CN111688618B - 一种汽车轻量化吸能盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车轻量化吸能盒，包括吸能盒本体和设置在所述吸能盒本体两端的连接部，所述吸能盒本体包括盒体和填充在所述盒体内的吸能件，所述吸能件包括仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件，所述仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件间隔交替连接构成吸能件。仿骨骼结构件可吸收碰撞时的能量，并在大的冲击载荷下发生大变形，仿蜂窝结构件可抵抗受到冲击时较大作用力。

Description

一种汽车轻量化吸能盒
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车轻量化吸能盒。
背景技术
汽车在交通路面行驶可能与其它车辆发生不同角度的碰撞。为保护驾驶员及车身人员的安全，需要安装吸能盒。以实现当汽车发生轻微碰撞时，具有良好的吸能效果。
ZL201410817087.1公开了一种汽车吸能盒，该专利申请在很大冲击下具有无法保护车身部分的缺点。
发明内容
为解决现有技术无法保护车身部分的问题，本发明提供了一种汽车轻量化吸能盒。
技术方案：一种汽车轻量化吸能盒，包括吸能盒本体和设置在所述吸能盒本体两端的连接部，所述吸能盒本体包括盒体和填充在所述盒体内的吸能件，所述吸能件包括仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件，所述仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件间隔交替连接构成吸能件。仿骨骼结构件可吸收碰撞时的能量，并在大的冲击载荷下发生大变形，仿蜂窝结构件可抵抗受到冲击时较大作用力。
进一步的，所述仿蜂窝结构件由若干空心六棱柱构成。
进一步的，所述仿骨骼结构件为多孔结构。
进一步的，构成所述盒体的材料为纤维材料。
进一步的，所述仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件均为铝合金件。
进一步的，所述仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件之间通过平板进行交替连接。
进一步的，所述盒体为空心六棱柱结构。
进一步的，所述平板结构与盒体截面结构一致。
进一步的，所述仿骨骼结构件的曲面结构表示为：
y＝10· (cos x· sin x+cos y· sin z+cos z· sin x)-0.5·(cos 2x·cos2y+cos 2y·cos 2z+cos 2z·cos 2x)。
进一步的，所述仿骨骼结构件的结构厚度大于仿蜂窝结构件的单件厚度。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本发明采用两种仿生结构，具有轻质、吸能效果好等优点；
(2)采用本发明的吸能盒，能够抵抗较大冲击力，保护车身；
(3)本发明采用两种结构间隔连接，具备较好的柔韧性；
(4)本发明制备简单，通过3D打印可完成内部结构。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的吸能件结构图；
图3为剖面示意图；
图4为图3中A平面和B平面的吸能大小分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本发明的一种汽车轻量化吸能盒，包括吸能盒本体1和设置在吸能盒本体1两端的连接部2，该吸能盒本体1包括盒体和填充在盒体内的吸能件3，吸能件3为两种仿生空心轻质结构，具体包括仿蜂窝结构件31和仿骨骼结构件32，仿蜂窝结构件31和仿骨骼结构件32通过平板33间隔交替连接构成吸能件3。仿骨骼结构件32可吸收碰撞时的能量，并在大的冲击载荷下发生大变形，仿蜂窝结构件31可抵抗受到冲击时较大作用力。
本发明的仿蜂窝结构件31由若干空心六棱柱311构成，该仿骨骼结构件32为多孔结构，该仿蜂窝结构件31和仿骨骼结构件32均为铝合金件，该盒体采用纤维材料制成空心六棱柱结构，平板33结构为六面板结构。
实施例：
本实施例采用纤维材料制得空心六棱柱盒体，采用铝合金材料分别制得多孔的仿蜂窝结构件和多孔的仿骨骼结构件，该仿蜂窝结构件和仿骨骼结构件之间采用铝合金六面板进行交替连接构成吸能件，该吸能件填充在盒体内部。
本实施例的仿蜂窝结构件由若干空心六棱柱组合连接构成，仿蜂窝结构件的单体厚度为1mm，其截面内六边形边长为12mm，仿骨骼结构件结构厚度为2mm，仿骨骼结构件的曲面模型公式表示为：
y＝10·(cos x·sin x+cos y·sin z+cos z·sin x)-0.5·(cos 2x·cos 2y+cos 2y·cos 2z+cos 2z·cos 2x)
该仿骨骼结构件的孔隙率为9.8％，连接平板的厚度为8mm。
汽车吸能盒前端连接前保横梁，后端连接前纵梁。本实施例的吸能件可由3D打印机一次打印完成。图4显示了图3中A平面和B平面的吸能大小的分析示意图，由该示意图可知仿骨骼结构件的B平面的吸能效果比A平面近10倍，在满足刚度需求下吸能效果比同质量的蜂窝结构高5倍以上。

Claims (1)

1.一种汽车轻量化吸能盒，其特征在于：包括吸能盒本体(1)和设置在所述吸能盒本体(1)两端的连接部(2)，所述吸能盒本体(1)包括盒体和填充在所述盒体内的吸能件(3)，所述吸能件(3)包括仿蜂窝结构件(31)和仿骨骼结构件(32)，所述仿蜂窝结构件(31)和仿骨骼结构件(32)间隔交替连接构成吸能件(3)；
所述仿蜂窝结构件(31)由若干空心六棱柱(311)构成；
所述仿骨骼结构件(32)为多孔结构；
构成所述盒体的材料为纤维材料；
所述仿蜂窝结构件(31)和仿骨骼结构件(32)均为铝合金件；
所述仿蜂窝结构件(31)和仿骨骼结构件(32)之间通过平板(33)进行交替连接；
所述盒体为空心六棱柱结构；
所述平板(33)结构与盒体截面结构一致；
所述仿骨骼结构件(32)的曲面结构表示为：
y＝10·(cosx·sinx+cosy·sinz+cosz·sinx)-0.5·(cos2x·cos2y+cos2y·cos2z+cos2z·cos2x)；
所述仿骨骼结构件(32)的结构厚度大于仿蜂窝结构件(31)的单件厚度。
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