CN106985776B - 一种抗撞结构的导向刚度补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种安装在抗撞结构的导向刚度补偿装置,拥有该装置的抗撞结构能够在正面碰撞、追尾碰撞、偏置碰撞及小偏置碰撞中有效地保证乘员的安全性。所述正面兼顾偏置碰撞的抗撞结构导向刚度补偿装置包括:导向杆件和抗撞基础导孔。导向杆件具有极高的刚度,与抗撞基础导孔组成移动副。安装了本发明装置的抗撞结构,在偏置碰撞过程中,极高刚度导向杆件能够使车辆导向,确保汽车碰撞安全。此外,在正面碰撞过程中,极高刚度导向杆件从移动副中滑出,极高刚度导向杆件也不会阻碍抗撞结构碰撞吸能,能够使车辆满足碰撞安全。因此,拥有本发明装置的抗撞结构能够兼顾吸能与导向,大大增加了车辆碰撞的安全性。

Description

一种抗撞结构的导向刚度补偿装置
技术领域
本发明涉及一种抗撞结构的导向刚度补偿装置。在偏置碰撞中,抗撞结构的导向刚度补偿装置侧向受到碰撞载荷时,能够使车辆导向,减少车辆碰撞造成的伤害。在正面碰撞中,抗撞结构吸收碰撞能,当导向刚度补偿装置受力后,不会阻碍碰撞吸能,保证乘员安全。拥有该装置的抗撞结构能兼顾吸能导向性能,能够有效提高交通事故的碰撞安全性。
背景技术
以往的抗撞结构设计只需满足安全性指标,虽然它既要求碰撞最大加速度小又要结构最大变形量小,但可行域有交集。随着安全法规的完善,新增了导向性指标,但导向性要求抗撞结构有极高刚度,使同时满足碰撞加速度与导向性要求的可行域为空集。抗撞结构设计中,从常规思想考虑刚度的高低,同时兼顾吸能和导向性能刚度的需求是难以实现的。
因此,如何使抗撞结构同时兼顾吸能导向性能,成为本领域技术人员亟待解决的问题。
在技术背景部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种安装在抗撞结构的导向刚度补偿装置,其具有以下优点,即拥有导向刚度补偿装置的抗撞结构,在偏置碰撞中,能够抵抗弹性形变,并且使车辆产生回正力矩,让车辆导向,减少车辆碰撞造成的伤害。在正面碰撞中,抗撞结构吸收碰撞能,当导向刚度补偿装置受力后,不会阻碍碰撞吸能,保证乘员安全。抗撞结构能够同时兼顾吸能导向性能。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种抗撞结构的导向刚度补偿装置。
所述导向刚度补偿装置包括:
一根导向杆件,抗撞基础导孔,其中,导向杆件具有极高的刚度。
导向杆件一端与抗撞结构前端用转动副连接。
导向杆件的另一端与抗撞基础导孔组成移动副。
导向杆件另一端相对于抗撞基础结构受力后,能够相对移动,以转动副示意。
本发明的技术效果在于:
通过拥有本发明机构的抗撞结构兼顾吸能导向性能,能够有效提高交通事故的碰撞安全性。抗撞结构的导向刚度补偿装置在侧向受到碰撞载荷时,能够抵抗弹性形变,并且使车辆产生回正力矩,对车辆起到导向作用,减少车辆碰撞造成的伤害。
此外,在正面碰撞中,抗撞结构变形吸收碰撞能;由于极高刚度导向杆的一端与抗撞基础结构以移动副连接,当导向杆受到正向碰撞载荷后,极高刚度导向杆会从移动副滑出,不会阻碍碰撞吸能,保证了乘员安全。
因此,拥有该装置的抗撞结构能兼顾吸能导向性能,能够有效提高交通事故的碰撞安全性。
附图说明
图1是本发明的带导向刚度补偿装置的抗撞结构示意图;
图2是本发明的带导向刚度补偿装置的乘用车车头I斜二视图;
图3是本发明的带导向刚度补偿装置的乘用车车头Ⅱ斜二视图;
图4是本发明的带导向刚度补偿装置的货车、半挂车车尾I斜二视图;
图5是本发明的带导向刚度补偿装置的货车、半挂车车尾Ⅱ斜二视图;
图中标记为:
1、导向杆件,2、抗撞基础导孔,3、副梁,4、纵梁,5、吸能斜梁,6、上端横梁,7、下端横梁,8、中间支撑梁,9、附加支撑梁,10、斜向支架,11、附加支撑桁架;
下面结合附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
解释说明
将一般的吸能抗撞结构等效成弹簧k—质量m—阻尼c系统,导向杆件1具有极高的刚度。导向杆件1一端与抗撞结构前端用转动副A连接,导向杆件1另一端与抗撞基础导孔2组成移动副,导向杆件1另一端相对于抗撞基础结构受力后,能够相对移动,以转动副B示意。
实施效果
具有极高刚度的导向杆件1在偏置碰撞中,能够抵抗弹性形变,使车辆产生回正力矩并导向,确保汽车碰撞安全。此外,在正面碰撞过程中,高刚度导向杆件1从移动副中滑出,该导向装置也不会阻碍抗撞结构碰撞吸能,能够使车辆满足碰撞安全。
具体实施方式
该导向刚度补偿装置可以灵活运用,具体可有效安装在乘用车车头、货车及半挂车车尾等抗撞结构。
车头抗撞结构的导向刚度补偿装置实施说明:
如图2所示的本发明的具体实施方式中,本发明提供了一种导向刚度补偿装置。可安装在车头抗撞结构,主要包括:
导向杆件1,副梁3,纵梁4,吸能斜梁5。
导向杆件1具有极高刚度,将导向杆1立体斜置,其前端焊接在纵梁4端头。
导向杆件1后端与支撑副梁3导孔组成移动副。
导向杆件1可内套在吸能斜梁5。
为了更好地进行阐述说明,图2示意的只是一侧导向刚度补偿,另一侧也采取同样布置方案。
应用本发明揭示的采用导向刚度补偿装置的汽车车头抗撞结构,能有效地改善现有汽车小偏置碰撞安全性能。小偏置碰撞时,极高刚度导向杆件1侧向接触碰撞力,能够抵抗弹性形变并使车辆产生回正力矩,车身导向壁障。当抗撞结构正面碰撞时,吸能纵梁4正向接触碰撞载荷,逐级压溃变形吸能,吸能斜梁5辅助吸能;与此同时,变形后的吸能部件与侧向刚度补偿部件导向杆件1的连接处产生相对位移,可以简化看成转动铰链连接,随着吸能部件纵梁4前端压溃变形,极高刚度导向杆件1受力后,随着转动铰链张开,产生相对运动,在力的作用下,导向杆件1顺着移动副往后滑动,从副梁3导孔滑出,故极高刚度的导向杆件1不会阻碍吸能部件正常吸能。
如图3所示的本发明的具体实施方式中,本发明提供了一种导向刚度补偿装置。可安装在车头抗撞结构,主要包括:
导向杆件1,副梁3,上端横梁6。
导向杆件1具有极高刚度,将导向杆1水平斜置,其前端焊接在上端横梁6。
导向杆件1后端与支撑副梁3导孔组成移动副。
为了更好地进行阐述说明,图3示意的只是一侧导向刚度补偿,另一侧也采取同样布置方案。
应用本发明揭示的采用导向刚度补偿装置的汽车车头抗撞结构,能有效地改善现有汽车小偏置碰撞安全性能。小偏置碰撞时,极高刚度导向杆件1侧向接触碰撞力,能够抵抗弹性形变并使车辆产生回正力矩,车身导向壁障。当抗撞结构正面碰撞时,吸能纵梁正向接触碰撞载荷,逐级压溃变形吸能,上端边梁辅助吸能;与此同时,变形后的吸能部件与侧向刚度补偿部件导向杆件1的连接处产生相对位移,可以简化看成转动铰链连接,随着吸能部件纵梁前端压溃变形,极高刚度导向杆件1受力后,随着转动铰链张开,产生相对运动,在力的作用下,导向杆件1顺着移动副往后滑动,从副梁3导孔滑出,故极高刚度的导向杆件1不会阻碍吸能部件正常吸能。
车尾抗撞结构的导向刚度补偿装置实施说明:
如图4所示的本发明的具体实施方式中,本发明提供了一种导向刚度补偿装置。可安装在车尾抗撞结构,主要包括:
下端横梁7,中间支撑梁8,导向杆件1,附加支撑梁9。
一般大货车、半挂车车尾抗撞结构主要包括下端横梁7、中间支撑梁8。
为了方便导向刚度补偿装置的实施,加入高刚度附加支撑梁9,焊接在车架纵梁上。
导向杆件1一端焊接在下端横梁7与中间支撑梁8夹角处。
导向杆件1另一端斜置与附加支撑梁9组成移动副。
为了更好地进行阐述说明,图4示意的只是一侧导向刚度补偿,另一侧也采取同样布置方案。
应用本发明揭示的采用导向刚度补偿装置的车尾抗撞结构,能有效地保证小轿车追尾碰撞的安全。当小轿车发生小重叠率的追尾碰撞时,极高刚度导向杆件1能够抵抗碰撞力不变形,高刚度附加支撑梁9抵住导向杆件1,使得追尾车辆碰撞接触点受到反作用力,形成的回正力矩让车辆导向,降低碰撞损伤,保证乘员生命安全。当小轿车正面追尾碰撞时,大货车、半挂车车尾抗撞结构下端横梁7能够吸收部分能量,此外中间支撑梁8受力变形吸能,与之连接的极高刚度导向杆件1会产生相对位移,通过碰撞力的作用下,从附加支撑梁9的孔中滑出,不会阻碍碰撞吸能。
如图5所示的本发明的具体实施方式中,本发明提供了一种导向刚度补偿装置。可安装在车尾抗撞结构,主要包括:
下端横梁7,斜向支架10,导向杆件1,附加支撑桁架11。
大货车、半挂车车尾抗撞结构另一种布置形式,为斜向支架——防撞横梁结构,可以在后纵梁底部安装备胎。主要包括下端横梁7、斜向支架10。
考虑备胎所需的安放空间,导向杆件的支撑结构安装形式也有所不同。
为了方便安装,加入高刚度附加支撑桁架11,其焊接在一边纵梁侧端端上。
导向杆件1一端焊接在下端横梁7与斜向支架10夹角处。
导向杆件1另一端斜置与附加支撑桁架11组成移动副。
为了更好地进行阐述说明,图5示意的只是一侧导向刚度补偿,另一侧也采取同样布置方案。
应用本发明揭示的采用导向刚度补偿装置的车尾抗撞结构,能有效地保证小轿车追尾碰撞的安全。当小轿车发生小重叠率的追尾碰撞时,极高刚度导向杆件1能够抵抗碰撞力不变形,高刚度附加支撑桁架11抵住导向杆件1,使得追尾车辆碰撞接触点受到反作用力,形成的回正力矩让车辆导向,降低碰撞损伤,保证乘员生命安全。当小轿车正面追尾碰撞时,大货车、半挂车车尾抗撞结构下端横梁7能够吸收部分能量,此外斜向支架10受力变形吸能,与之连接的极高刚度导向杆1会产生相对位移,通过碰撞力的作用下,从附加支撑桁架11的孔中滑出,不会阻碍碰撞吸能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种抗撞结构的导向刚度补偿装置,所述抗撞结构的导向刚度补偿装置包括:导向杆件(1)和抗撞基础导孔(2);导向杆件(1)一端与抗撞结构前端用转动副(A)连接,导向杆件(1)另一端与抗撞基础导孔(2)组成移动副;正向碰撞中,导向杆件(1)受力后,其另一端会从抗撞基础导孔(2)中滑出;从机械振动的角度出发,将抗撞结构正向冲击区用等效弹簧刚度k与等效粘性阻尼系数c来代替,设抗撞结构的质量为m,则将一般的吸能抗撞结构正向碰撞过程等效成弹簧(k)—质量(m)—阻尼(c)系统的瞬态振动过程;
导向杆件(1)具有极高的刚度结构,在受到碰撞载荷后,变形很少或不变形;导向杆件(1)一端与抗撞结构前端用转动副(A)连接;导向杆件(1)另一端相对于抗撞基础结构受力后,导向杆件(1)不变形,而力作用在抗撞基础结构上会产生变形,故抗撞基础导孔(2),产生相对位移。
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