CN111577809A - 基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，目的是解决吸能装置吸能方式单一、无法过量程冲击载荷保护等问题。本发明由带平行刀片组的楔形扩径块、薄壁金属管、蜂窝结构及泄气保护底盘组成。蜂窝结构同轴填充在薄壁金属管的内腔中，楔形扩径块同轴相切放置在薄壁金属管上端口，泄气保护底盘同轴焊接在薄壁金属管下端口，底盘的泄气槽与楔形扩径块的刀片面重合。当楔形扩径块受到常规冲击载荷，平行刀片组对蜂窝结构发生切割吸能，且金属管产生扩径塑性吸能。当楔形扩径块受到过量程冲击载荷，蜂窝结构将发生屈曲塑性吸能。本发明可实现车辆受常规碰撞低加速度响应，过量程载荷保护，吸能效果好，关键部件可重复使用。

Description

基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置

技术领域

本发明涉及被动安全冲击吸能装置技术领域，特别涉及基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管在切割、扩径和屈曲复合作用机制下的冲击防护吸能装置。

背景技术

吸能装置在冲击环境中应用广泛，尤其是随着高速交通的发展，吸能装置是保障车辆安全的重要组成部分，其能够通过自身结构的变化吸收碰撞动能，从而保护人员生命安全。为此，交通部门设定交通事故的死亡加速度或阈值加速度为5000m/s²。当碰撞冲击过程中加速度响应超过该阈值，人员可能有生命危险。这对低加速度响应的车辆碰撞吸能过程提出较高要求。吸能装置实现恒定应力响应是降低车辆在碰撞过程中加速度响应的关键技术。

目前车辆的吸能装置主要包括多孔结构、挤压结构、切割扩径和多级连接等方式。多孔结构吸能和挤压结构吸能是通过结构压溃或者挤压等单一机制的吸能方式，可设计性不强。多孔结构吸能通常采用蜂窝结构或者泡沫结构，能够产生恒定应力响应。但是，多孔结构在压缩吸能过程中存在明显的初始峰值应力，将产生较大加速度甚至超过阈值加速度，这对人员生命安全构成威胁。挤压结构吸能是汽车吸能装置中最常用的吸能方式之一，通过厚度均匀的矩形或圆形铝合金结构在车身方向上进行挤压吸能。但是，这种方式吸能效果评估是个难题。

切割扩径吸能是一种复合吸能方式，公开号CN103863351A的专利公开了一种列车头部底架前端的专用吸能结构，其通过薄壁金属结构扩径吸能与金属切削吸能实现时间同步的复合式吸能。这种吸能方式虽然具有相对恒定的应力响应，但是其没有设置过量程冲击载荷保护。此外，金属切削难度较大，对刀具的材质强度和刀刃要求较高，且刀刃需要定期维护，使得制造和维护成本较高。多级连接吸能是在一个吸能装置中同时通过多孔结构、或金属管扩径、或挤压结构等依次响应的吸能方式。公开号CN109398279A的专利公开了一种填充泡沫铝、第一吸能筋、第二吸能筋等方式依次变形吸能。这是一种时间不同步的复合吸能方式，其意图通过针对不同强度的冲击载荷实现依次吸能。虽然这种吸能方式可设置过量程冲击载荷保护机制，但是该吸能装置内部依次吸能的控制难度大，且在不同吸能层过渡阶段易产生峰值应力，由此产生较大加速度。如何克服现有技术的不足，提供一种能够解决以上问题的新型吸能装置是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对吸能方式单一、未设置过量程冲击载荷保护、切割吸能对刀片材质和加工工艺要求高、复合式依次吸能控制难度大、峰值应力产生的过大加速度等问题，提供一种新的复合式吸能装置。可实现本发明在受常规冲击载荷时，具有无峰值的恒定应力响应；在受过量程冲击载荷时，可启动过量程保护机制；并具有关键部件可重复使用，便于吸能能力评估，吸能效果好等特点。

本发明基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置由楔形扩径块，薄壁金属管、蜂窝结构、泄气保护底盘组成。楔形扩径块由稳定扩径块，初始扩径块和平行刀片组组成。

薄壁金属管内表面上沿与楔形扩径块的初始扩径块侧面相切。蜂窝结构置于薄壁金属管内腔中，泄气保护底盘焊接在薄壁金属管的下端口。楔形扩径块、薄壁金属管、蜂窝结构、泄气保护底盘均同轴放置，4个部件的中心轴均为OO’。

楔形扩径块由稳定扩径块，初始扩径块和平行刀片组组成。稳定扩径块为圆柱形，直径D₁满足0.1m<D₁<1m，高度L₁满足0.01m<L₁<0.1m，稳定扩径块的上底面为吸能装置受冲击载荷承载面，稳定扩径块的下底面与初始扩径块上表面相连。初始扩径块为圆台形，高度L₂满足0.5L₁<L₂<0.8L₁，下底面直径D₂满足D₂<D₁，优选D₂＝0.9D₁，上底面直径＝D₁。初始扩径块的下表面焊接有平行刀片组。稳定扩径块与初始扩径块采用一块胚料(材质为金属合金)整体加工而成。平行刀片组由N个刀片平行放置组成，所有平行刀片的横向(OO’方向为纵向，与OO’方向垂直的方向为横向)外轮廓线为一个直径等于D₂的圆。刀片数量N满足1≤N≤100，相邻刀片之间的距离δ₁满足0.5D₂/(N+1)≤δ₁≤D₂/(N+1)，单一刀片壁厚t₁满足0.001m<t₁<0.01m，刀片高度L₃满足2L₁<L₃<10L₁，N个刀片均匀平行焊接在所述初始扩径块的下底面。楔形扩径块的胚料材料屈服强度1000MPa≤σ₁≤1500MPa，密度7800kg/m³≤ρ₁≤1650kg/m³，其外表面经过抛光处理，基本要求满足表面摩擦系数μ<0.05。楔形扩径块在冲击载荷下通过初始扩径块和稳定扩径块压缩使薄壁金属管膨胀扩径实现吸能，同时平行刀片组切割蜂窝结构实现切割吸能。

薄壁金属管为圆筒形，采用铝合金或钛合金制备，材料满足屈服强度100MPa≤σ₂≤300MPa，塑性失效应变ε_f>0.36，密度2000kg/m³≤ρ₂≤3000kg/m³，薄壁金属管外直径D₃＝0.5(D₁+D₂)，内直径D₄＝0.5(D₂+D₃)，高度满足2.2L₃<L₄<2.5L₃，壁厚t₂满足t₂＝0.5(D₃-D₄)。薄壁金属管内表面上沿与初始扩径块的侧面相切，薄壁金属管下端口与泄气保护底盘焊接在一起。薄壁金属管受初始扩径块的压缩产生径向膨胀扩径实现吸能。

蜂窝结构整体形状为圆柱形，直径D₅＝D₄，高度L₅满足L₅＝L₄-L₃，蜂窝结构采用拉伸成型法制作而成，材料采用3003或5052铝合金，屈服强度σ₃满足100MPa≤σ₃≤300MPa，密度ρ₃满足50kg/m³≤ρ₃≤200kg/m³。蜂窝结构由多个正六边薄壁管胞元组成，正六边薄壁管的横截面为正六边形。所有胞元边长L₆满足D₅/40≤L₆≤D₅/16，正六边形中与平行刀片组平行的第一胞元壁厚度2t₃，其它4个第二胞元壁厚度t₃满足t₁/20≤t₃≤t₁/100。由于蜂窝结构为正交各向异性结构，且切割过程无泊松比效应，故切割过程中平行刀片组只切割第二胞元壁。蜂窝结构在初始装配状态时平行刀片组尖端与蜂窝结构接触，填充在薄壁金属管的内腔中，放置在泄气保护底盘的上底面。蜂窝结构通过受切割或屈曲作用实现吸能。

泄气保护底盘为圆形薄壁，直径D₆满足D₆＝D₃，厚度t₄满足2t₂≤t₄≤5t₂。泄气保护底盘上挖有N个泄气槽，泄气槽贯穿整个泄气保护底盘，泄气槽形状与平行刀片组横向截面相同，使得刀片可从泄气槽中穿出实现可重复利用。相邻泄气槽间距δ₂＝δ₁，泄气槽的宽度t₅＝t₁。泄气保护底盘材料为金属合金，屈服强度1000MPa≤σ₄≤1500MPa，密度7800kg/m³≤ρ₄≤1650kg/m³，可与楔形扩径块的稳定扩径块与初始扩径块材料相同。泄气保护底盘焊接在在薄壁金属管下端口，要求焊接工艺能满足在薄壁金属管膨胀扩径过程、蜂窝结构受切割过程、屈曲过程中不发生脱焊。泄气保护底盘的上端面直接放置或胶粘蜂窝结构。

装配时，首先将泄气保护底盘同轴焊接固定在薄壁金属管下端口；然后将蜂窝结构同轴放置在薄壁金属管内腔中，蜂窝结构放置要求是第一胞元壁与泄气槽平行；接着，将加工好的带平行刀片组的楔形扩径块同轴胶粘放置在薄壁金属管的上端口，放置要求是平行刀片组与泄气槽重合。当载荷作用在楔形扩径块的上底面，楔形扩径块沿轴线OO’向下运动。

采用本发明应用于轨道车辆或汽车低架前端的吸能过程是：当车辆常规碰撞冲击载荷施加到本发明时，本发明通过薄壁金属管的扩径塑性吸能，同时，平行刀片组对蜂窝结构切割吸能。该过程涉及到摩擦、剪切、塑性变形等多种作用机制，可实现恒定应力响应。当本发明受到过量程冲击载荷时，在以上时间同步的吸能方式基础上，还通过蜂窝结构塑性屈曲吸能方式吸收过量程冲击载荷能量。

与现有技术相比，采用本发明可以达到以下有益效果：

1.本发明基于蜂窝结构受切割吸能、薄壁金属管扩径吸能两种方式同时进行吸能，不仅吸能效果好，便于吸能效果评估，还极大增强了吸能结构的可设计性；

2.在车辆在常规碰撞事故中，本发明具有恒定应力响应的特点，可实现在整个碰撞过程中，车辆保持较低加速度响应，保证碰撞事故中人员安全；

3.在车辆受到超速碰撞事故中，本发明通过楔形扩径块压缩蜂窝结构、刀片切割蜂窝结构、薄壁金属管扩径等三种吸能方式启动过量程保护机制，保证车辆响应低于阈值加速度；

4.本发明的关键部件即楔形扩径块可重复使用，且刀片材质及形状要求较低，经济成本低；

5.本发明作为一个单一吸能组件，根据实际受保护物(如车辆)的形状，可以通过将本发明进行线性阵列或圆周阵列成实际生活所需要的吸能部件形状。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图；

图2为本发明图1中AA’向截面图；

图3为楔形扩径块1的结构示意图；图3(a)为楔形扩径块1整体形状图；图3(b)为平行刀片组13刀尖分布图；

图4为薄壁金属管2结构示意图；图4(a)为薄壁金属管2的纵向中轴截面图；图4(b)为薄板金属管2的横向中轴截面图；

图5为蜂窝结构3及其胞元形状示意图；图5(a)为蜂窝结构3的纵向中轴截面图；图5(b)为蜂窝结构3的横向中轴截面图；图5(c)为图5(b)中一个完整六边形蜂窝胞元放大图；

图6为泄气保护底盘4示意图；图6(a)为泄气保护底盘4的俯视图；图6(b)为泄气保护底盘4的侧视图；

图7是本发明在冲击载荷作用下响应示意图；图7(a)为在常规冲击载荷51作用下，本发明实现切割、扩径复合式吸能示意图；图7(b)为在过量程冲击载荷52作用下，本发明装置在完成图7(a)过程后实现切割、扩径、屈曲复合式吸能示意图。

附图标记说明：

1.楔形扩径块，2.薄壁金属管，3.蜂窝结构，4.泄气保护底盘，5.车辆受碰撞冲击载荷，11.稳定扩径块，12.初始扩径块，13.平行刀片组，31.蜂窝胞元结构3中壁厚为2t₃的第一胞元壁，32.蜂窝胞元结构中壁厚为t₃的第二胞元壁，33.蜂窝结构3受到初始扩径块12下底面屈曲压缩产生的密实化部分，41.泄气槽，42.泄气保护底盘的上底面，51.常规碰撞产生的冲击载荷，52.超速碰撞产生的过量程冲击载荷。

具体实施方式

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进行介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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它的附图。

图1为本发明总体结构局部剖视图。如图1所示，本发明基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置由楔形扩径块1，薄壁金属管2、蜂窝结构3、泄气保护底盘4组成。

图2为图1中AA’向截面图。如图2所示，薄壁金属管2内表面上沿与楔形扩径块1的初始扩径块12侧面相切。蜂窝结构3置于薄壁金属管2内腔中，泄气保护底盘4焊接在薄壁金属管2的下端口。楔形扩径块1、薄壁金属管2、蜂窝结构3、泄气保护底盘4均同轴放置，4个部件的中心轴均为OO’。

如图3所示，楔形扩径块1由稳定扩径块11，初始扩径块12和平行刀片组13组成。如图3(a)所示，稳定扩径块11为圆柱形，直径D₁满足0.1m<D₁<1m，高度L₁满足0.01m<L₁<0.1m，稳定扩径块11的上底面为吸能装置受冲击载荷5承载面，稳定扩径块11的下底面与初始扩径块12上表面相连。初始扩径块12为圆台形，高度L₂满足0.5L₁<L₂<0.8L₁，下底面直径D₂满足D₂<D₁，优选D₂＝0.9D₁，上底面直径＝D₁。初始扩径块12的下表面焊接有平行刀片组13。稳定扩径块11与初始扩径块12采用一块胚料(材质为金属合金)整体加工而成。平行刀片组13由N个刀片平行放置组成，刀尖分布如图3(b)所示，所有平行刀片的横向(OO’方向为纵向，与OO’方向垂直的方向为横向)外轮廓线为一个直径等于D₂的圆。刀片数量N满足1≤N≤100，相邻刀片之间的距离δ₁满足0.5D₂/(N+1)≤δ₁≤D₂/(N+1)，单一刀片壁厚t₁满足0.001m<t₁<0.01m，刀片高度L₃满足2L₁<L₃<10L₁，N个刀片均匀平行焊接在所述初始扩径块12的下底面。楔形扩径块1的胚料材料屈服强度1000MPa≤σ₁≤1500MPa，密度7800kg/m³≤ρ₁≤1650kg/m³，其外表面经过抛光处理，基本要求满足表面摩擦系数μ<0.05。楔形扩径块1在冲击载荷下通过初始扩径块12和稳定扩径块11压缩使薄壁金属管2膨胀扩径实现吸能，同时平行刀片组13切割蜂窝结构3实现切割吸能。

图4为薄壁金属管2结构示意图。如图4(a)所示，薄壁金属管2为圆筒形，采用铝合金或钛合金制备，材料满足屈服强度100MPa≤σ₂≤300MPa，塑性失效应变ε_f>0.36，密度2000kg/m³≤ρ₂≤3000kg/m³，薄壁金属管2外直径D₃＝0.5(D₁+D₂)，内直径D₄＝0.5(D₂+D₃)，高度满足2.2L₃<L₄<2.5L₃，壁厚t₂如图4(b)所示，t₂＝0.5(D₃-D₄)。薄壁金属管2内表面上沿与初始扩径块12的侧面相切，薄壁金属管2下端口与泄气保护底盘4焊接在一起。薄壁金属管2受初始扩径块12的压缩产生径向膨胀扩径实现吸能。

图5为蜂窝结构3形状及胞元形状示意图。如图5(a)所示，蜂窝结构3整体形状为圆柱形，直径D₅＝D₄，高度L₅满足L₅＝L₄-L₃，蜂窝结构3采用拉伸成型法制作而成，材料采用3003或5052铝合金，屈服强度σ₃满足100MPa≤σ₃≤300MPa，密度ρ₃满足50kg/m³≤ρ₃≤200kg/m³。如图5(b)所示，蜂窝结构3由多个正六边薄壁管胞元组成，正六边薄壁管的横截面为正六边形，如图5(c)所示。所有胞元边长L₆满足D₅/40≤L₆≤D₅/16，正六边形中与平行刀片组13平行的第一胞元壁31厚度2t₃，其它4个第二胞元壁32厚度t₃满足t₁/20≤t₃≤t₁/100。由于蜂窝结构为正交各向异性结构，且切割过程无泊松比效应，故切割过程中平行刀片组13只切割第二胞元壁32。蜂窝结构3在初始装配状态时平行刀片组13尖端与蜂窝结构3接触，填充在薄壁金属管2的内腔中，放置在泄气保护底盘4的上底面。蜂窝结构3通过受切割或屈曲作用实现吸能。

如图6所示，泄气保护底盘4为圆形薄壁，直径D₆满足D₆＝D₃，厚度t₄满足2t₂≤t₄≤5t₂。如图6(a)所示，泄气保护底盘4上挖有N个泄气槽41，泄气槽41贯穿整个泄气保护底盘4，泄气槽形状与图3(b)中平行刀片组横向截面相同，使得刀片可从泄气槽41中穿出实现可重复利用。相邻泄气槽41间距δ₂＝δ₁，泄气槽41的宽度t₅＝t₁。泄气保护底盘4材料为金属合金，屈服强度1000MPa≤σ₄≤1500MPa，密度7800kg/m³≤ρ₄≤1650kg/m³，可与楔形扩径块1的稳定扩径块11与初始扩径块12材料相同。泄气保护底盘4焊接在在薄壁金属管2下端口，要求焊接工艺能满足在薄壁金属管2膨胀扩径过程、蜂窝结构3受切割过程、屈曲过程中不发生脱焊。泄气保护底盘4的上端面42直接放置或胶粘蜂窝结构3。

装配时，首先将泄气保护底盘4同轴焊接固定在薄壁金属管2下端口；然后将蜂窝结构3同轴放置在薄壁金属管2内腔中，蜂窝结构3放置要求是第一胞元壁31与泄气槽41平行；接着，将加工好的带平行刀片组的楔形扩径块1同轴胶粘放置在薄壁金属管2的上端口，放置要求是平行刀片组13与泄气槽41重合。当载荷5作用在楔形扩径块1的上底面，楔形扩径块1沿轴线OO’向下运动。

图7是本发明在冲击载荷作用下响应示意图。如图7(a)所示，当常规冲击载荷51作用到楔形扩径块1上底面时，楔形扩径块1沿轴线OO’向下运动，平行刀片组13切割蜂窝结构3产生切割吸能。同时，薄壁金属管2发生膨胀产生扩径塑性吸能，整个吸能过程无峰值应力，可实现稳定应力响应。由此，本发明装置可实现车辆在常规碰撞事故中，通过平行刀片组13切割蜂窝结构3，薄壁金属管2膨胀扩径两种方式吸能。但在现实生活中，车辆不可避免会受到超速碰撞，这种过量程冲击载荷对于车辆是毁灭性的。如图7(b)所示，在过量程冲击载荷52作用下，蜂窝结构3通过屈曲作用形成密实化区域33，而平行刀片组13通过与刀片位置重合的泄气槽41穿出，从而实现更高强度的吸能。因此，本发明可实现在车辆在常规碰撞事故中，可通过平行刀片组13切割蜂窝结构3，薄壁金属管2膨胀扩径两种吸能方式吸能；本发明装置在车辆受到超速碰撞事故中，可通过楔形扩径块1压缩蜂窝结构3、平行刀片组13切割蜂窝结构3、薄壁金属管2膨胀扩径三种吸能方式吸收过量程冲击载荷。

本发明真实使用时根据实际使用保护对象针对性进行设计，依据实际受保护车辆的形状，可以通过一个或者线性阵列或圆周阵列本发明组成所需要的吸能部件形状。

以上实施范例仅为本发明的一种实施方式。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置由楔形扩径块(1)，薄壁金属管(2)、蜂窝结构(3)、泄气保护底盘(4)组成；楔形扩径块(1)由稳定扩径块(11)、初始扩径块(12)和平行刀片组(13)组成；

薄壁金属管(2)内表面上沿与楔形扩径块(1)的初始扩径块(12)侧面相切；蜂窝结构(3)置于薄壁金属管(2)内腔中，泄气保护底盘(4)焊接在薄壁金属管(2)的下端口；楔形扩径块(1)、薄壁金属管(2)、蜂窝结构(3)、泄气保护底盘(4)均同轴放置，4个部件的中心轴均为OO′；

稳定扩径块(11)为圆柱形，直径为D₁，高度为L₁，稳定扩径块(11)的上底面为吸能装置受冲击载荷(5)承载面，稳定扩径块(11)的下底面与初始扩径块(12)上表面相连；初始扩径块(12)为圆台形，高度为L₂，下底面直径为D₂，D₂＜D₁，上底面直径＝D₁；初始扩径块(12)的下表面焊接有平行刀片组(13)；平行刀片组(13)由N个刀片平行放置组成，所有平行刀片的横向即与OO′方向垂直的方向外轮廓线为一个直径等于D₂的圆，N个刀片均匀平行焊接在初始扩径块(12)的下底面；楔形扩径块(1)在冲击载荷下通过初始扩径块(12)和稳定扩径块(11)压缩使薄壁金属管(2)膨胀扩径实现吸能，同时平行刀片组(13)切割蜂窝结构(3)实现切割吸能；

薄壁金属管(2)为圆筒形，采用铝合金或钛合金制备，薄壁金属管(2)外直径为D₃，内直径为D₄，高度为L₄，壁厚为t₂；薄壁金属管(2)内表面上沿与初始扩径块(12)的侧面相切，薄壁金属管(2)下端口与泄气保护底盘(4)焊接在一起；薄壁金属管(2)受初始扩径块(12)的压缩产生径向膨胀扩径实现吸能；

蜂窝结构(3)整体形状为圆柱形，直径D₅＝D₄，高度L₅满足L₅＝L₄-L₃；蜂窝结构(3)由多个正六边薄壁管胞元组成，正六边薄壁管的横截面为正六边形；蜂窝结构为正交各向异性结构，且切割过程无泊松比效应，切割过程中平行刀片组(13)只切割第二胞元壁(32)；蜂窝结构(3)在初始装配状态时平行刀片组(13)尖端与蜂窝结构(3)接触，填充在薄壁金属管(2)的内腔中，放置在泄气保护底盘(4)的上底面；蜂窝结构(3)通过受切割或屈曲作用实现吸能；

泄气保护底盘(4)为圆形薄壁，直径D₆满足D₆＝D₃，厚度为t₄；泄气保护底盘(4)上挖有N个泄气槽(41)，泄气槽(41)贯穿整个泄气保护底盘(4)，泄气槽形状与平行刀片组横向截面相同，使得刀片可从泄气槽(41)中穿出；相邻泄气槽(41)间距δ₂＝δ₁，泄气槽(41)的宽度t₅＝t₁；泄气保护底盘(4)焊接在在薄壁金属管(2)下端口，要求焊接工艺能满足在薄壁金属管(2)膨胀扩径过程、蜂窝结构(3)受切割过程、屈曲过程中不发生脱焊；泄气保护底盘(4)的上端面(42)直接放置或胶粘蜂窝结构(3)。

2.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述稳定扩径块(11)的直径D₁满足0.1m＜D₁＜1m，高度L₁满足0.01m＜L₁＜0.1m；初始扩径块(12)的高度L₂满足0.5L₁＜L₂＜0.8L₁，下底面直径为D₂满足D₂＝0.9D₁。

3.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述稳定扩径块(11)与初始扩径块(12)采用一块胚料整体加工而成。

4.如权利要求3所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述胚料材质为金属合金，胚料材料屈服强度1000MPa≤σ₁≤1500MPa，密度7800kg/m³≤ρ₁≤1650kg/m³，其外表面经过抛光处理，要求表面摩擦系数μ＜0.05。

5.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述平行刀片组(13)的刀片数量N满足1≤N≤100，相邻刀片之间的距离δ₁满足0.5D₂/(N+1)≤δ₁≤D₂/(N+1)，单一刀片壁厚t₁满足0.001m＜t₁＜0.01m，刀片高度L₃满足2L₁＜L₃＜10L₁。

6.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述薄壁金属管(2)的外直径D₃＝0.5(D₁+D₂)，内直径D₄＝0.5(D₂+D₃)，高度L₄满足2.2L₃＜L₄＜2.5L₃，壁厚t₂满足t₂＝0.5(D₃-D₄)；薄壁金属管(2)采用的材料满足屈服强度100MPa≤σ₂≤300MPa，塑性失效应变ε_f＞0.36，密度2000kg/m³≤ρ₂≤3000kg/m³。

7.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述蜂窝结构(3)采用拉伸成型法制作而成，材料采用3003或5052铝合金，屈服强度σ₃满足100MPa≤σ₃≤300MPa，密度ρ₃满足50kg/m³≤ρ₃≤200kg/m³。

8.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述蜂窝结构(3)的正六边薄壁管胞元的边长L₆满足D₅/40≤L₆≤D₅/16，正六边形中与平行刀片组(13)平行的第一胞元壁(31)厚度为2t₃，其它4个第二胞元壁(32)厚度为t₃，满足t₁/20≤t₃≤t₁/100。

9.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于所述泄气保护底盘(4)的厚度t₄满足2t₂≤t₄≤5t₂；泄气保护底盘(4)材料为金属合金，满足屈服强度1000MPa≤σ₄≤1500MPa，密度7800kg/m³≤ρ₄≤1650kg/m³。

10.如权利要求1所述的基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置，其特征在于装配基于受切割蜂窝结构填充薄壁金属管的复合式吸能装置时，将泄气保护底盘(4)同轴焊接固定在薄壁金属管(2)下端口；将蜂窝结构(3)同轴放置在薄壁金属管(2)内腔中，蜂窝结构(3)的第一胞元壁31与泄气槽(41)平行；将带平行刀片组的楔形扩径块(1)同轴胶粘放置在薄壁金属管(2)的上端口，放置要求是平行刀片组(13)与泄气槽(41)重合。

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