CN207594880U - 一种保险杠及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种保险杠及应用该保险杠的汽车。保险杠包括：吸能盒，其采用十二直角薄壁梁；横梁，其采用十二直角薄壁梁，横梁的背面的两端均连接有吸能盒。横梁和吸能盒均采用十二直角薄壁梁，十二直角薄壁梁在受到压力弯曲变形时，每个直角处都会发生拉伸和弯曲，拉伸和弯曲都会耗散大量的能量，这样显著增加了横梁的吸能效果；十二直角薄壁梁沿轴向受力压溃时能够吸收能量是矩形截面梁的3倍，这样显著增加了吸能盒的吸能效果。横梁和吸能盒可吸收的能量显著增加。汽车发生碰撞时，由于保险杠整体可吸收的能量显著增加，汽车的其他部件发生较小的变形，汽车整体发生的变形小可以保证乘客舱的不发生较大变形而危及乘客安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种保险杠及应用该保险杠的汽车。
背景技术
随着社会的发展，汽车几乎成了每家的必需品。汽车行业发展越来越迅速，但是保险杠质量是参差不齐的，现有的保险杠以钢材和合金的为主，其强度虽说比较好，但是当汽车发生碰撞事故时，其吸收的能量小，汽车受到较大的碰撞力时，汽车的其他部件需要吸收较多的能量而发生较大变形，从而引起汽车乘客舱变形，而危及乘客人身安全。
因此，亟需一种保险杠解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提出一种保险杠，能够解决现有的保险杠吸收能量少的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种保险杠，包括：
吸能盒，其采用十二直角薄壁梁；
横梁，其采用十二直角薄壁梁，所述横梁的背面的两端均连接有所述吸能盒。
横梁和吸能盒均采用十二直角薄壁梁，十二直角薄壁梁在受到压力弯曲变形时，每个直角处都会发生拉伸和弯曲，拉伸和弯曲都会耗散大量的能量，这样显著增加了横梁的吸能效果；十二直角薄壁梁沿轴向受力压溃时能够吸收能量是矩形截面梁的3倍，这样显著增加了吸能盒的吸能效果。横梁和吸能盒可吸收的能量显著增加，使保险杠整体可吸收的能量就会显著增加。
优选地，所述十二直角薄壁梁包括第一方梁、第二方梁和第三方梁，所述第一方梁与所述第二方梁相对于所述第三方梁对称设置，所述第三方梁垂直连接于所述第一方梁与所述第二方梁之间，所述第一方梁与所述第三方梁之间以及所述第二方梁与所述第三方梁之间相互连通。
优选地，所述吸能盒的横截面从靠近所述横梁的一端向另一端逐渐变大。
优选地，所述吸能盒采用金属材质，所述吸能盒的外表面包裹有纤维增强复合材料层。
优选地，所述纤维增强复合材料层中的纤维的轴向与所述吸能盒的长度方向相同。
优选地，所述横梁沿长度方向呈弧形，且所述横梁与所述吸能盒连接处为平面。
优选地，所述横梁背面的两端均设有多个第一连接孔，所述吸能盒与所述横梁连接的端面设有多个第二连接孔，多个所述第二连接孔与多个所述第一连接孔一一对应设置，固定件穿过所述第二连接孔连接于所述第一连接孔，将所述吸能盒和所述横梁固定连接在一起。
优选地，所述横梁采用金属材质。
优选地，所述吸能盒的所述另一端的外周设有多个耳板，所述耳板上设有第三连接孔，所述第三连接孔用于将所述吸能盒连接于汽车。
本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，解决汽车的其他部件需要吸收较多的能量而发生较大变形的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种汽车，所述汽车采用了上述任一项所述的保险杠。
本实用新型的有益效果为：横梁和吸能盒均采用十二直角薄壁梁，十二直角薄壁梁在受到压力弯曲变形时，每个直角处都会发生拉伸和弯曲，拉伸和弯曲都会耗散大量的能量，这样显著增加了横梁的吸能效果；十二直角薄壁梁沿轴向受力压溃时能够吸收能量是矩形截面梁的3倍，这样显著增加了吸能盒的吸能效果。横梁和吸能盒可吸收的能量显著增加。汽车发生碰撞时，由于保险杠整体可吸收的能量显著增加，汽车的其他部件发生较小的变形，汽车整体发生的变形小可以保证乘客舱的不发生较大变形而危及乘客安全。
附图说明
图1是本实用新型中保险杠的结构示意图；
图2是本实用新型中保险杠的分解结构示意图；
图3是本实用新型中保险杠的横梁的截面结构示意图；
图4是本实用新型中保险杠的吸能盒的截面结构示意图。
图中：
1、横梁；11、第一连接孔；12、第一方梁；13、第二方梁；14、第三方梁；2、吸能盒；21、耳板；22、金属层；23、纤维增强复合材料层；24、第一方梁；25、第二方梁；26第三方梁。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
如图1和图2所示，本实施例公开了一种保险杠，包括横梁1和吸能盒2，横梁1和吸能盒2均采用十二直角薄壁梁。横梁1背面的两端均连接有吸能盒2。
如图3所示，十二直角薄壁梁包括第一方梁12、24，第二方梁13、25和第三方梁14、26。第一方梁12、24与第二方梁13、25相对于第三方梁14、26对称设置，第三方梁14、26垂直连接于第一方梁12、24与第二方梁13、25之间，第一方梁12、24与第三方梁14、26之间和第二方梁13、25与第三方梁14、26之间相互连通。
如图1和图2所示，横梁1采用金属材质。横梁1沿长度方向为弧形，两端由圆弧进行过渡为平面，该平面与汽车的纵梁相垂直，用于连接吸能盒2。横梁1设置成弧形，横梁1的背面有更多的空间允许其变形，且可以承受更大的弯矩。
横梁1采用十二直角薄壁梁，相当于有一个诱导槽，在低速碰撞时可以更好的吸收能量，传递到吸能盒2的能量较低，吸能盒2基本不会发生变形，维修时，只需要维修横梁1即可；高速碰撞时横梁1为弧形在吸收较大的能量的同时还能承受较大弯矩，而不会发生断裂，可以将能量传递给吸能盒2及汽车纵梁。横梁1在受到压力变形时，其每一个直角都会变形吸能，每个直角处都会发生拉伸和弯曲，拉伸和弯曲都会耗散大量的能量，这样大大增加了横梁1的吸能。横梁1的刚度和强度可以通过调节第二方梁13的尺寸进行调节。
如图4所示，吸能盒2同样采用金属材质，但是在吸能盒2的金属层22外表面包裹有纤维增强复合材料层23。因为纤维在轴向承受压力的能力远高于其他方向，所以纤维增强复合材料的纤维的轴向要与吸能盒2的长度方向相同。吸能盒2的横截面从与横梁1连接的一端向另一端逐渐变大。吸能盒2受力被压溃时，是从横截面小的一端向横截面大的一端逐渐压缩，横截面逐渐变化设置具有更好的吸能效果。当材料、质量和截面周长相同时，十二直角薄壁梁沿轴向压溃时，吸收的能量是矩形截面梁的3倍。纤维增强复合材料(FRP)密度小，但是其强度和吸收的能量均比较高；其在碰撞时的能量吸收能力比钢和铝要高3-4倍。吸能盒2在压溃变形时，吸能盒2会发生弯曲变形，在凸起处，纤维会受到拉伸力，会阻止金属进一步变形，对金属产生约束，使金属有更好的吸能效果。纤维本身还可以吸收能量，这样显著增加了吸能盒2能够吸收的能量。
横梁1背面的两端均设有多个第一连接孔11，吸能盒2与横梁1连接的端面设有多个第二连接孔，多个第二连接孔与多个第一连接孔11一一对应设置，固定件穿过第二连接孔连接于第一连接孔11，将吸能盒2和横梁1固定连接在一起。本实施例中第一连接孔11和第二连接孔优选为螺纹孔，固定件优选为螺栓。
横梁1和吸能盒2分开加工制造，然后通过固定件连接在一起，汽车发生轻微碰撞时，只会横梁1发生变形而吸能盒2不会发生变形，可以降低维修的费用。在生产加工时，单个加工比设置在一起的一次加工成型的成本要低。
吸能盒2的另一端的外周设有多个耳板21，耳板21设有第三连接孔，本实施例中第三连接孔优选为螺纹孔，由螺栓将已经连接好横梁1的吸能盒2固定连接在汽车的纵梁上。
本实施例还公开了一种汽车，该汽车采用了上述保险杠，可以解决汽车的其他部件需要吸收较多的能量而发生较大变形的问题。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例进行了示例性的描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种保险杠，其特征在于，包括：
吸能盒(2)，其采用十二直角薄壁梁；
横梁(1)，其采用十二直角薄壁梁，所述横梁(1)的背面的两端均连接有所述吸能盒(2)；
所述十二直角薄壁梁包括第一方梁(12、24)、第二方梁(13、25)和第三方梁(14、26)，所述第一方梁(12、24)与所述第二方梁(13、25)相对于所述第三方梁(14、26)对称设置，所述第三方梁(14、26)垂直连接于所述第一方梁(12、24)与所述第二方梁(13、25)之间，所述第一方梁(12、24)与所述第三方梁(14、26)之间以及所述第二方梁(13、25)与所述第三方梁(14、26)之间相互连通。
2.根据权利要求1所述的保险杠，其特征在于，所述吸能盒(2)的横截面从靠近所述横梁(1)的一端向另一端逐渐变大。
3.根据权利要求1所述的保险杠，其特征在于，所述吸能盒(2)采用金属材质，所述吸能盒(2)的外表面包裹有纤维增强复合材料层(23)。
4.根据权利要求3所述的保险杠，其特征在于，所述纤维增强复合材料层(23)中的纤维的轴向与所述吸能盒(2)的长度方向相同。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的保险杠，其特征在于，所述横梁(1)沿长度方向呈弧形，且所述横梁(1)与所述吸能盒(2)连接处为平面。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的保险杠，其特征在于，所述横梁(1)背面的两端均设有多个第一连接孔(11)，所述吸能盒(2)与所述横梁(1)连接的端面设有多个第二连接孔，多个所述第二连接孔与多个所述第一连接孔(11)一一对应设置，固定件穿过所述第二连接孔连接于所述第一连接孔(11)，将所述吸能盒(2)和所述横梁(1)固定连接在一起。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的保险杠，其特征在于，所述横梁(1)采用金属材质。
8.根据权利要求2所述的保险杠，其特征在于，所述吸能盒(2)的所述另一端的外周设有多个耳板(21)，所述耳板(21)上设有第三连接孔，所述第三连接孔用于将所述吸能盒(2)连接于汽车主体。
9.一种汽车，其特征在于，所述汽车采用了如权利要求1-8中任一项所述的保险杠。
Priority Applications (1)
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| CN201721437116.7U CN207594880U (zh) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | 一种保险杠及汽车 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107672548A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-09 | 河北工业大学 | 一种保险杠及汽车 |
| CN109543229A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-03-29 | 吉林大学 | 变厚度十二直角截面薄壁梁压溃特性分析方法 |
| CN113147638A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-07-23 | 南华大学 | 低成本高精度的汽车前碰撞横梁及其制备方法 |
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