CN110793743A - 组合截面冲击吸能薄壁管 - Google Patents

组合截面冲击吸能薄壁管 Download PDF

Info

Publication number
CN110793743A
CN110793743A CN201911163340.5A CN201911163340A CN110793743A CN 110793743 A CN110793743 A CN 110793743A CN 201911163340 A CN201911163340 A CN 201911163340A CN 110793743 A CN110793743 A CN 110793743A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
impact energy
combined
absorbing thin
section impact
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.)
Pending
Application number
CN201911163340.5A
Other languages
English (en)
Inventor
许述财
李少鹏
黄彬兵
朱志成
张洋洋
金哲奎
王维超
马国英
蒋俊
刘云松
吴孟江
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.)
Suzhou Qing Tai Automotive Safety Science And Technology Ltd
Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
Original Assignee
Suzhou Qing Tai Automotive Safety Science And Technology Ltd
Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
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 Suzhou Qing Tai Automotive Safety Science And Technology Ltd, Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University filed Critical Suzhou Qing Tai Automotive Safety Science And Technology Ltd
Priority to CN201911163340.5A priority Critical patent/CN110793743A/zh
Publication of CN110793743A publication Critical patent/CN110793743A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08—Shock-testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

本发明揭示了组合截面冲击吸能薄壁管，包括中间管、间隔套设于中间管外周的外管、连接于中间管内部的多边形的内管、以及连接中间管和外管之间的若干均布的斐波那契螺旋线结构；斐波那契螺旋线结构的两侧弧形边分别与外管和中间管相切贴合设置。本发明避免整体结构的破坏，实现较优的吸能效果。

Description

组合截面冲击吸能薄壁管
技术领域
本发明属于仿真检测结构技术领域，尤其涉及一种组合截面冲击吸能薄壁管。
背景技术
在汽车碰撞过程中，为了保护整体结构，通常采用效果较好的吸能管，薄壁吸能管需要承受来自不同方向的撞击载荷，依靠自身的溃缩变形来吸收碰撞能量，现有薄壁管元件自身受到撞击形变较大，吸能效果受限。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种组合截面冲击吸能薄壁管，从而避免整体结构的破坏，实现较优的吸能效果。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
组合截面冲击吸能薄壁管，包括中间管、间隔套设于中间管外周的外管、连接于中间管内部的多边形的内管、以及连接中间管和外管之间的若干均布的斐波那契螺旋线结构；斐波那契螺旋线结构的两侧弧形边分别与外管和中间管相切贴合设置，中间管、外管、内管和斐波那契螺旋线结构均为薄壁管结构。具体的，多边形的所述内管为六边形结构，内管的各个相邻边角位置与中间管连接。
具体的，相邻所述边角位置连接至内管的距离相等。
具体的，所述内管的中心点与中间管的中心点与外管的中心点相互重合。
具体的，所述外管的直径为380mm。
具体的，所述中间管的直径为203mm。
具体的，所述斐波那契螺旋线结构的管壁厚为4mm。
具体的，所述斐波那契螺旋线结构的数量为5个。
与现有技术相比，本发明组合截面冲击吸能薄壁管的有益效果主要体现在：
吸能管结构提高了吸能管吸收能量的能力，且碰撞角度在一定范围内越大，中间管靠近外管有利于提高薄壁管抗弯变形能力，其耐撞性越好。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图中数字表示：
1 中间管、2 外管、3 内管、4 斐波那契螺旋线结构。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例：
参照图1所示，本实施例是组合截面冲击吸能薄壁管，包括中间管1、间隔套设于中间管1外周的外管2、连接于中间管1内部的多边形的内管3、以及连接中间管1和外管2之间的若干均布的斐波那契螺旋线结构4；斐波那契螺旋线结构4的两侧弧形边分别与外管2和中间管1相切贴合设置，中间管1、外管2、内管3和斐波那契螺旋线结构4均为薄壁管结构。
本实施例中多边形的内管3为六边形结构，内管3的各个相邻边角位置与中间管1连接，相邻边角位置连接至内管3的距离相等。
内管3的中心点与中间管1的中心点与外管2的中心点相互重合。外管2的直径为380mm，中间管1的直径为203mm，斐波那契螺旋线结构4的管壁厚为4mm。
本实施例中斐波那契螺旋线结构4的数量为5个。
应用本实施例时，通过设置多边形的内管3，为蜂巢的仿生原型；通过设置斐波那契螺旋线结构4，为螺纹贝壳的仿生原型；整体结构为吸能薄壁管结构，通过有限元仿真实验进行验证，选用1060铝合金作为仿生薄壁管结构的材料，有限元模型的参数分别为：密度ρ＝2.7g/cm3，弹性模量E＝71GPa，泊松比μ＝0.33，屈服强度σb＝65MPa。仿真试验中，薄壁管的外周和截面侧边均施加200kg的刚性墙，冲击速度设置为10m/s，摩擦系数设置为0.3。
作为吸能结构，薄壁管吸收越多的碰撞能量，表明其性能越优，因此，吸能EA将做为重要的优化指标。与此同时，峰值载荷Fmax将作为另一优化指标，峰值载荷越大，产生的瞬时加速度越大，导致乘员造成严重伤害。碰撞条件下，较优的吸能原件应具备高的吸能和碰撞效率，以及产生较小的峰值载荷。
对薄壁管轴向和径向碰撞吸能特性进行有限元仿真，结果表明轴向和径向碰撞条件下，平均载荷、比吸能和碰撞效率的数值，见下表1：
表1 仿生吸能薄壁管吸能特性
Figure BDA0002286740890000021
本实施例中吸能管结构提高了吸能管吸收能量的能力，且碰撞角度在一定范围内越大，中间管靠近外管有利于提高薄壁管抗弯变形能力，其耐撞性越好。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：包括中间管、间隔套设于中间管外周的外管、连接于中间管内部的多边形的内管、以及连接中间管和外管之间的若干均布的斐波那契螺旋线结构；斐波那契螺旋线结构的两侧弧形边分别与外管和中间管相切贴合设置。
2.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：多边形的所述内管为六边形结构，内管的各个相邻边角位置与中间管连接。
3.根据权利要求2所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：相邻所述边角位置连接至内管的距离相等。
4.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：所述内管的中心点与中间管的中心点与外管的中心点相互重合。
5.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：所述外管的直径为380mm。
6.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：所述中间管的直径为203mm。
7.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：所述斐波那契螺旋线结构的管壁厚为4mm。
8.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：所述斐波那契螺旋线结构的数量为5个。
9.根据权利要求1所述的组合截面冲击吸能薄壁管，其特征在于：所述中间管、外管、内管和斐波那契螺旋线结构均为薄壁管结构。
CN201911163340.5A 2019-11-25 2019-11-25 组合截面冲击吸能薄壁管 Pending CN110793743A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911163340.5A CN110793743A (zh) 2019-11-25 2019-11-25 组合截面冲击吸能薄壁管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911163340.5A CN110793743A (zh) 2019-11-25 2019-11-25 组合截面冲击吸能薄壁管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110793743A true CN110793743A (zh) 2020-02-14

Family

ID=69446249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911163340.5A Pending CN110793743A (zh) 2019-11-25 2019-11-25 组合截面冲击吸能薄壁管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110793743A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114110068A (zh) * 2021-11-12 2022-03-01 吉林大学 一种基于竹子变竹节特征的仿生吸能管
CN116398567A (zh) * 2023-03-27 2023-07-07 江苏科技大学 波纹型薄壁三层缓冲吸能结构及其制作方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001094187A1 (de) * 2000-06-07 2001-12-13 Stiwa-Fertigungstechnik Sticht Gesellschaft M.B.H. Energieabsorbierendes lagergehäuse
JP2012144156A (ja) * 2011-01-12 2012-08-02 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の前部構造
CN102826060A (zh) * 2012-09-21 2012-12-19 吉林大学 一种仿竹结构的仿生吸能管
CN202783043U (zh) * 2012-08-30 2013-03-13 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 一种汽车吸能盒
CN103267106A (zh) * 2013-05-13 2013-08-28 浙江大学 具有斐波那契螺旋线齿形的斜齿圆柱齿轮
CN105235616A (zh) * 2015-11-02 2016-01-13 湖南大学 一种多胞薄壁吸能结构及其应用结构
CN206654019U (zh) * 2017-04-09 2017-11-21 胡佳英 一种套筒螺纹式碰撞吸能装置
CN108583485A (zh) * 2018-05-25 2018-09-28 大连理工大学 一种多胞金属基碳纤维复合薄壁吸能结构及其制备工艺
CN109094494A (zh) * 2018-08-31 2018-12-28 苏州清吉汽车科技有限公司 一种仿牦牛角结构薄壁锥形吸能盒
CN212158993U (zh) * 2019-11-25 2020-12-15 清华大学苏州汽车研究院（相城） 组合截面冲击吸能薄壁管

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001094187A1 (de) * 2000-06-07 2001-12-13 Stiwa-Fertigungstechnik Sticht Gesellschaft M.B.H. Energieabsorbierendes lagergehäuse
JP2012144156A (ja) * 2011-01-12 2012-08-02 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の前部構造
CN202783043U (zh) * 2012-08-30 2013-03-13 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 一种汽车吸能盒
CN102826060A (zh) * 2012-09-21 2012-12-19 吉林大学 一种仿竹结构的仿生吸能管
CN103267106A (zh) * 2013-05-13 2013-08-28 浙江大学 具有斐波那契螺旋线齿形的斜齿圆柱齿轮
CN105235616A (zh) * 2015-11-02 2016-01-13 湖南大学 一种多胞薄壁吸能结构及其应用结构
CN206654019U (zh) * 2017-04-09 2017-11-21 胡佳英 一种套筒螺纹式碰撞吸能装置
CN108583485A (zh) * 2018-05-25 2018-09-28 大连理工大学 一种多胞金属基碳纤维复合薄壁吸能结构及其制备工艺
CN109094494A (zh) * 2018-08-31 2018-12-28 苏州清吉汽车科技有限公司 一种仿牦牛角结构薄壁锥形吸能盒
CN212158993U (zh) * 2019-11-25 2020-12-15 清华大学苏州汽车研究院（相城） 组合截面冲击吸能薄壁管

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周伶俐;赵希禄;: "反转螺旋型薄壁结构碰撞吸能特性的优化设计", 机械工程学报, no. 11, 5 June 2013 (2013-06-05), pages 193 - 198 *
李玉如;柳忠彬;肖守讷;王欢;: "预制螺旋槽薄壁管的吸能研究", 四川理工学院学报(自然科学版), no. 02, 20 April 2015 (2015-04-20), pages 21 - 25 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114110068A (zh) * 2021-11-12 2022-03-01 吉林大学 一种基于竹子变竹节特征的仿生吸能管
CN116398567A (zh) * 2023-03-27 2023-07-07 江苏科技大学 波纹型薄壁三层缓冲吸能结构及其制作方法
CN116398567B (zh) * 2023-03-27 2023-09-22 江苏科技大学 波纹型薄壁三层缓冲吸能结构及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110793743A (zh) 组合截面冲击吸能薄壁管
CN111746443A (zh) 一种新型三维手性负泊松比多胞吸能结构
CN212158993U (zh) 组合截面冲击吸能薄壁管
CN110696760B (zh) 一种折纸肋板吸能结构的实现方法及结构
CN112158159B (zh) 一种汽车碰撞吸能盒
CN105257756B (zh) 直塞式薄壁管件的吸能组件
CN111022538A (zh) 多功能梯度吸能盒
CN112172721A (zh) 一种仿玉莲叶脉分布的薄壁吸能装置
CN108099829B (zh) 一种功能梯度多胞薄壁管
CN109682238A (zh) 一种带消声功能的船舶换热器
CN103625401B (zh) 一种带窗式薄壁方管吸能装置
CN202656979U (zh) 一种薄壁圆管吸能装置
CN102673501B (zh) 一种薄壁吸能装置
CN203067633U (zh) 一种防撞吸能结构
CN207931654U (zh) 一种多管组合式缓冲防撞装置
CN111428394B (zh) 一种混合截面吸能盒及其设计方法
CN110598341B (zh) 一种诱导式吸能装置设计方法
CN210310252U (zh) 一种汽车高效缓冲吸能装置
CN207352560U (zh) 一种显示适配器超静音散热器
JP6397614B2 (ja) 衝撃吸収部材
CN111619486A (zh) 一种多段式双层薄壁吸能装置的工作方法
CN108312990B (zh) 一种多管组合式缓冲防撞装置
CN110758298B (zh) 一种折纸三重吸能结构的实现方法及结构
CN114110068B (zh) 一种基于竹子变竹节特征的仿生吸能管
CN209783413U (zh) 防爆吸能装置

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