CN213619652U - 吸能式后防护安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吸能式后防护安装结构，包括承压架体和固定架体，固定架体的一端固定连接至车辆承重梁，固定架体的另一端通过承压架体安装吸能装置，固定架体包括两组相互对称设置且结构相同的支架，固定架体包括第一形变架、第二形变架、第一承压杆和第一连杆，第一形变架的一侧和第二形变架的一侧分别通过一个所述支架固定连接至车辆承重梁，第一形变架和第二形变架之间分别设置第一连杆和支撑结构，第一连杆和所述支撑结构相互平行设置。本实用新型所述的吸能式后防护安装结构，满足吸能装置其特殊的撕裂、变形方式需要配置的特定安装机构，结构简单、制造方便，满足轻量化及NVH性能，结构可靠性高。

Description

吸能式后防护安装结构

技术领域

本实用新型属于吸能防护领域，尤其是涉及一种吸能式后防护安装结构。

背景技术

目前，我国危化品运输车辆保有量大约为30万辆，由于一些客观原因，追尾事故频发，当碰撞事故发生后，车上的被动安全装置就成为保护乘员生命安全的最后一道防线，碰撞缓冲吸能结构就是一种重要的被动安全装置,尤其是对于一些大型的危化品运输车辆，一旦盛装危化品的储藏罐发生破损，极易引发次生灾害，轻则污染环境，重则造成重大的人身伤亡事故。特种车辆后部防撞吸能装置能够方便并且牢固的固定在车辆尾部，在碰撞过程中，载荷会直接作用于承载平面，起到缓冲吸能作用，进行碰撞冲击力能量的吸收、缓冲，有效保护车辆的安全。吸能装置其特殊的撕裂、变形方式需要配置特定的安装机构，以满足GB11567-2017碰撞试验及JT/T1285-2020静态加载试验法规的要求，同时吸能装置安装结构需满足轻量化及NVH性能。

通过建立吸能式后防护碰撞分析有限元模型并准确定义材料参数及连接形式，以满足仿真模型的精度要求，依据GB11567-2017碰撞试验法规对现有后防护及安装结构开展碰撞仿真计算，获得台车加速度、反弹速度及碰撞结构变形量、结构应力、结构应变等数据，采用DOE分析法对吸能装置安装结构进行轻量化设计，依据JT/T1285-2020静态加载试验法规对设计的吸能装置安装结构开展静态加载仿真计算，验证其可靠性，开展安装结构的模态分析，确定其振动特性。

吸能式后防护安装结构在满足轻量化及NVH性能的前提下，需符合GB11567-2017碰撞试验法规及JT/T1285-2020静态加载试验法规的要求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种吸能式后防护安装结构，以解决安装结构在满足轻量化及NVH性能的要求下，钢性不足，制作及安装复杂，破坏吸能装置吸能效果的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种吸能式后防护安装结构，包括承压架体和固定架体，固定架体的一端固定连接至车辆承重梁，固定架体的另一端通过承压架体安装吸能装置，固定架体包括两组相互对称设置且结构相同的支架，承压架体包括第一形变架、第二形变架、支撑结构和第一连杆，第一形变架的一侧和第二形变架的一侧分别通过一个所述支架固定连接至车辆承重梁，第一形变架和第二形变架之间分别设置第一连杆和支撑结构，第一连杆和所述支撑结构相互平行设置，所述支撑结构的两端分别固定连接至第一形变架的一端、第二形变架的一端。

进一步的，所述支撑结构包括若干相互平行设置的第一承压杆，每个第一承压杆的两端分别固定连接至第一形变架的一端、第二形变架的一端。

进一步的，所述第一承压杆的数量不少于3个。

进一步的，所述支撑结构是支撑板，支撑板的两端分别固定连接至第一形变架的一端、第二形变架的一端。

进一步的，所述支撑结构包括第四承压杆、第五承压杆和两个第六承压杆，第四承压杆、第五承压杆和第一连杆相互平行设置，第四承压杆的两端、第五承压杆的两端分别固定连接至第一形变架的一端、第二形变架的一端，第四承压杆和第五承压杆之间安装两个第六承压杆，每个第六承压杆的两端分别固定连接至第四承压杆的一侧、第五承压杆的一侧，且两个第六承压杆的中部相交。

进一步的，所述第一形变架和第二形变架相互对称设置且结构相同，第一形变架包括依次首尾相连的第一支杆、第二支杆、第三支杆和第四支杆，第四支杆的第一侧固定连接至第一承压杆的一端和第一连杆的一端，第四支杆的第二侧和第一支杆的第二侧均通过所述支架固定连接至车辆承重梁。

进一步的，所述第一形变架还包括第二承压杆和第三承压杆，第二承压杆和第三承压杆相互对称设置，第二承压杆的一端固定连接至第四支杆的第三侧，第二承压杆的另一端固定连接至第一支杆的第三侧。

进一步的，所述支架包括第一固定杆、第二固定杆和第三固定杆，第一固定杆和第二固定杆相互平行设置，第一固定杆的一端、第二固定杆的一端和第三固定杆的一端均固定连接至承压架体的第一侧，所述吸能装置位于承压架体的第二侧，第一固定杆的另一端和第二固定杆的另一端均固定连接至车辆承重梁的一侧，第三固定杆的另一端固定连接至车辆承重梁的下端。

进一步的，所述支架还包括竖梁加强筋，每个第三固定杆和第四支杆之间均安装一个竖梁加强筋。

进一步的，所述第一固定杆与第一支杆之间的夹角为锐角，第三固定杆与第四支杆之间的夹角为锐角。

相对于现有技术，本实用新型所述的吸能式后防护安装结构具有以下优势：

(1)本实用新型所述的吸能式后防护安装结构，能够在吸能式后防护压溃变形过程中提供可靠支撑，以充分发挥吸能装置对碰撞能量的吸收效果，同时由于其具有足够的抗压刚强度，可避免在碰撞过程中危化品运输车储藏罐发生破损，其结构简单、制造方便，满足轻量化及NVH性能，结构可靠性高。

(2)本实用新型所述的吸能式后防护安装结构，具有足够的抗压刚强度，可防止追尾碰撞过程中危化品运输车储藏罐撞击受损，避免次生灾害的发生。

(3)本实用新型所述的吸能式后防护安装结构，具有良好的NVH性能，其各阶模态振动频率均避开发动机怠速及铺装路面的激振频率，可有效避免因共振引起的结构疲劳破坏及振动噪声。

(4)本实用新型所述的吸能式后防护安装结构，支撑结构设计了多结构满足多种安装结构需求，其中平行设计的多个第一承压杆节省材料的同时也满足吸能装置后部支撑作用。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的吸能式后防护安装结构装配至车辆承重梁的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的吸能式后防护安装结构的上视图；

图3为本实用新型实施例所述的第一实施例吸能式后防护安装结构的正视图；

图4为本实用新型实施例所述的第二实施例吸能式后防护安装结构的正视图；

图5为本实用新型实施例所述的第三实施例吸能式后防护安装结构的正视图；

图6为本实用新型实施例所述的加载位移与承载压力的关系曲线图；

图7为本实用新型实施例所述的安装结构变形云图；

图8为本实用新型实施例所述的静态加载位移云图。

附图标记说明：

11-承压架体；11-第一变形架；111-第一支杆；112-第二支杆；113-第三支杆；114-第四支杆；115-第二承压杆；116-第三承压杆；12-第二变形架；13-第一承压杆；14-第一连杆；15-支撑板；16-第五承压杆；17-第四承压杆；18-第六承压杆；2-固定架体；21-第一固定杆；22-第二固定杆；23-第三固定杆；24-竖梁加强筋；3-车辆承重梁。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-3所示，吸能式后防护安装结构，包括承压架体1和固定架体2，固定架体2的一端固定连接至车辆承重梁3，固定架体2的另一端通过承压架体1安装吸能装置，固定架体2包括两组相互对称设置且结构相同的支架，承压架体1包括第一形变架11、第二形变架12、支撑结构和第一连杆14，第一形变架11的一侧和第二形变架12的一侧分别通过一个所述支架固定连接至车辆承重梁3，第一形变架11和第二形变架12之间分别设置第一连杆14和支撑结构，第一连杆14和所述支撑结构相互平行设置，所述支撑结构的两端分别固定连接至第一形变架11的一端、第二形变架12的一端，为保证吸能装置可靠稳定的吸收台车碰撞能量，吸能装置安装结构需提供可靠支撑且不得断裂脱落，台车碰撞过程中，安装结构最大变形量为10.5mm，发生在第一形变架11和第二形变架12的外侧角落部位，在安装时需要支撑结构和支架来满足的刚度特性，吸能式后防护安装结构满足吸能装置其特殊的撕裂、变形方式需要配置的特定安装机构，满足轻量化及NVH性能，同时也满足GB11567-2017碰撞试验及JT/T1285-2020静态加载试验法规的要求。

如图7所示，承压架体1和固定架体2采用Q345B方钢管、矩形钢管及钢板焊接而成，Q345B具有良好的抗冲击能力及材料力学性能，屈服强度≥345Mpa，抗拉强度510Mpa-600Mpa；台车碰撞过程中，安装结构应力最大值为366Mpa，最大应力仅产生于螺栓孔等小范围区域，且实际结构螺栓连接均增设垫片，螺栓孔位置得到加强，实际应力将有所降低；对比分析安装结构应变情况，最大应变为1.1％，远小于Q345B断裂百分比22％；综上，承压架体1和固定架体2具有良好的强度特性。

如图3所示，第一实施例中所述支撑结构包括若干相互平行设置的第一承压杆13，每个第一承压杆13的两端分别固定连接至第一形变架11的一端、第二形变架12的一端，第一承压杆13的数量不少于3个。平行设置的第一承压杆13节省材料的同时也满足碰撞过程中对吸能装置可靠支撑的作用，第一承压杆13无需设置过多，第一承压杆13数量太多装置过重且无实质的支撑作用。

如图4所示，第二实施例中所述支撑结构是支撑板15，支撑板15的两端分别固定连接至第一形变架11的一端、第二形变架12的一端，如图5所示，第三实施例中所述支撑结构包括第四承压杆17、第五承压杆16和两个第六承压杆18，第四承压杆17、第五承压杆16和第一连杆14相互平行设置，第四承压杆17的两端、第五承压杆16的两端分别固定连接至第一形变架11的一端、第二形变架12的一端，第四承压杆17和第五承压杆16之间安装两个第六承压杆18，每个第六承压杆18的两端分别固定连接至第四承压杆17的一侧、第五承压杆16的一侧，且两个第六承压杆18的中部相交，以此满足多种安装结构的需求。

如图1和3所示，第一形变架11和第二形变架12相互对称设置且结构相同，第一形变架11包括依次首尾相连的第一支杆111、第二支杆112、第三支杆113和第四支杆114，第四支杆114的第一侧固定连接至第一承压杆13的一端和第一连杆14的一端，第四支杆114的第二侧和第一支杆111的第二侧均通过所述支架固定连接至车辆承重梁3，第一支杆111与第二支杆112按照GB11567-2017中B.3.1.3要求的P1点，满足承载200KN的加载力。

第一形变架11还包括第二承压杆115和第三承压杆116，第二承压杆115和第三承压杆116相互对称设置，第二承压杆115的一端固定连接至第四支杆114的第三侧，第二承压杆115的另一端固定连接至第一支杆111的第三侧，第二承压杆115和第三承压杆116起到吸能装置后部支撑作用，防止碰撞时两侧向后弯折变形过大，无法对吸能装置提供可靠支撑，影响吸能效果。

如图2所示，所述支架包括第一固定杆21、第二固定杆22和第三固定杆23，第一固定杆21和第二固定杆22相互平行设置，第一固定杆21的一端、第二固定杆22的一端和第三固定杆23的一端均固定连接至承压架体1的第一侧，所述吸能装置位于承压架体1的第二侧，第一固定杆21的另一端和第二固定杆22的另一端均固定连接至车辆承重梁3的一侧，第三固定杆23的另一端固定连接至车辆承重梁3的下端，第一固定杆21、第二固定杆22的设置保证了静压20吨以上的压力，第三固定杆23和承压架体1不变形过大所述支架还包括竖梁加强筋24，每个第三固定杆23和第四支杆114之间均安装一个竖梁加强筋24，竖梁加强筋24的设置满足，1.1吨台车撞击试验时承压架体1下部形变3.5mm-4.5mm的设计需求。

第一固定杆21与第一支杆111之间的夹角为锐角，第三固定杆23与第四支杆114之间的夹角为锐角。

吸能式后防护安装结构有限元静压仿真分析

为研究吸能装置安装结构抗压能力，对加载装置施加强制位移80mm，得到加载位移与承载压力的关系曲线如图6和8所示，当加载位移7.56mm时，其承载压力为200KN，由曲线可知吸能装置安装结构最大承载能力为350KN，满足JT/T 1285-2020静态加载试验标准。吸能装置安装结构承载200KN载荷时，最大位移发生在第一形变架11的一侧和第二形变架12的一侧，位移值为9.07mm。最大应力发生在固定架体2与车辆承重梁3接触位置，最大应力为394Mpa，大于Q345B屈服强度345Mpa，远小于材料抗拉强度510Mpa-600Mpa，最大应变为1.57％，远小于Q345B断裂百分比21％，综上，安装结构强度满足静态加载试验要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.吸能式后防护安装结构，其特征在于：包括承压架体(1)和固定架体(2)，固定架体(2)的一端固定连接至车辆承重梁(3)，固定架体(2)的另一端通过承压架体(1)安装吸能装置，固定架体(2)包括两组相互对称设置且结构相同的支架，承压架体(1)包括第一形变架(11)、第二形变架(12)、支撑结构和第一连杆(14)，第一形变架(11)的一侧和第二形变架(12)的一侧分别通过一个所述支架固定连接至车辆承重梁(3)，第一形变架(11)和第二形变架(12)之间分别设置第一连杆(14)和所述支撑结构，第一连杆(14)和所述支撑结构相互平行设置，所述支撑结构的两端分别固定连接至第一形变架(11)的一端、第二形变架(12)的一端。

2.根据权利要求1所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：所述支撑结构包括若干相互平行设置的第一承压杆(13)，每个第一承压杆(13)的两端分别固定连接至第一形变架(11)的一端、第二形变架(12)的一端。

3.根据权利要求2所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：第一承压杆(13)的数量不少于3个。

4.根据权利要求1所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：所述支撑结构是支撑板(15)，支撑板(15)的两端分别固定连接至第一形变架(11)的一端、第二形变架(12)的一端。

5.根据权利要求1所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：所述支撑结构包括第四承压杆(17)、第五承压杆(16)和两个第六承压杆(18)，第四承压杆(17)、第五承压杆(16)和第一连杆(14)相互平行设置，第四承压杆(17)的两端、第五承压杆(16)的两端分别固定连接至第一形变架(11)的一端、第二形变架(12)的一端，第四承压杆(17)和第五承压杆(16)之间安装两个第六承压杆(18)，每个第六承压杆(18)的两端分别固定连接至第四承压杆(17)的一侧、第五承压杆(16)的一侧，且两个第六承压杆(18)的中部相交。

6.根据权利要求1所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：第一形变架(11)和第二形变架(12)相互对称设置且结构相同，第一形变架(11)包括依次首尾相连的第一支杆(111)、第二支杆(112)、第三支杆(113)和第四支杆(114)，第四支杆(114)的第一侧固定连接至第一承压杆(13)的一端和第一连杆(14)的一端，第四支杆(114)的第二侧和第一支杆(111)的第二侧均通过所述支架固定连接至车辆承重梁(3)。

7.根据权利要求6所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：第一形变架(11)还包括第二承压杆(115)和第三承压杆(116)，第二承压杆(115)和第三承压杆(116)相互对称设置，第二承压杆(115)的一端固定连接至第四支杆(114)的第三侧，第二承压杆(115)的另一端固定连接至第一支杆(111)的第三侧。

8.根据权利要求6所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：所述支架包括第一固定杆(21)、第二固定杆(22)和第三固定杆(23)，第一固定杆(21)和第二固定杆(22)相互平行设置，第一固定杆(21)的一端、第二固定杆(22)的一端和第三固定杆(23)的一端均固定连接至承压架体(1)的第一侧，所述吸能装置位于承压架体(1)的第二侧，第一固定杆(21)的另一端和第二固定杆(22)的另一端均固定连接至车辆承重梁(3)的一侧，第三固定杆(23)的另一端固定连接至车辆承重梁(3)的下端。

9.根据权利要求8所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：所述支架还包括竖梁加强筋(24)，每个第三固定杆(23)和第四支杆(114)之间均安装一个竖梁加强筋(24)。

10.根据权利要求8所述的吸能式后防护安装结构，其特征在于：第一固定杆(21)与第一支杆(111)之间的夹角为锐角，第三固定杆(23)与第四支杆(114)之间的夹角为锐角。

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