CN107097742B - 汽车防撞吸能结构及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车防撞吸能结构，汽车防撞吸能结构包括防撞部及分别设于防撞部两端的吸能部；防撞部包括防撞夹芯及铺设于防撞夹芯表面的多层防撞加强层，吸能部包括吸能夹芯及铺设于吸能夹芯表面的多层吸能加强层，防撞加强层与两吸能加强层连接成一体结构。本发明还提供了一种汽车防撞吸能结构的制作工艺，包括以下步骤：S1：用泡沫分别加工出防撞夹芯及两吸能夹芯；S3：将防撞夹芯及吸能夹芯合成一体并在表面铺设多层纤维材料制成的表面加强层；S4：对表面加强层进行环氧注胶成型处理。本发明提供的汽车防撞吸能结构，其不仅重量轻，且防撞吸能效果好。

Description

汽车防撞吸能结构及其制作工艺
技术领域
本发明属于汽车零部件结构技术领域，更具体地说，是涉及一种汽车防撞吸能结构及其制作工艺。
背景技术
随着汽车保有量的增长，安全化出行受到人们广泛关注。为了提高汽车碰撞安全性能，一般会在汽车前部的前纵梁上安装防撞梁及吸能盒，这样，在汽车碰撞过程中，防撞梁及吸能盒能够提高汽车的吸能效应，从而减缓撞击。目前，市场上的防撞梁和吸能盒一般通过螺栓连接，且防撞梁整体采用钢、铁等金属材料制成，如此，不仅使得防撞梁的结构笨重，而且也使得防撞梁及吸能盒的吸能效果不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车防撞吸能结构及其制作工艺，以解决现有技术中存在的防撞梁与吸能盒通过螺栓连接且防撞梁采用金属材料制成，导致防撞梁结构笨重及防撞梁与吸能盒的吸能效果不好的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种汽车防撞吸能结构，安装于汽车的前纵梁上，所述汽车防撞吸能结构包括用于承受撞击的防撞部，及分别设于所述防撞部两端并用于对撞击力进行缓冲的吸能部；所述防撞部包括防撞夹芯及铺设于所述防撞夹芯表面的多层防撞加强层，所述吸能部包括吸能夹芯及铺设于所述吸能夹芯表面的多层吸能加强层，所述防撞加强层与两所述吸能加强层连接成一体结构。
进一步地，所述吸能夹芯的内部嵌设有至少一第一加强隔层；所述防撞夹芯的内部嵌设有至少一第二加强隔层。
优选地，所述吸能夹芯的内部嵌设有两所述第一加强隔层，且两所述第一加强隔层相互交叉垂直设置；所述防撞夹芯的内部嵌设有两所述第二加强隔层，且两所述第二加强隔层相互交叉垂直设置。
进一步地，两所述吸能夹芯分别设于所述防撞夹芯的两端，所述吸能夹芯与所述防撞夹芯的接合处嵌设有连接加强层。
进一步地，所述吸能部由中间分别向两端逐渐变细。
优选地，所述吸能夹芯及所述防撞夹芯均采用泡沫材料制成。
优选地，所述第一加强隔层、所述第二加强隔层及所述连接加强层均采用纤维材料制成，所述防撞加强层与所述吸能加强层均采用纤维增强树脂基复合材料制成。
本发明还提出一种汽车防撞吸能结构的制作工艺，包括以下步骤：
S1：用泡沫分别加工出防撞夹芯及两吸能夹芯；
S2：在所述防撞夹芯及所述吸能夹芯的内部分别嵌入纤维材料制成的第一加强隔层及第二加强隔层，且在所述防撞夹芯及所述吸能夹芯的接合处嵌入纤维材料制成的连接加强层；
S3：将所述防撞夹芯及所述吸能夹芯合成一体并在表面铺设多层纤维材料制成表面加强层；
S4：对所述表面加强层进行环氧注胶成型处理，待固化后进行脱模及后处理，由此，制成汽车防撞吸能结构。
优选地，在步骤S2中，首先需要将所述防撞夹芯及所述吸能夹芯分别进行切割，且切割线相互交叉垂直，然后在切割处嵌入所述第一加强隔层及所述第二加强隔层。
优选地，在步骤S3中，所述防撞夹芯及所述吸能夹芯合成一体的表面铺设有12层纤维材料制成的表面加强层，其中，在第一纤维方向铺放4层，在与所述第一纤维方向垂直的第二纤维方向铺放4层，在与所述第一纤维方向呈+45°的第三纤维方向铺放2层，在与所述第一纤维方向呈-45°的第四纤维方向铺放2层。
本发明提供的汽车防撞吸能结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的汽车防撞吸能结构通过将防撞部由防撞夹芯及铺设于防撞夹芯表面的多层防撞加强层，将吸能部由吸能夹芯及铺设于吸能夹芯表面的多层吸能加强层组成，且防撞加强层与吸能加强层连接成一体结构的设计，这样，不仅使得防撞部及吸能部的表面强度更强，而且也使得防撞部与吸能部的表面强度能够更好相互传递，撞击力得到更好的分散效果，从而使得该汽车防撞吸能结构的防撞吸能能力更强。此外，本发明的汽车防撞吸能结构工艺通过在泡沫制作的防撞夹芯及吸能夹芯的内部嵌入纤维材料制成的第一加强隔层及第二加强隔层，在防撞夹芯及吸能夹芯的连接处嵌入纤维材料制成的连接加强层，同时在表面制作纤维增强树脂基复合层，从而使得通过该汽车防撞吸能结构的制作工艺制作出的汽车防撞吸能结构的防撞吸能效果更好，适应性更佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的防撞吸能结构的立体示意图
图2为本发明实施例提供的防撞吸能结构的剖视示意图；
图3为本发明实施例提供的吸能部的纵向剖视示意图。
其中，图中各附图标记：
1-防撞部；11-防撞夹芯；12-防撞加强层；13-第二加强隔层；2-吸能部；21-吸能夹芯；22-吸能加强层；23-第一加强隔层；24-安装板；3-连接加强层。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的汽车防撞吸能结构进行说明。该汽车防撞吸能结构安装于汽车的防撞梁上用于汽车防撞，其包括防撞部1及两吸能部2，防撞部1设于汽车的前部，防撞部1用于承受汽车撞击时的撞击力并将撞击力分散至汽车的全身，两吸能部2分别设于防撞部1两端并用于对撞击力进行缓冲，同时，吸能部2用于与汽车的前纵梁进行连接；防撞部1包括防撞夹芯11及铺设于防撞夹芯11表面的多层防撞加强层12，吸能部2包括吸能夹芯21及铺设于吸能夹芯21表面的多层吸能加强层22，防撞加强层12与两吸能加强层22连接成一体结构。
本发明提供的汽车防撞吸能结构，与现有技术相比，本发明的汽车防撞吸能结构通过将防撞部1由防撞夹芯11及铺设于防撞夹芯11表面的多层防撞加强层12，将吸能部2由吸能夹芯21及铺设于吸能夹芯21表面的多层吸能加强层22组成，且防撞加强层12与两吸能加强层22连接成一体结构的设计，这样，不仅使得防撞部1及吸能部2的表面强度更强，而且也使得防撞部1与吸能部2的表面强度能够更好相互传递，撞击力得到更好的分散效果，从而使得该汽车防撞吸能结构的防撞吸能能力更强。
优选地，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能夹芯21及防撞夹芯11均优选采用泡沫材料制成，其中，泡沫可以采用PS泡沫、PU泡沫、酚醛泡沫、PET泡沫或者PVC泡沫等，泡沫具有质轻、吸音、防震、绝热及耐腐蚀等优点，通过采用泡沫材料制成吸能夹芯21及防撞夹芯11可以使得整个汽车防撞吸能结构的重量轻，且缓冲吸能效果好。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际情况及具体要求，上述吸能夹芯21及防撞夹芯11也可以采用其他材料制成，此处不做唯一限定。
优选地，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述防撞加强层12与吸能加强层22均优选采用纤维增强树脂基复合材料制成，其中，纤维可以优选为玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等，树脂可以优选为环氧树脂、不饱和树脂、乙烯树脂及酚醛树脂等，纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强、抗拉性强、耐高温、耐腐蚀及热力学性能优良等优点，从而使得该汽车防撞吸能结构不仅重量轻，而且强度高及抗拉性强，从而缓冲吸能的能力强，同时耐高温使得汽车防撞吸能结构在高速撞击下其结构不会损坏。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际情况及具体要求，上述吸能加强层22及防撞加强层12也可以采用其他材料制成，此处不做唯一限定。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能夹芯21的内部嵌设有至少一第一加强隔层23，在本实施例中，首先将吸能夹芯21沿其长度延伸方向进行切割，然后将第一加强隔层23嵌入到切割的缝隙中，从而使得吸能夹芯21的内部嵌入有第一加强隔层23，进而使得吸能夹芯21的强度得到增强；此外，上述防撞夹芯11的内部嵌设有至少一第二加强隔层13，且防撞夹芯11也是通过同样的方式嵌入第二加强隔层13，从而使得防撞夹芯11的强度得到增强。
优选地，请参阅图2及图3，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能夹芯21的内部嵌设有两第一加强隔层23，且两第一加强隔层23相互交叉设置，具体的，请参阅图2，两第一加强隔层23相互垂直设置并将吸能夹芯21分割成相等的四等分，通过两相互垂直的第一加强隔层23的设计，从而使得吸能夹芯21的强度更强。此外，上述防撞夹芯11的内部嵌设有两第二加强隔层13，且第二加强隔层13相互交叉设置，同样的，两第二加强隔层13相互垂直设置并将防撞夹芯11分割成相等的四等分，进而使得防撞夹芯11的强度得到增强。
优选地，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述第一加强隔层23及第二加强隔层13均优选采用纤维材料制成，其中，纤维优选为无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等，纤维具有轴向拉伸强度高、无蠕变及耐疲劳性好等优点，通过采用纤维材料制作第一加强隔层23及第二加强隔层13，使得该汽车防撞吸能结构的抗拉强度更高，防撞吸能效果更好。
进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能夹芯21与防撞夹芯11的接合处嵌设有连接加强层3。具体的，两吸能夹芯21在制作时分别设于防撞夹芯11的两端，且在每个吸能夹芯21与防撞夹芯11的接合处都嵌设有连接加强层3，通过连接加强层3的设计，使得防撞部1与吸能部2在连接处的连接强度更强。
优选地，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述连接加强层3优选采用纤维材料制成，其中，纤维优选为无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等，纤维具有轴向拉伸强度高，无蠕变，耐疲劳性好等优点，通过采用纤维材料制作连接加强层3，使得该汽车防撞吸能结构的抗拉强度更高，防撞吸能效果更好。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能部2由中间分别向两端逐渐变细，即吸能部2由其轴向受力方向由中间向两端逐渐变细，吸能部2通过横截面变化的设计，使得当整个汽车防撞吸能结构受到撞击力时，吸能部2的两端可以顺利的向中间压缩，从而使得撞击力得到缓冲，进而提高该汽车防撞吸能结构的吸能效果。
进一步地，请参阅图1及图2，作为本发明提供的汽车防撞吸能结构的一种具体实施方式，上述吸能部2的与前纵梁连接的一端还设有安装板24，安装板24上设有螺纹孔，安装板24与前纵梁通过螺栓连接，从而将整个汽车防撞吸能结构安装于汽车的前纵梁上。
本发明还提供了一种汽车防撞吸能结构的制作工艺，包括以下步骤：
S1：用泡沫分别加工出防撞夹芯11及两吸能夹芯21；
具体的，泡沫可以采用PS泡沫、PU泡沫、酚醛泡沫、PET泡沫或者PVC泡沫等，将泡沫按照图纸通过机床加工出防撞夹芯11及两吸能夹芯21。
S2：在防撞夹芯11及吸能夹芯21的内部分别嵌入纤维材料制成的第一加强隔层及第二加强隔层13，且在防撞夹芯11及吸能夹芯21的接合处嵌入纤维材料制成的连接加强层3。
具体的，首先需要将防撞夹芯11，且切割线相互交叉垂直，然后在切割处嵌入第一加强隔层，其中纤维优选采用玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等；同样的，首先需要将吸能夹芯21，且切割线相互交叉垂直，然后在切割处嵌入第二加强隔层13，其中纤维优选采用玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等。
S3：将防撞夹芯11及吸能夹芯21合成一体并在表面铺设多层纤维材料制成的表面加强层，其中，表面加强层由铺设于防撞夹芯11表面的防撞加强层12及铺设于吸能夹芯21表面的吸能加强层22连接的一体结构。
具体的，表面加强层铺设有12层，其中，在第一纤维方向铺放4层，在与第一纤维方向垂直的第二纤维方向铺放4层，在与第一纤维方向呈+45°的第三纤维方向铺放2层，在与第一纤维方向呈-45°的第四纤维方向铺放2层，在本实施例中，第一纤维方向为与吸能夹芯21的横截面平行的方向。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际情况及具体要求，上述第一纤维方向还可以是其他方向，此处不做唯一限定。
S4：对表面加强层进行环氧注胶成型处理，待固化后进行脱模及后处理，由此，制成汽车防撞吸能结构。
本发明提供的汽车防撞吸能结构的制作工艺，与现有技术相比，本发明的汽车防撞吸能结构工艺通过在泡沫制作的防撞夹芯11及吸能夹芯21的内部嵌入纤维材料制成的第一加强隔层23及第二加强隔层13，在防撞夹芯11及吸能夹芯21的连接处嵌入纤维材料制成的连接加强层3，同时在表面制作纤维增强树脂基复合层，从而使得通过该汽车防撞吸能结构的制作工艺制作出的汽车防撞吸能结构的防撞吸能效果更好，适应性更佳。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.汽车防撞吸能结构，安装于汽车的前纵梁上，所述汽车防撞吸能结构包括用于承受撞击的防撞部，及分别设于所述防撞部两端并用于对撞击力进行缓冲的吸能部，其特征在于，所述防撞部包括防撞夹芯及铺设于所述防撞夹芯表面的多层防撞加强层，所述吸能部包括吸能夹芯及铺设于所述吸能夹芯表面的多层吸能加强层，两所述吸能夹芯分别设于所述防撞夹芯的两端，所述吸能夹芯与所述防撞夹芯的接合处嵌设有连接加强层，所述防撞加强层与两所述吸能加强层连接成一体结构；所述吸能夹芯的内部嵌设有至少一第一加强隔层；所述防撞夹芯的内部嵌设有至少一第二加强隔层；
其中，所述汽车防撞吸能结构的制作工艺包括以下步骤：
S1：用泡沫分别加工出防撞夹芯及两吸能夹芯；
S2：在所述防撞夹芯及所述吸能夹芯的内部分别嵌入纤维材料制成的第一加强隔层及第二加强隔层，且在所述防撞夹芯及所述吸能夹芯的接合处嵌入纤维材料制成的连接加强层；
S3：将所述防撞夹芯及所述吸能夹芯合成一体并在表面铺设多层纤维材料制成表面加强层；
S4：对所述表面加强层进行环氧注胶成型处理，待固化后进行脱模及后处理，由此，制成汽车防撞吸能结构。
2.如权利要求1所述的汽车防撞吸能结构，其特征在于，所述吸能夹芯的内部嵌设有两所述第一加强隔层，且两所述第一加强隔层相互交叉垂直设置；所述防撞夹芯的内部嵌设有两所述第二加强隔层，且两所述第二加强隔层相互交叉垂直设置。
3.如权利要求2所述的汽车防撞吸能结构，其特征在于，所述吸能部由中间分别向两端逐渐变细。
4.如权利要求1所述的汽车防撞吸能结构，其特征在于，在步骤S2中，首先需要将所述防撞夹芯及所述吸能夹芯分别进行切割，且切割线相互交叉垂直，然后在切割处嵌入所述第一加强隔层及所述第二加强隔层。
5.如权利要求4所述的汽车防撞吸能结构，其特征在于，在步骤S3中，所述防撞夹芯及所述吸能夹芯合成一体的表面铺设有12层纤维材料制成的表面加强层，其中，在第一纤维方向铺放4层，在与所述第一纤维方向垂直的第二纤维方向铺放4层，在与所述第一纤维方向呈+45°的第三纤维方向铺放2层，在与所述第一纤维方向呈-45°的第四纤维方向铺放2层。
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