面轮廓；以及

当形成所述结构时在所述结构内形成中空轮廓；