CN116812018A - 一种降低车辆底板冲击波能量的方法及其专用防冲击地板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低车辆底板冲击波能量的方法及其专用防冲击地板，属于车辆地板技术领域。防冲击地板包括U型板、防爆结构和紧固装置，紧固装置将U型板侧板固定在车辆侧壁上，使得U型板中间位置呈悬空状态，可以承受更大幅度的结构变形；另外，当车辆底部受到爆炸冲击时，冲击波能量通过空气介质传递，可以有效减少U型板受到的冲击载荷；紧固装置的螺栓轴向与冲击波传播方向垂直，且远离中间最大变形区域，使得脱离难度加大，从而可以避免对车内人员造成二次伤害；在U型板下方设置波纹状结构的防爆结构以及U型板设计为三明治结构，可以吸收大量冲击动能，减少U型板受到的冲击能量。另外，本发明还具有制造简单、替换方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于车辆地板技术领域，具体涉及一种降低车辆底板冲击波能量的方法及其专用防冲击地板。
背景技术
传统车辆用抗冲击地板均通过螺栓固定在副座上，副座直接垂直连接在底甲上，如图1所示。当底甲受到爆炸冲击时，冲击波能量通过底甲作用于直接接触的副座上，继而传递给地板和螺栓。该种类型地板的缺点在于：地板受到的冲击载荷是经过变形较小的固体传递的，传递过程中能量消耗较少；另外，螺栓位于地板变形最大区域，且螺栓轴向与冲击波传播方向及地板变形方向一致，受到爆炸冲击极易造成脱离，从而对车内人员造成的二次伤害。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供了一种降低车辆底板冲击波能量的方法及其专用防冲击地板，弥补并改善了传统地板连接方式的缺点，可有效降低对车内人员造成的二次伤害。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：地板设计为由U型板、防爆结构和紧固装置构成，紧固装置将U型板的两侧板与车辆侧壁固定连接，使得U型板中间位置处于悬空状态，与底甲无接触，可以有效减少受到的冲击载荷，以及承受更大幅度的结构变形；连接时，螺栓轴向与冲击波传播方向垂直，且远离地板中间最大变形区域，使得脱离难度加大，可以避免对车内人员造成二次伤害；可吸收和反射冲击能量的防爆结构位于U型板下方，可有效降低U型板受到的冲击能量；从而实现本发明目的。
本发明涉及的一种降低车辆底板冲击波能量的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）制备防冲击地板，包括U型板、防爆结构和紧固装置；防爆结构为波纹状结构；
（2）在车辆底板下方，借助紧固装置，将U型板的侧板固定在车辆侧壁上；防爆结构固定在U型板的下方，其中间位置呈悬空状态，用于吸收冲击能量，减少U型板的受力；
（3）在车辆内部布置防冲击地板，相邻U型板的中心距为300-600mm。
优选的，所述紧固装置包括副座和螺栓，副座为竖板和横板构成的L型结构，竖板厚度方向开与螺栓匹配的螺栓孔；所述防爆结构位于U型板平板和副座横板之间。
本发明还涉及了一种降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，包括地板、紧固装置和防爆结构；所述地板为U型板，三明治结构，包括上面板、夹芯层和下面板，夹芯层由泡沫材料制成；防爆结构为波纹状结构；防爆结构位于U型板的下方。
优选的，所述上面板、下面板和防爆结构由玻纤增强树脂基复合材料制成。
优选的，所述上面板和下面板厚度与夹芯层厚度之比为1:12~1:3。
进一步优选的，所述玻纤为无碱玻璃布EWR400、EWR450、EWR500、EWR600、EWR650或EWR700，树脂为环氧树脂E51、E44或E42；所述夹芯层为泡沫铝、聚氨酯泡沫或聚氯乙烯泡沫。
优选的，所述U型板厚度15～40mm，侧板高度为30～150mm，地板长度1000～1500mm，宽度600～1200mm
优选的，所述防爆结构波纹状结构的夹角范围为20 ～160度，厚度为5～40 mm，高度为5～150mm。
优选的，所述紧固装置包括副座和螺栓，副座为竖板和横板构成的L型结构，竖板厚度方向开与螺栓匹配的螺栓孔；U型板两侧板相应位置开螺栓孔。
进一步优选的，所述副座壁厚6～20mm，竖板高度50～150mm，宽度40～150mm，横板长度 50～150mm，宽度40～150mm；螺纹孔数量大于1时，相邻螺纹孔间距不小于10mm。
本发明的有益效果为：紧固装置将U型板的两侧板与车辆侧壁固定连接，使得U型板中间位置处于悬空状态，与底甲无接触，当底部受到爆炸冲击时，冲击波能量通过空气介质传递，可以有效减少U型板受到的冲击载荷，而且U型板中间位置的非锁定状态，使其可以承受更大幅度的结构变形；紧固装置连接U型板和车辆侧壁时，螺栓轴向与冲击波传播方向垂直，且远离地板中间最大变形区域，使得脱离难度加大，从而可以避免对车内人员造成二次伤害；在U型板下方设置防爆结构，其波纹状结构可以反射和吸收大部分冲击动能，从而减少U型板受到的冲击能量；U型板设计为中间层为泡沫结构的三明治结构，同样可以吸收大量冲击动能。另外，本发明还具有制造简单、替换方便等优点。
附图说明
图1是传统地板连接固定示意图；
图2是本发明防冲击地板连接固定示意图；
图3是本发明的U型板剖视图。
其中，1-U型板，11-上面板，12-夹芯层，13-下面板，2-防爆结构，3-紧固装置。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。除特殊说明外，以下实施例中均采用常规技术操作完成。
以下实施例中，弯曲刚度测试按照GB/T1456-2005。
实施例1
本实施例的防冲击地板，包括U型板1、防爆结构2和两套紧固装置3，如图2所示。
U型板1长1500mm、宽1200mm、厚15mm，两侧板高30mm，厚度方向开有两个直径8mm、垂直方向间距12mm的通孔。U型板1包括上面板11、夹心层12和下面板13，如图3所示。上面板11和下面板13，由厚2.5mm的玻纤增强树脂基复合材料制成，其中，玻纤采用面密度400g/m2的无碱玻璃布EWR400，树脂采用环氧树脂E51，固化体系采用聚酰胺固化剂650。夹心层12厚10mm，由密度为600Kg/m3的聚氯乙烯泡沫制成。
防爆结构2由玻纤增强树脂基复合材料制成，为等厚度波纹状结构，其厚15mm、高100mm，波纹结构的夹角为20度。其玻纤采用面密度450g/m2的无碱玻璃布EWR450，树脂采用环氧树脂E54,固化体系采用聚酰胺固化剂650。
紧固装置3包括副座和螺栓。副座为竖板和横板构成的L型结构，壁厚6mm，宽度40mm，其中竖板高 50mm，横板长 50mm。竖板设置两个直径8mm、垂直方向间距20mm的螺纹孔。螺栓的规格为M8。
经测试，本实施例的防冲击地板的U型板1弯曲刚度为9.86×108N▪mm2，面密度为16.24kg/m2。
使用本实施例的防冲击地板时，首先将其两套紧固装置3副座的竖板分别焊接在车体两侧的内壁面上；再将防爆结构2的两端分别放置于两副座的横板上方；最后借助螺栓将U型板1的两侧板分别固定在两副座上，其平板和两副座横板将防爆结构2的两端固定。相邻U型板1的中心距为600mm。
本实施例的防冲击地板，中间处于悬空状态，与底甲无接触，因此，当底部受到爆炸冲击时，只能通过空气介质传递冲击波能量，从而可以有效减少施加到地板的受力。防爆结构2放置在U型板1下方，其波纹状结构可以反射和吸收大部分冲击能量，U型板1的夹心层12也可以吸收大量冲击动能，经过双重防冲击保护作用，冲击能量将大大减弱。固定装置3的螺栓垂直于车体侧壁而平行于底甲方向，当冲击能量足够大时，螺栓会发生断裂，脱离侧壁，由于垂直方向受力较小，受力脱离后，对人体的二次伤害会大大降低。
实施例2
本实施例U型板长1200mm、宽1000mm、厚20mm，两侧板高50mm，厚度方向开有两个直径10mm、垂直方向间距12mm的通孔。上面板11和下面板13，由厚4mm的玻纤增强树脂基复合材料制成，其中玻纤采用面密度450g/m2的无碱玻璃布EWR450，树脂采用环氧树脂E54，固化体系采用聚酰胺固化剂650。夹心层12厚12mm，采用密度400Kg/m3的泡沫铝。
防爆结构2由玻纤增强树脂基复合材料制成，为等厚度波纹状结构，其厚5mm、高50mm，波纹结构的夹角为50度。其玻纤采用面密度400g/m2的无碱玻璃布EWR400，树脂采用环氧树脂E51,固化体系采用聚酰胺固化剂650。
紧固装置3包括副座和螺栓。副座为竖板和横板构成的L型结构，壁厚10mm，宽度75mm，其中竖板高70mm，横板长70mm。竖板设置两个直径10mm、垂直方向间距35mm的螺纹孔。螺栓的规格为M10。
经测试，本实施例的防冲击地板的U型板1弯曲刚度为6.89×108N▪mm2，面密度为20.8kg/m2。
本实施例的防冲击地板应用于车体内部时，两相邻U型板1中心距为500mm。
实施例3
本实施例U型板1长1000mm、宽800mm、厚25mm，两侧板高80mm，厚度方向开有两个直径8mm、垂直方向间距15mm的通孔。上面板11和下面板13，由厚5mm的玻纤增强树脂基复合材料制成，其中玻纤采用面密度500g/m2的无碱玻璃布EWR500，树脂采用环氧树脂E42，固化体系采用聚酰胺固化剂650。夹心层12厚15mm，采用聚氨酯泡沫，密度为350Kg/m3。
防爆结构2为由玻纤增强树脂基复合材料制成，为等厚度波纹状结构，厚25mm、高120mm，波纹结构的夹角为90度。其玻纤采用面密度600g/m2的无碱玻璃布EWR600，树脂采用环氧树脂E44，固化体系采用聚酰胺固化剂650。
紧固装置3包括副座和螺栓。副座壁厚12mm，宽度105mm，其中竖板高100mm，横板长100mm。竖板设置两个直径8mm、垂直方向间距50mm的螺纹孔。螺栓的规格为M8。
经测试，本实施例的防冲击地板的U型板1弯曲刚度为7.55×108N▪mm2，面密度为25.25kg/m2。
本实施例的防冲击地板应用于车体内部时，两相邻U型板1中心距为400mm。
实施例4
本实施例U型板1长1000mm、宽700mm、厚30mm，两侧板高100mm，厚度方向开有四个直径10mm的通孔，按边长15mm的正方形结构排布。上面板11和下面板13，由厚5mm的玻纤增强树脂基复合材料制成，其中玻纤采用面密度600g/m2的无碱玻璃布EWR600，树脂采用环氧树脂E44，固化体系采用聚酰胺固化剂650。夹心层12厚20mm,采用密度250Kg/m3的聚氨酯泡沫。
防爆结构2为由玻纤增强树脂基复合材料制成，为等厚度波纹状结构，厚30mm、高120mm，波纹结构的夹角为120度。其玻纤采用面密度400g/m2的无碱玻璃布EWR400，树脂采用环氧树脂E51，固化体系采用聚酰胺固化剂650。
紧固装置3包括副座和螺栓。副座为竖板和横板构成的L型结构，壁厚15mm，其中竖板高120mm、宽110mm，横板长120mm、宽125mm，竖板位于横板宽度方向的中间位置。竖板设置四个直径10mm的螺纹孔，按边长45mm的正方形结构排布。螺栓的规格为M10。
经测试，本实施例的防冲击地板的U型板1弯曲刚度为7.25×108N▪mm2，面密度为25.12kg/m2。
本实施例的防冲击地板应用于车体内部时，两相邻U型板1中心距为350mm。
实施例5
本实施例U型板1长1100mm、宽650mm、厚35mm，两侧板高130mm，厚度方向开有四个直径10mm的通孔，按边长15mm的正方形结构排布。上面板11和下面板13，由厚3mm的玻纤增强树脂基复合材料制成，其中玻纤采用面密度650g/m2的无碱玻璃布EWR650，树脂采用环氧树脂E42，固化体系采用聚酰胺固化剂650。夹心层12厚29mm,采用密度110Kg/m3的聚氯乙烯泡沫。
防爆结构2为由玻纤增强树脂基复合材料制成，为等厚度波纹状结构，厚40mm、高150mm，波纹结构的夹角为135度。其玻纤采用面密度600g/m2的无碱玻璃布EWR600，树脂采用环氧树脂E44，固化体系采用聚酰胺固化剂650。
紧固装置3包括副座和螺栓。副座为竖板和横板构成的L型结构，壁厚18mm，其中竖板高130mm、宽125mm，横板长130mm、宽140mm，竖板位于横板宽度方向的中间位置。竖板设置四个直径10mm的螺纹孔，按边长50mm的正方形结构排布。螺栓的规格为M10。
经测试，本实施例的防冲击地板的U型板1弯曲刚度为4.36×108N▪mm2，面密度为15.19kg/m2。
本实施例的防冲击地板应用于车体内部时，两相邻U型板1中心距为325mm。
实施例6
本实施例U型板1长1400mm、宽600mm、厚40mm，两侧板高150mm，厚度方向开有四个直径10mm的通孔，按边长15mm的正方形结构排布。上面板11和下面板13，由厚2.5mm的玻纤增强树脂基复合材料制成，其中玻纤采用面密度700g/m2的无碱玻璃布EWR700，树脂采用环氧树脂E44，固化体系采用聚酰胺固化剂650。夹心层12厚36mm，采用密度80Kg/m3的聚氯乙烯泡沫。
防爆结构2由玻纤增强树脂基复合材料制成，为等厚度波纹状结构，其厚10mm、高30mm，波纹结构的夹角为160度。其玻纤采用面密度700g/m2的无碱玻璃布EWR700，树脂采用环氧树脂E44，固化体系采用聚酰胺固化剂650。
紧固装置3包括副座和螺栓。副座为竖板和横板构成的L型结构，壁厚20mm、宽150mm，其中竖板高150mm，横板长150mm。竖板设置四个直径10mm的螺纹孔，按边长60mm的正方形结构排布。螺栓的规格为M10。
经测试，本实施例的防冲击地板的U型板1弯曲刚度为2.76×108N▪mm2，面密度为14.88kg/m2。
本实施例的防冲击地板应用于车体内部时，两相邻U型板1中心距为300mm。
Claims (10)
1.一种降低车辆底板冲击波能量的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）制备防冲击地板，包括U型板（1）、防爆结构（2）和紧固装置（3）；防爆结构（2）为波纹状结构；
（2）在车辆底板下方，借助紧固装置（3），将U型板（1）的侧板固定在车辆侧壁上；防爆结构（2）固定在U型板（1）的下方，其中间位置呈悬空状态，用于吸收冲击能量，减少U型板（1）的受力；
（3）在车辆内部布置防冲击地板，相邻U型板（1）的中心距为300-600mm。
2.根据权利要求1所述一种降低车辆地板冲击能量的方法，其特征在于：所述紧固装置（3）包括副座和螺栓，副座为竖板和横板构成的L型结构，竖板厚度方向开与螺栓匹配的螺栓孔；所述防爆结构（2）位于U型板（1）平板和副座横板之间。
3.一种权利要求1降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，包括地板和紧固装置，其特征在于：还包括防爆结构（2）；所述地板为U型板（1），三明治结构，包括上面板（11）、夹芯层（12）和下面板（13），夹芯层（12）由泡沫材料制成；防爆结构（2）为波纹状结构；防爆结构（2）位于U型板（1）的下方。
4.根据权利要求3所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述上面板（11）、下面板（13）和防爆结构（2）由玻纤增强树脂基复合材料制成。
5.根据权利要求4所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述上面板（11）和下面板（13）厚度与夹芯层（12）厚度之比为1:12~1:3。
6.根据权利要求3至5任一项所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述玻纤为无碱玻璃布EWR400、EWR450、EWR500、EWR600、EWR650或EWR700，树脂为环氧树脂E51、E44或E42；所述夹芯层（12）为泡沫铝、聚氨酯泡沫或聚氯乙烯泡沫。
7.根据权利要求3所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述U型板（1）厚度15～40mm，侧板高度为30～150mm，地板长度1000～1500mm，宽度600～1200mm。
8.根据权利要求3所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述防爆结构（2）波纹状结构的夹角范围为20 ～160度，厚度为5～40 mm，高度为5～150mm。
9.根据权利要求3所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述紧固装置（3）包括副座和螺栓，副座为竖板和横板构成的L型结构，竖板厚度方向开与螺栓匹配的螺栓孔；U型板（1）两侧板相应位置开螺栓孔。
10.根据权利要求9所述降低车辆底板冲击波能量方法用防冲击地板，其特征在于：所述副座壁厚6～20mm，竖板高度50～150mm，宽度40～150mm，横板长度 50～150mm，宽度40～150mm；螺纹孔数量大于1时，相邻螺纹孔间距不小于10mm。
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