CN210309870U - 复合填充蜂窝铝芯及采用该铝芯的汽车车门 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及复合材料技术领域，特别是一种复合填充蜂窝铝芯；包括蜂窝铝芯和填充在部分蜂窝铝芯的蜂窝胞元中的EPP泡沫；所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的横截面呈正六边形，所述蜂窝胞元的侧壁上开设有若干连通孔；本实用新型的复合填充蜂窝铝芯同空蜂窝铝芯或EPP泡沫单体相比，其抗压能力和吸能性能得到明显提升；同完全填充EPP泡沫的复合芯材相比，两者的峰值力相当，但其比吸能得到明显的提升；同完全填充的复合芯材相比，其减重量为11.5％～28％，减重效果明显，有利于降低产品的生产成本；本实用新型同时还提供了一种采用这种复合填充蜂窝铝芯的汽车车门。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合材料技术领域，特别是一种复合填充蜂窝铝芯及采用该铝芯的汽车车门。
背景技术
近年来我国的汽车工业实现了跨越式发展，汽车产业作为国民经济支柱产业，其对经济的促进作用日益凸显。国家统计局2019年1月份发布的数据显示，截至2018年底我国的汽车保有量比上年增加2285万辆，增长10.51％，达到了2.4亿辆，稳居全球汽车产销量第一大国多年。但汽车工业发展的同时也给社会带来了诸如安全问题、空气污染和能源紧张等一系列问题。
随着石油储量的急剧紧缩，电动汽车成为取代燃油汽车的最理想、最有希望的绿色交通工具。而电池作为电动汽车的动力源，其能量储备有限，为提高电动汽车的续航里程，轻量化技术已不断深入地应用到电动汽车上。
目前，人们采用填充芯材的方式代替传统汽车上采用的增加板，对汽车的发动机罩和车门等结构进行优化，以期在降低车身重量的同时，提高吸能效果，从而达到轻量化和碰撞时，提高行人和乘客的安全性。
但各种不同的芯材，且有不同的力学性能和吸能效果，单一地采用上述填充芯材，其改善效果不佳。因此有必要研发一种新型的填充芯材。
实用新型内容
本实用新型为了解决传统的填充芯材存在的上述问题，而提供的一种复合填充蜂窝铝芯。
为达到上述功能，本实用新型提供的技术方案是：
一种复合填充蜂窝铝芯，包括蜂窝铝芯和填充在部分所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元中的EPP泡沫；
所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的横截面呈正六边形，所述蜂窝胞元的侧壁上开设有若干连通孔。
优选地，在每一行蜂窝胞元中，每两个填充有EPP泡沫的蜂窝胞元之间设置有两个连续的没有填充EPP泡沫的蜂窝胞元，且相邻的两行蜂窝胞元之间任意两个填充有EPP泡沫的蜂窝胞元不相邻。
优选地，在每一行蜂窝胞元中，每两个没有填充EPP泡沫的蜂窝胞元之间设置有两个连续的填充EPP泡沫的蜂窝胞元，且相邻的两行蜂窝胞元之间任意两个没有填充EPP泡沫的蜂窝胞元不相邻。
优选地，所述蜂窝胞元的边长为2.5～6mm，壁厚0.05～0.07mm；所述EPP泡沫的密度为20～60kg/m3。
优选地，所述EPP泡沫的密度为40kg/m3。
优选地，所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的边长为3mm，壁厚0.06mm。
本实用新型还提供了一种汽车车门，包括车门外板和车门内板，所述车门外板和车门内板之间设置有上述的复合填充蜂窝铝芯。
优选地，所述复合填充蜂窝铝芯的厚度为30mm。
本实用新型的有益效果在于：
1、由于蜂窝铝芯的蜂窝胞元中部分填充有EPP泡沫，蜂窝铝芯和EPP泡沫产生耦合效应，因此本实用新型的复合填充蜂窝铝芯同空蜂窝铝芯或EPP泡沫单体相比，其抗压能力和吸能性能得到明显提升；
2、本实用新型的复合填充蜂窝铝芯同完全填充EPP泡沫的复合芯材相比，两者的峰值力相当，但其比吸能得到明显的提升；
3、本实用新型的复合填充蜂窝铝芯同完全填充EPP泡沫的复合芯材相比，其减重量为11.5％～28％，减重效果明显，有利于降低产品的生产成本。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图；
图2为实施例二的结构示意图；
图3为蜂窝胞元的主视图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图3对本实用新型作进一步阐述：
实施例一：
如图1所示的一种复合填充蜂窝铝芯，包括蜂窝铝芯和填充在部分蜂窝铝芯的蜂窝胞元1中的EPP泡沫2；蜂窝铝芯的蜂窝胞元1的横截面呈正六边形，在每一行蜂窝胞元1中，每两个填充有EPP泡沫2的蜂窝胞元1之间设置有两个连续的没有填充EPP泡沫2的蜂窝胞元1，且相邻的两行蜂窝胞元1之间任意两个填充有EPP泡沫2的蜂窝胞元1不相邻。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于蜂窝胞元1内填充EPP泡沫2的方式和数量不同。
如图2所示的一种复合填充蜂窝铝芯，包括蜂窝铝芯和填充在部分蜂窝铝芯的蜂窝胞元1中的EPP泡沫2；蜂窝铝芯的蜂窝胞元1的横截面呈正六边形，在每一行蜂窝胞元1中，每两个没有填充EPP泡沫2的蜂窝胞元1之间设置有两个连续的填充EPP泡沫2的蜂窝胞元1，且相邻的两行蜂窝胞元1之间任意两个没有填充EPP泡沫2的蜂窝胞元1不相邻。
在实施例一和实施例二中，为了使EPP泡沫2发泡后能与蜂窝胞元1紧密连接，如图3所示，蜂窝胞元1的侧壁上开设有若干连通孔11，通孔11的孔径一般为0.25～0.5mm。这样本实用新型的复合填充蜂窝铝芯在生产的过程中，EPP泡沫2在发泡时，部分EPP泡沫2会在发泡时伸入通孔中，从而使EPP泡沫2与蜂窝胞元1紧密连接。
空蜂窝在准静态轴向压缩过程中从一端开始产生渐进屈曲变形，随着压缩的进行逐渐形成多个塑性铰，最终胞壁渐进地折叠、压实。在蜂窝胞元1内填充了EPP泡沫2后，由于填充泡沫对胞壁皱褶的抑制效应导致塑性皱褶波长变短和皱褶数目增加，同时胞壁产生皱褶后侵入到填充芯体，对EPP泡沫2形成多方向的挤压，泡沫材料的塑性变形程度得到提高，从而使本实用新型的复合填充蜂窝铝芯整体的压缩载荷得到提高，同时吸能得到增加。EPP泡沫2的填充提高了蜂窝结构轴向压缩的平均冲击力,使结构的吸能性能大于填充材料和空蜂窝的单独吸能之和，这就是填充结构的耦合交互效应。
在动态冲击作用下，材料的应变率效应和结构的惯性效应对结构的耐撞性能也有影响。EPP泡沫2是闭孔类泡沫，冲击速度提高会导致胞元内的气体逃逸不及时而使变形抗力明显提升。
表1所示的是蜂窝铝芯的蜂窝胞元1的边长为3mm，壁厚0.06mm，填充的EPP泡沫2的密度为40kg/m3的A类复合芯材、B类复合芯材和C类复合芯材的峰值力和吸能率的对比。其中，A类复合填充蜂窝铝芯是指采用实施例一的填充方式得到的复合填充蜂窝铝芯；B类复合填充蜂窝铝芯是指采用实施例二的填充方式得到的复合填充蜂窝铝芯；C类复合填充蜂窝铝芯是指组成该复合芯材的蜂窝小单元中的所有蜂窝胞元都填充有EPP泡沫。
表1：
| 类型 | 峰值应力(MPa) | 比吸能(J/g) |
| A类复合填充蜂窝铝芯 | 1.10 | 5.96 |
| B类复合填充蜂窝铝芯 | 1.18 | 4.12 |
| C类复合填充蜂窝铝芯 | 1.25 | 3.26 |
从表1中可知：三种填充类型的复合芯材力学性能差别不大，A类复合填充蜂窝铝芯的比吸能值最大。即在力学性能接近和吸收同等能量的情况下，A类复合填充蜂窝铝芯的质量最轻，B类复合填充蜂窝铝芯的质量次之，这两种填充方式都比全填充或无填充芯材要好，其中A类复合填充蜂窝铝芯是最理想的填充类型。
实施例三：
实施例三是实施例一的复合填充蜂窝铝芯在汽车车门中的运用。
汽车车门包括车门外板和车门内板，车门外板和车门内板之间填充有实施例一的复合填充蜂窝铝芯。当车门外板的厚度为0.34～0.45mm，车门内板的厚度为0.25～0.35mm，复合填充蜂窝铝芯的蜂窝胞元1的横截面呈正六边形，边长为2.5～6mm，壁厚0.05～
0.07mm，EPP泡沫2的密度为20～60kg/m3时，本实用新型的汽车车门的质量较轻且吸能、强度适中，各项性能指标较佳。
在本实施例采用的车门外板厚度为0.4mm，车门内板厚度为0.3mm，填充复合填充蜂窝铝芯的厚度为30mm。
以一款传统汽车车门(不含附件)为例，其包括外板、内板和设置在内、外板之间的增强板，其质量约为13.63kg，采用本实施例的相同型号的汽车车门的质量为10.38kg，本实施例的汽车车门的质量减轻了23.8％，轻量化效果明显。
以上所述实施例，只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (8)
1.一种复合填充蜂窝铝芯，其特征在于：包括蜂窝铝芯和填充在部分所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元中的EPP泡沫；
所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的横截面呈正六边形，所述蜂窝胞元的侧壁上开设有若干连通孔。
2.如权利要求1所述的复合填充蜂窝铝芯，其特征在于：在每一行蜂窝胞元中，每两个填充有EPP泡沫的蜂窝胞元之间设置有两个连续的没有填充EPP泡沫的蜂窝胞元，且相邻的两行蜂窝胞元之间任意两个填充有EPP泡沫的蜂窝胞元不相邻。
3.如权利要求1所述的复合填充蜂窝铝芯，其特征在于：在每一行蜂窝胞元中，每两个没有填充EPP泡沫的蜂窝胞元之间设置有两个连续的填充EPP泡沫的蜂窝胞元，且相邻的两行蜂窝胞元之间任意两个没有填充EPP泡沫的蜂窝胞元不相邻。
4.如权利要求1～3任意一项所述的复合填充蜂窝铝芯，其特征在于：所述蜂窝胞元的边长为2.5～6mm，壁厚0.05～0.07mm；所述EPP泡沫的密度为20～60kg/m3。
5.如权利要求4所述的复合填充蜂窝铝芯，其特征在于：所述EPP泡沫的密度为40kg/m3。
6.如权利要求4所述的复合填充蜂窝铝芯，其特征在于：所述蜂窝铝芯的蜂窝胞元的边长为3mm，壁厚0.06mm。
7.一种汽车车门，包括车门外板和车门内板，其特征在于：所述车门外板和车门内板之间设置有权利要求5或6所述的复合填充蜂窝铝芯。
8.如权利要求7所述的汽车车门，其特征在于：所述复合填充蜂窝铝芯的厚度为30mm。
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| CN201921009833.9U CN210309870U (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 复合填充蜂窝铝芯及采用该铝芯的汽车车门 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110154703A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 东莞职业技术学院 | 复合填充蜂窝铝芯及采用该铝芯的汽车车门 |
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