CN110194116B - 一种汽车复合材料吸能模块 - Google Patents

一种汽车复合材料吸能模块 Download PDF

Info

Publication number
CN110194116B
CN110194116B CN201910454643.6A CN201910454643A CN110194116B CN 110194116 B CN110194116 B CN 110194116B CN 201910454643 A CN201910454643 A CN 201910454643A CN 110194116 B CN110194116 B CN 110194116B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adjacent
module
substrate
interface
foundation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201910454643.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110194116A (zh
Inventor
周秋萍
刘芬
丁桦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute Of Industry Technology Guangzhou & Chinese Academy Of Sciences
Original Assignee
Institute Of Industry Technology Guangzhou & Chinese Academy Of Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute Of Industry Technology Guangzhou & Chinese Academy Of Sciences filed Critical Institute Of Industry Technology Guangzhou & Chinese Academy Of Sciences
Priority to CN201910454643.6A priority Critical patent/CN110194116B/zh
Publication of CN110194116A publication Critical patent/CN110194116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110194116B publication Critical patent/CN110194116B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type

Abstract

本发明公开了一种汽车复合材料吸能模块，其内部设有至少一组相邻的可用于摩擦吸能和结构粉碎性吸能的基础模块。本发明的有益效果为：可以实现逐级破坏，这样可以使得汽车在不同的碰撞能量下破坏范围不同，使得汽车进行维修时只需针对性的对局部结构进行替换，减少维修成本，能达到金属材料吸能结构件的吸能效果。

Description

一种汽车复合材料吸能模块
技术领域
本发明涉及防护材料技术领域，更具体地，涉及一种汽车复合材料吸能模块及吸能方法。
背景技术
在汽车防撞系统上，传统的设计是，在防撞梁与车身主体结构之间设置吸能盒，当发生低速碰撞时，防撞梁将承受的撞击力传递给吸能盒，让吸能盒首先受损。当发生较高速碰撞时，吸能盒将能量传至车身主体结构。这种传统设计在发生碰撞的时候吸能结构会发生整体的破坏，进行维修的时候一般都是进行整体的替换。
随着环保和节能的需求日益提高，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流，复合材料这一质轻高强的材料因而越来越受到汽车厂商的青睐。但是，相比金属材料复合材料塑性区域面积小，吸能效果差，所以很少单独把复合材料单独作为吸能结构的。因此需寻求既能保证汽车的轻量化又能满足优异抗冲击、吸能效果的吸能盒。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种汽车复合材料吸能模块，可以逐级吸能，吸能效果优异。
本发明采取的技术方案是：
一种汽车复合材料吸能模块，其内部设有至少一组相邻的可用于摩擦吸能和结构粉碎性吸能的基础模块。
可以通过两个相邻的基础模块之间因相对位移产生的摩擦力来消耗外部能量，同时基础模块也可以通过结构粉碎性改变消耗外部能量，这样的吸能模块可以实现逐级吸能，从而在不同能量的外力作用下，变形度随外力大小而改变，减少维修时需全部更换的成本和工作量。
每个所述的基础模块包括至少两个具有相邻界面的基础层，相邻界面处的两个基础层在受力时相对移动并分别结构性粉碎。基础模块本身也可以通过内部基础层的相对位移产生的摩擦消耗外部能量，并通过基础层的粉碎性改变消耗外部能量，进一步实现逐级吸能，减少变形破坏的程度。
每个所述基础层包括基材和设置在基材内的增强材，相邻界面处的两个所述基础层之间设有柔性连接件，柔性连接件分别与相邻的基材连接，当相邻界面处的两个所述基础层之间的相对位移大于柔性连接件的伸长极限时，柔性连接件拉动基材运动。在外力作用下，相邻界面处的两个基础层的表面相对位移，摩擦消耗外部能量，柔性连接件本身可以伸长，在相对位移时跟随伸长，超过伸长极限后，柔性连接件可以拉动基材进行移动，从而使基础层开始结构粉碎性变形，通过设置不同伸长极限的柔性连接件可以使得基础层之间的相对位移不同时基础层不同的位置发生粉碎性破坏，从而实现逐级吸能的效果。
每个所述基础层包括基材和设置在基材内的增强材，相邻界面处的两个所述基础层之间设有柔性连接件，柔性连接件分别与两个所述基础层内的增强材连接，当相邻界面处的两个所述基础层之间的位移大于柔性连接件的伸长极限时，柔性连接件带动增强材在基材内运动。在外力作用下，相邻界面处的两个基础层的表面相对位移，摩擦消耗外部能量，柔性连接件本身可以伸长，在相对位移时跟随伸长，超过伸长极限后，柔性连接件可以拉动增强材在基材内移动，通过增强材变形使基材结构粉碎性变形，通过设置不同伸长极限的柔性连接件可以使得基础层之间的相对位移不同时基础层不同的位置发生粉碎性破坏，从而实现逐级吸能的效果。
每个基础模块的基础层在共同界面处的投影面积不同。每个基础模块的基础层在共同界面处的不同投影面积，使得每个基础模块的界面破坏时的阈值不同，在被破坏时可以先后破碎，从而实现逐级吸能。
相邻界面处的两个所述基础层在界面处的投影面积不同。不同面积的基础层的变形程度不同，相应吸收能量的破坏阈值也不同，可实现逐级吸能。
在所述基础模块外套设限位带。限位带可以使基础模块本身保持牢固，在相邻界面处的基础层产生相对移动时，基础层还能保持贴合运动，有利于后续进一步吸能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：可以实现逐级破坏，这样可以使得汽车在不同的碰撞能量下破坏范围不同，使得汽车进行维修时只需针对性的对局部结构进行替换，减少维修成本，能达到金属材料吸能结构件的吸能效果。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中基础模块的结构示意图；
图3为图2中A部的放大图；
图4为本发明实施例中柔性连接件伸长前后结构示意图；
图5为本发明实施例中基础层的结构示意图；
图6本发明实施例中基础层受外力作用时的结构示意图；
附图7为本发明实施例中基础层结构性粉碎过程示意图；
附图8为本发明实施例中基础层结构性粉碎过程示意图；
附图说明：1、第一基础模块；2、第二基础模块；3、第一基础层，4、第二基础层，5、界面；6、基材；7、增强材；8、柔性连接件；9、限位带；10、外力。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例
如图1至图6所示，一种汽车复合材料吸能模块，其内部设有两个相邻的可用于摩擦吸能和结构粉碎性吸能的第一基础模块1和第二基础模块2。第一基础模块1和第二基础模块2分别包括至少两个具有相邻界面5的第一基础层3和第二基础层4，相邻界面5处的第一基础层3和第二基础层4在受力时相对移动并分别结构性粉碎。第一基础层3和第二基础层4分别包括基材6和设置在基材6内的增强材7，相邻界面5处的第一基础层3和第二基础层4之间设有柔性连接件8，柔性连接件8分别与第一基础层3和第二基础层4内的增强材7连接，当相邻界面5处的第一基础层3和第二基础层4之间的相对位移大于柔性连接件8的伸长极限时，柔性连接件8带动增强材7在基材6内运动。
在外力作用下，相邻界面处的第一基础层3和第二基础层4之间产生摩擦消耗外部能量，柔性连接件8本身可以伸长，在相对位移时跟随伸长，超过伸长极限后，柔性连接件8可以作为破坏件对基础层进行结构性粉碎破坏，柔性连接件8对增强材7产生作用力10，在作用力10的拉动下在基材6内移动，通过增强材7变形使基材6结构粉碎性变形，通过每个位置设定不同的柔性连接杆8的长度可实现逐级吸能效果。此外，柔性连接件8两端还可以分别与相邻的基材6连接，当相邻界面5处的第一基础层3和第二基础层4之间的相对位移大于柔性连接件8的伸长极限时，柔性连接件8拉动基材6运动，通过直接拉动基材6时基础层进行结构粉碎性变形，通过每个位置设定不同的柔性连接杆8的长度，可以实现逐级吸能的效果。
基础模块1与2的基础层共同界面处的投影面积不同。不同的共同界面投影面积，使得每个基础模块1与2的界面破坏阈值不同，可实现逐级吸能。
相邻界面5处的第一基础层3和第二基础层4在界面5处的投影面积不同。不同面积的基础层的变形程度不同，相应吸收能量的阈值也不同，可实现逐级吸能。
在第一基础模块1和第二基础模块2外套设限位带9。限位带9可以使基础模块本身保持牢固，在相邻界面处的基础层产生相对移动时，基础层还能保持贴合运动，有利于后续进一步吸能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。可以理解的是，吸能模块的数量可以为3个、4个，甚至更多。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车复合材料吸能模块，其特征在于：内部设有至少一组相邻的可用于摩擦吸能和结构粉碎性吸能的基础模块，每个所述的基础模块包括至少两个具有相邻界面的基础层，相邻界面处的两个基础层在受力时相对移动并分别结构性粉碎，每个所述基础层包括基材和设置在基材内的增强材，相邻界面处的两个所述基础层之间设有柔性连接件，柔性连接件分别与两个所述基础层内的增强材连接，当相邻界面处的两个所述基础层之间的位移大于柔性连接件的伸长极限时，柔性连接件带动增强材在基材内运动。
2.根据权利要求1所述的汽车复合材料吸能模块，其特征在于：每个所述基础层包括基材和设置在基材内的增强材，相邻界面处的两个所述基础层之间设有柔性连接件，柔性连接件分别与相邻的基材连接，当相邻界面处的两个所述基础层之间的相对位移大于柔性连接件的伸长极限时，柔性连接件拉动基材运动。
3.根据权利要求1或2所述的汽车复合材料吸能模块，其特征在于：每个基础模块的基础层在共同界面处的投影面积不同。
4.根据权利要求1或2所述的汽车复合材料吸能模块，其特征在于：相邻界面处的两个所述基础层在界面处的投影面积不同。
5.根据权利要求3所述的汽车复合材料吸能模块，其特征在于：相邻界面处的两个所述基础层在界面处的投影面积不同。
6.根据权利要求4所述的汽车复合材料吸能模块，其特征在于：在所述基础模块外套设限位带。
CN201910454643.6A 2019-05-29 2019-05-29 一种汽车复合材料吸能模块 Expired - Fee Related CN110194116B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910454643.6A CN110194116B (zh) 2019-05-29 2019-05-29 一种汽车复合材料吸能模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910454643.6A CN110194116B (zh) 2019-05-29 2019-05-29 一种汽车复合材料吸能模块

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110194116A CN110194116A (zh) 2019-09-03
CN110194116B true CN110194116B (zh) 2022-02-15

Family

ID=67753292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910454643.6A Expired - Fee Related CN110194116B (zh) 2019-05-29 2019-05-29 一种汽车复合材料吸能模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110194116B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9311163U1 (de) * 1993-01-29 1993-11-11 Skoda Engineering Pilsen Plzen Dämpfungselement
US6457570B2 (en) * 1999-05-07 2002-10-01 Safety By Design Company Rectangular bursting energy absorber
DE202005016520U1 (de) * 2005-10-21 2006-02-16 Ebf Dresden Gmbh Verkehrsschutzeinrichtung
CN1842448A (zh) * 2003-08-26 2006-10-04 沙普公司 用于吸收撞击能量的管状能量管理系统
CN1903614A (zh) * 2006-08-10 2007-01-31 重庆大学 复合材料汽车碰撞缓冲吸能结构
CN104583019A (zh) * 2012-08-20 2015-04-29 宝马股份公司 具有碰撞保护装置的车辆
DE102017113943A1 (de) * 2017-06-23 2018-12-27 Hans-Georg Glöckler Aufprallenergieabsorbierendes Bauteil

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9311163U1 (de) * 1993-01-29 1993-11-11 Skoda Engineering Pilsen Plzen Dämpfungselement
US6457570B2 (en) * 1999-05-07 2002-10-01 Safety By Design Company Rectangular bursting energy absorber
CN1842448A (zh) * 2003-08-26 2006-10-04 沙普公司 用于吸收撞击能量的管状能量管理系统
DE202005016520U1 (de) * 2005-10-21 2006-02-16 Ebf Dresden Gmbh Verkehrsschutzeinrichtung
CN1903614A (zh) * 2006-08-10 2007-01-31 重庆大学 复合材料汽车碰撞缓冲吸能结构
CN104583019A (zh) * 2012-08-20 2015-04-29 宝马股份公司 具有碰撞保护装置的车辆
DE102017113943A1 (de) * 2017-06-23 2018-12-27 Hans-Georg Glöckler Aufprallenergieabsorbierendes Bauteil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
负泊松比蜂窝面内动态压缩行为与吸能特性研究;崔世堂，王波，张科;《应用力学学报》;20171031;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110194116A (zh) 2019-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102837655B (zh) 具有吸能及行人保护装置的汽车保险杠
CN104085366B (zh) 汽车碰撞自适应多级缓冲吸能装置及其控制方法
CN102205822B (zh) 一种吸能型汽车保险杠
CN202863353U (zh) 汽车防撞梁结构
CN205059492U (zh) 一种车辆及前防撞梁总成
CN101306699A (zh) 一种车辆碰撞缓冲吸能车架结构
CN1544270A (zh) 一种汽车防撞装置
CN110194116B (zh) 一种汽车复合材料吸能模块
CN102897122B (zh) 一种带有弹性变形与塑性变形的汽车保险杠
CN202439761U (zh) 汽车发动机盖
CN111703392A (zh) 一种能够缓冲吸能的汽车保险杠
CN207773067U (zh) 一种重卡汽车用防撞装置
CN202294637U (zh) 用于chb011的后保险杠横梁
CN105383426A (zh) 一种汽车前保险杠
CN202911686U (zh) 一种汽车防撞横梁结构
CN203032592U (zh) 一种新型安全防护保险杠
CN205168407U (zh) 一种汽车前保险杠
CN201824984U (zh) 一种新型保险杠
CN213442425U (zh) 车辆防撞组件
CN109263586B (zh) 一种利用气压复位防碎裂的小轿车前置吸能装置
CN208053483U (zh) 一种新型agv小车
CN207916771U (zh) 一种汽车保险杠
CN212243246U (zh) 一种能够缓冲吸能的汽车保险杠
CN201808529U (zh) 机动车橡胶装甲片
CN215398564U (zh) 一种汽车铝制后防撞梁总成

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220215