FR2730025A1 - Energy absorption strut for use as cross member or lengthwise member in chassis of motor vehicle or railway carriage - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet une poutre d'absorption d'énergie réalisée à partir d'un flan métallique mince et destinée à former notamment un longeron ou une traverse d'un véhicule automobile ou ferroviaire. The present invention relates to an energy absorption beam made from a thin metal blank and intended in particular to form a spar or a cross member of a motor or rail vehicle.
La présente invention a également pour objet un flan métallique mince pour la réalisation d'une telle poutre d'absorption d'énergie. The present invention also relates to a thin metal blank for the production of such an energy absorption beam.
Les véhicules automobiles ou ferroviaires comportent des éléments de structure essentiellement constitués de longerons et de traverses destinés à servir de support et de points d'ancrage à différents organes du véhicule, comme par exemple dans le cas d'un véhicule automobile, le moteur, le train-avant ou arrière et les éléments formant la carrosserie. Motor vehicles or rail vehicles comprise structural elements essentially consisting of longitudinal members and cross members intended to serve as support and anchoring points for various vehicle components, as for example in the case of a motor vehicle, the engine, the front or rear axle and the elements forming the body.
Ces longerons et traverses sont généralement constitués par des poutres qui sont calculées et dimen sionnées pour absorber un maximum d'énergie en cas de choc du véhicule. These beams and crosspieces generally consist of beams which are calculated and dimensioned to absorb a maximum of energy in the event of an impact from the vehicle.
En effet, il est communément admis que le corps humain ne peut pas encaisser une accélération ou une décélération instantanée supérieure à 50g, c'est-àdire 50 fois 9,81m/s2 pendant plus de 3 millisecondes sans entraîner des lésions mortelles. Indeed, it is commonly accepted that the human body cannot absorb an instantaneous acceleration or deceleration greater than 50g, that is to say 50 times 9.81m / s2 for more than 3 milliseconds without causing fatal injuries.
Si la structure du véhicule n'absorbe pas suffisamment d'énergie en cas de choc, des lésions sinon mortelles du moins graves et irréversibles peuvent se produire sur les occupant s même en cas de choc peu violent. If the structure of the vehicle does not absorb enough energy in the event of an impact, if not fatal, at least serious and irreversible injuries may occur to the occupants even in the event of a mild impact.
Pour éviter cela, les législateurs ont mis en place des normes auxquelles doivent répondre tous les véhicules. To avoid this, legislators have put in place standards that all vehicles must meet.
Par exemple, les véhicules automobiles doivent subir un test consistant à les lancer contre un obstacle fixe et indéformable à une vitesse de 15m/s, soit environ 57km/h sans que les mannequins instrumentés modélisant les occupants ne subissent une décélération supérieure à 50g. La décélération moyenne ne doit pas dépasser 25g et l'habitacle doit être préservé. For example, motor vehicles must undergo a test consisting of throwing them against a fixed and non-deformable obstacle at a speed of 15m / s, or approximately 57km / h without the instrumented mannequins modeling the occupants undergoing a deceleration greater than 50g. The average deceleration must not exceed 25g and the passenger compartment must be preserved.
De plus, lors d'un choc frontal à 16km/h sur un obstacle fixe, seul le pare-choc doit être endommagé. In addition, during a frontal impact at 16 km / h on a fixed obstacle, only the bumper must be damaged.
Un véhicule comportant des poutres d'absorption d'énergie élémentaire de section carrée ou rectangulaire réalisées à partir d'un flan métallique mince ne permet pas de subir avec succès ce test d'impact, car elles n'absorbent pas suffisamment d'énergie lors de leur déformation si bien qu'une trop grande décélération est transmise aux occupants. A vehicle comprising elementary energy absorption beams of square or rectangular section made from a thin metal blank does not allow it to successfully undergo this impact test, because they do not absorb enough energy during of their deformation so that too much deceleration is transmitted to the occupants.
En effet, l'analyse du mode de déformation de ce genre de poutres lors d'une sollicitation en compression axiale ou quasi-axiale montre que ces poutres se déforment essentiellement en flexion. Indeed, the analysis of the mode of deformation of this kind of beams during a stress in axial or quasi-axial compression shows that these beams essentially deform in bending.
Les seules parties subissant une déformation en allongement ou encore appelées traction ou extension plane, sont les arrêtes ce qui représente entre 5 et 10% de la surface totale développée de la poutre. The only parts undergoing deformation in elongation or also called traction or planar extension, are the edges which represents between 5 and 10% of the total developed surface of the beam.
Or, on sait que la déformation d'un flan métallique en allongement absorbe une quantité d'énergie nettement supérieure à celle de la déformation d'un même flan métallique en flexion pure. However, it is known that the deformation of a metal blank in elongation absorbs a much greater amount of energy than that of the deformation of the same metal blank in pure bending.
C'est pour cela que les poutres d'absorption d'énergie utilisées jusqu'à maintenant présentent des sections complexes généralement en forme de I permettant de multiplier le nombre d'arêtes travaillant en allongement et de ce fait d'augmenter le pourcentage de la surface totale développée de la poutre se déformant en allongement. This is why the energy absorption beams used up to now have complex sections generally in the form of an I making it possible to multiply the number of edges working in elongation and therefore increasing the percentage of the total developed surface of the beam deforming in elongation.
Une solution pour que les poutres puissent absorber à géométrie égale une plus grande quantité d'énergie consisterait à augmenter l'épaisseur du flan métallique constituant ces poutres. One solution so that the beams can absorb a greater quantity of energy at equal geometry would consist in increasing the thickness of the metal blank constituting these beams.
Mais, cette solution a pour inconvénient d'augmenter considérablement le poids de ces poutres d'absorption d'énergie. However, this solution has the drawback of considerably increasing the weight of these energy absorption beams.
L'invention a pour but de proposer une poutre d'absorption d'énergie permettant d'absorber l'énergie cinétique lors d'un choc et d'augmenter de manière importante le pourcentage de la surface totale de la poutre se déformant en allongement lors d'une sollicitation en compression axiale ainsi que d'augmenter la sécurité des occupants des véhicules, tout en diminuant le poids de ces véhicules par l'utilisation de flans métalliques minces pour la réalisation de ladite poutre d'absorption d'énergie. The object of the invention is to propose an energy absorption beam making it possible to absorb the kinetic energy during an impact and to significantly increase the percentage of the total surface of the beam deforming in elongation during of a stress in axial compression as well as of increasing the safety of the occupants of the vehicles, while reducing the weight of these vehicles by the use of thin metal blanks for the production of said energy absorption beam.
L'invention a donc pour objet une poutre d'absorption d'énergie réalisée à partir d'un flan métallique mince, caractérisée en ce qu'au moins deux côtés en opposition de la poutre comportent des moyens d'initialisation d'une déformation en accordéon de cette poutre générant sur ce côté et dans tous les plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de la poutre, des forces de traction de direction opposée et orientées vers les bords dudit côté pour déformer ce côté en allongement lors d'une sollicitation en compression axiale ou quasiaxiale. The invention therefore relates to an energy absorption beam made from a thin metal blank, characterized in that at least two opposite sides of the beam include means for initializing a deformation in accordion of this beam generating on this side and in all the planes perpendicular to the longitudinal axis of the beam, tensile forces of opposite direction and oriented towards the edges of said side to deform this side in elongation during a stress in compression axial or quasiaxial.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention:
- les moyens d'initialisation sont placés dans des zones déterminées nécessitant une augmentation maximale du périmètre de la poutre par un allongement dans lesdites zones du métal constitutif de ladite poutre,
- la poutre comporte quatre côtés et les moyens d'initialisation sont disposés sur chacun des quatre côtés,
- la poutre comporte trois côtés et les moyens d'initialisation sont disposés sur chacun des trois côtés,
- les moyens d'initialisation sont formés par un embouti dont le galbe est dirigé vers l'extérieur de la poutre,
- l'embouti est une calotte sphérique,
- l'embouti possède un périmètre ayant la forme d'une ellipse ou un périmètre formé par plusieurs tronçons d'ellipse constituant approximativement un profil ovoide,
- l'embouti possède un périmètre oblong,
- l'embouti de périmètre oblong a sa grande dimension orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal de la poutre,
- l'embouti est bordé de deux bossages de renfoncement s'étendant de part et d'autre du plan de géométrie dudit embouti, perpendiculaires à l'axe longitudinal de la poutre et ménageant au niveau de ce plan des portions non bordées,
- l'embouti présente une profondeur maximale comprise entre 1 et 4mm et de préférence égale à 2mm,
- la poutre comporte, entre deux emboutis, des emboutis de forme allongée, orientés parallèlement à l'axe longitudinal de ladite poutre,
- la poutre comporte, entre les emboutis et les arêtes de la poutre, des emboutis de forme allongée, orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal de ladite poutre,
- la poutre forme un longeron ou une traverse d'un véhicule automobile.According to other characteristics of the invention:
the initialization means are placed in determined zones requiring a maximum increase in the perimeter of the beam by an elongation in said zones of the metal constituting said beam,
the beam has four sides and the initialization means are arranged on each of the four sides,
the beam has three sides and the initialization means are arranged on each of the three sides,
the initialization means are formed by a stamped whose curve is directed towards the outside of the beam,
- the stamp is a spherical cap,
the stamp has a perimeter having the shape of an ellipse or a perimeter formed by several sections of ellipse constituting approximately an ovoid profile,
- the stamp has an oblong perimeter,
- the stamped oblong perimeter has its large dimension oriented perpendicular to the longitudinal axis of the beam,
the deep-drawn part is bordered by two indentation bosses extending on either side of the geometry plane of said deep-drawn part, perpendicular to the longitudinal axis of the beam and providing non-bordered portions at this plane,
- the stamp has a maximum depth of between 1 and 4mm and preferably equal to 2mm,
the beam comprises, between two stampings, stampings of elongated shape, oriented parallel to the longitudinal axis of said beam,
the beam comprises, between the stampings and the edges of the beam, stamps of elongated shape, oriented perpendicular to the longitudinal axis of said beam,
- The beam forms a spar or a cross member of a motor vehicle.
L'invention a également pour objet un flan métallique pour la réalisation d'une poutre telle que mentionnée ci-dessus. The invention also relates to a metal blank for the production of a beam as mentioned above.
Le matériau constitutif de ce flan métallique mince est de l'acier ou de l'aluminium ou un alliage d'aluminium. The material of this thin metal blank is steel or aluminum or an aluminum alloy.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation d'une poutre d'absorption d'énergie conforme à l'invention,
- la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1,
- la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'un second mode de réalisation d'une poutre d'absorption d'énergie conforme à l'invention,
- la Fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la Fig. 3,
- la Fig. 5 est une vue schématique en perspective d'un troisième mode de réalisation d'une poutre d'absorption d'énergie conforme à l'invention,
- la Fig. 6 est une vue schématique en plan d'une poutre d'absorption d'énergie conforme à l'invention, partiellement déformée,
- la Fig. 7 est une vue schématique en coupe transversale de la poutre montrant l'évolution du périmètre de cette poutre au niveau d'un embouti,
- la Fig. 8 est une vue schématique en coupe transversale de la poutre montrant l'évolution du périmètre de cette poutre au niveau d'un embouti.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent during the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
- Fig. 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of an energy absorption beam according to the invention,
- Fig. 2 is a sectional view along line 2-2 of FIG. 1,
- Fig. 3 is a schematic perspective view of a second embodiment of an energy absorption beam according to the invention,
- Fig. 4 is a sectional view along line 4-4 of FIG. 3,
- Fig. 5 is a schematic perspective view of a third embodiment of an energy absorption beam according to the invention,
- Fig. 6 is a schematic plan view of an energy absorption beam according to the invention, partially deformed,
- Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of the beam showing the evolution of the perimeter of this beam at a stamped level,
- Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the beam showing the evolution of the perimeter of this beam at a stamped level.
La poutre d'absorption d'énergie 1 comporte au moins trois côtés et dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, cette poutre 1 est de section parallélépipèdique et est formée à partir d'un flan métallique mince, c'est à dire d'épaisseur maximale inférieure ou égale à 3mm. The energy absorption beam 1 has at least three sides and in the embodiments shown in the figures, this beam 1 is of rectangular section and is formed from a thin metallic blank, that is to say d '' maximum thickness less than or equal to 3mm.
Selon l'invention, au moins un côté de la poutre 1 comporte des moyens 10 d'initialisation d'une déformation en accordéon de cette poutre, générant sur ce côté et dans tous les plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de la poutre, des forces de traction de direction opposée et orientées vers les bords de ladite face pour déformer ce côté en allongement lors d'une sollicitation en compression axiale ou quasi-axiale de ladite poutre. According to the invention, at least one side of the beam 1 comprises means 10 for initializing an accordion deformation of this beam, generating on this side and in all the planes perpendicular to the longitudinal axis of the beam, tensile forces of opposite direction and oriented towards the edges of said face to deform this side in elongation during a stress in axial or quasi-axial compression of said beam.
En effet, lors d'une déformation en accordéon d'une poutre sollicitée en compression axiale ou quasiaxiale, la courbe représentant les forces de traction exercées sur un côté de la poutre en fonction de l'angle d'un pli de l'accordéon est une fonction exponentielle. Indeed, during an accordion deformation of a beam stressed in axial or quasiaxial compression, the curve representing the tensile forces exerted on one side of the beam as a function of the angle of a fold of the accordion is an exponential function.
Ainsi, les forces de traction au début de la déformation en accordéon de la poutre sont faibles et plus l'angle du pli augmente, plus les forces de traction augmentent. Thus, the traction forces at the start of the accordion deformation of the beam are low and the more the angle of the fold increases, the more the traction forces increase.
Avec la poutre selon l'invention, on utilise au début de la déformation, le travail en flexion du métal constitutif de ladite poutre pour initialiser la déformation et faire que cette déformation se produise à des emplacements déterminés à l'avance et de la façon désirée. With the beam according to the invention, at the start of the deformation, the bending work of the metal constituting said beam is used to initialize the deformation and cause this deformation to occur at predetermined locations and in the desired manner. .
Les moyens 10 d' initialisation de la déformation en accordéon de la poutre 1 génèrent dans tous les plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de cette poutre, des forces de traction de direction opposée et orientées vers les bords de chaque côté pour déformer les côtés en allongement lors d'une sollicitation axiale ou quasi-axiale. The means 10 for initializing the accordion deformation of the beam 1 generate, in all the planes perpendicular to the longitudinal axis of this beam, tensile forces of opposite direction and oriented towards the edges of each side to deform the sides in elongation during axial or quasi-axial stress.
Les moyens 10 d'initialisation sont placés dans des zones déterminées nécessitant une augmentation maximale du périmètre de la poutre par allongement dans lesdites zones du métal constitutif de cette poutre. The initialization means 10 are placed in determined zones requiring a maximum increase in the perimeter of the beam by elongation in said zones of the metal constituting this beam.
Les moyens 10 d'initialisation peuvent être placés sur deux côtés opposés de la poutre ou sur les quatre côtés de ladite poutre. The initialization means 10 can be placed on two opposite sides of the beam or on the four sides of said beam.
Dans le cas où la poutre 1 comporte trois côtés, les moyens 10 d'initialisation sont disposés sur chacun des trois côtés. In the case where the beam 1 has three sides, the initialization means 10 are arranged on each of the three sides.
D'une manière générale, les moyens 10 d'initialisation sont formés par des emboutis 11 dont le galbe est dirigé vers l'extérieur de la poutre 1. In general, the initialization means 10 are formed by stampings 11, the curve of which is directed towards the outside of the beam 1.
Chaque embouti 11 présente une profondeur maximale comprise entre 1 et 4mm et de préférence égale à 2mm. Each stamp 11 has a maximum depth of between 1 and 4mm and preferably equal to 2mm.
Les emboutis 11 peuvent être uniformément répartis sur le côté correspondant de la poutre ou peuvent avoir un écartement différent et cela en fonction de la déformation à obtenir. The stampings 11 can be uniformly distributed on the corresponding side of the beam or can have a different spacing and this depending on the deformation to be obtained.
Selon un premier mode de réalisation repre senté sur les figures 1 et 2, chaque embouti 11 possède un périmètre ayant la forme d'une ellipse. According to a first embodiment shown in Figures 1 and 2, each stamped 11 has a perimeter having the shape of an ellipse.
Selon une variante, chaque embouti 11 possède un périmètre formé par plusieurs tronçons d'ellipse constituant approximativement un profil ovoide. According to a variant, each stamp 11 has a perimeter formed by several ellipse sections constituting approximately an ovoid profile.
Selon une autre variante, l'embouti 11 possède un périmètre oblong. According to another variant, the stamp 11 has an oblong perimeter.
L'embouti 11 a sa grande dimension orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal de la poutre 1. The stamp 11 has its large dimension oriented perpendicular to the longitudinal axis of the beam 1.
Selon encore une autre variante, l'embouti 11 a la forme d'une calotte sphérique. According to yet another variant, the deep-drawn 11 has the shape of a spherical cap.
Selon un second mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, l'embouti 11 possédant un périmètre ayant la forme d'une ellipse ou un périmètre oblong ou ayant la forme d'une calotte sphérique est bordé de deux bossages de renforcement 12 s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie dudit embouti 10 perpendiculaire à l'axe longitudinal de la poutre 1. According to a second embodiment shown in Figures 4 and 5, the stamped 11 having a perimeter having the shape of an ellipse or an oblong perimeter or having the shape of a spherical cap is bordered by two reinforcing bosses 12 s extending on either side of the plane of symmetry of said stamp 10 perpendicular to the longitudinal axis of the beam 1.
Les deux bossages de renforcement 12 ménagent au niveau de ce plan deux portions 13 non bordées. The two reinforcing bosses 12 form at this plane two portions 13 without borders.
Les dimensions et/ou l'espacement des emboutis 11 ainsi que leur géométrie peuvent être variables, sur la longueur de l'un ou de plusieurs côtés de la poutre 1 en fonction de la géométrie de ladite poutre et des déformations par allongement du métal constitutif dans des zones déterminées de façon à piloter l'absorption d'énergie et non pas la subir. The dimensions and / or spacing of the stampings 11 as well as their geometry can be variable, over the length of one or more sides of the beam 1 as a function of the geometry of said beam and of the deformations by elongation of the constituent metal in specific areas so as to control the absorption of energy and not to undergo it.
Selon encore un autre mode de réalisation représenté à la Fig. 5, la poutre 1 comporte, entre deux emboutis 11 d'un même côté, des emboutis 15 de forme allongée, orientés parallèlement à l'axe longitudinal de ladite poutre 1 et/ou entre les emboutis 11 et les arêtes la de ladite poutre 1, des emboutis 16 de forme allongée, orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal de cette poutre 1. According to yet another embodiment shown in FIG. 5, the beam 1 comprises, between two stampings 11 on the same side, stampings 15 of elongated shape, oriented parallel to the longitudinal axis of said beam 1 and / or between the stampings 11 and the edges la of said beam 1 , stamps 16 of elongated shape, oriented perpendicular to the longitudinal axis of this beam 1.
Sur l'exemple de réalisation représenté à la
Fig. 5, les emboutis 15 et 16 sont formés par des reliefs, mais ils peuvent être formés par des creux.On the embodiment shown in
Fig. 5, the stampings 15 and 16 are formed by reliefs, but they can be formed by hollows.
Comme cela apparaît à la Fig. 6 qui représente une vue en plan d'une poutre conforme à l'invention, en compression axiale ou quasi-axiale, la poutre 1 s'écrase en accordéon selon son axe longitudinal. As shown in Fig. 6 which represents a plan view of a beam according to the invention, in axial or quasi-axial compression, the beam 1 collapses in an accordion along its longitudinal axis.
En effet, au cours de cette compression axiale ou quasi-axiale, les emboutis 11 initialisent cette déformation en accordéon générant sur les côtés de la poutre 1 comportant les emboutis 11 et dans tous les plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de cette poutre 1, des forces de traction Ft (Fig. 7) de direction opposée et orientées vers les bords dudit côté. Indeed, during this axial or quasi-axial compression, the stampings 11 initialize this deformation in accordion generating on the sides of the beam 1 comprising the stampings 11 and in all the planes perpendicular to the longitudinal axis of this beam 1, tensile forces Ft (Fig. 7) of opposite direction and oriented towards the edges of said side.
Dès l'initialisation de cette déformation en accordéon, le pli lb au niveau de chaque plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la poutre contenant au moins un embouti 10 se forme progressivement et au début de cette déformation, les forces de traction Ft sont faibles et plus l'angle du pli lb augmente, plus les forces de traction augmentent. As soon as this accordion-shaped deformation is initialized, the fold 1b at each plane perpendicular to the longitudinal axis of the beam containing at least one pressed 10 is formed gradually and at the start of this deformation, the tensile forces Ft are low and the more the angle of the fold lb increases, the more the tensile forces increase.
Par conséquent, dans ces zones, au début de la déformation le métal constitutif de la poutre 1 travaille en flexion, puis le métal travaille en allongement ce qui permet d'absorber un maximum d'énergie lors d'une sollicitation en compression axiale ou quasiaxiale. Consequently, in these zones, at the beginning of the deformation, the metal constituting the beam 1 works in bending, then the metal works in elongation which makes it possible to absorb a maximum of energy during a stress in axial or quasiaxial compression. .
Les figures 7 et 8 représentent deux vues en coupe montrant l'évolution du périmètre de la poutre respectivement au niveau des emboutis 11 et entre les emboutis 11. FIGS. 7 and 8 show two sectional views showing the evolution of the perimeter of the beam respectively at the level of the stampings 11 and between the stampings 11.
Comme cela apparaît à la Fig. 7, au cours de la compression axiale ou quasi-axiale de la poutre, les forces de traction Ft représentées par les flèches sont de direction opposée et orientées vers les arrêtes la de la poutre 1, si bien qu'au début de cette compression, les emboutis 11 s'écrasent progressivement en amorçant la formation des plis lb, la longueur développée du périmètre B de la poutre 1 étant identique au périmètre initial A. As shown in Fig. 7, during the axial or quasi-axial compression of the beam, the tensile forces Ft represented by the arrows are of opposite direction and oriented towards the edges 1a of the beam 1, so that at the start of this compression, the stampings 11 are progressively crushed by initiating the formation of the folds lb, the developed length of the perimeter B of the beam 1 being identical to the initial perimeter A.
Ainsi, au début de la déformation, le métal constitutif de la poutre 1 travaille en flexion. Thus, at the start of the deformation, the metal constituting the beam 1 works in bending.
La compression axiale ou quasi-axiale se poursuivant, au niveau de chaque arête, la résultante des forces de traction Ft entraîne une augmentation progressive du périmètre initial de la poutre 1 qui atteint le périmètre C dans les zones comportant les emboutis 11. The axial or quasi-axial compression continuing, at each edge, the result of the tensile forces Ft causes a progressive increase in the initial perimeter of the beam 1 which reaches the perimeter C in the zones comprising the stampings 11.
Cette augmentation du périmètre de la poutre 1 génère un maximum de déformations en allongement du métal constitutif de la poutre 1 ce qui permet d'absorber un maximum d'énergie. This increase in the perimeter of the beam 1 generates a maximum of elongation deformations of the metal constituting the beam 1, which makes it possible to absorb a maximum of energy.
Comme cela apparaît à la Fig. 8, au cours de la compression axiale ou quasi-axiale, le périmètre de la poutre 1 entre deux emboutis 11 augmente également progressivement pour atteindre le périmètre D. As shown in Fig. 8, during axial or quasi-axial compression, the perimeter of the beam 1 between two stampings 11 also gradually increases to reach the perimeter D.
Cette augmentation du périmètre de la poutre 1 entre deux emboutis 11 génère également un maximum de déformations en allongement du matériau constitutif de la poutre 1. This increase in the perimeter of the beam 1 between two stampings 11 also generates a maximum of elongation deformations of the material constituting the beam 1.
Par conséquent, dans tous les plans de la poutre 1 perpendiculaire à l'axe longitudinal de cette poutre 1, la longueur développée du périmètre de la poutre augmente ce qui permet de multiplier de manière importante la quantité d'énergie absorbée par gramme du matériau constituant la poutre. Consequently, in all the planes of the beam 1 perpendicular to the longitudinal axis of this beam 1, the developed length of the perimeter of the beam increases which makes it possible to significantly increase the amount of energy absorbed per gram of the constituent material beam.
Le mode de déformation de la poutre est symétrique car, en cas de choc, les lobes formés de part et d'autre de chaque arête sont convexes. The mode of deformation of the beam is symmetrical because, in the event of impact, the lobes formed on either side of each edge are convex.
La poutre d'absorption d'énergie est réalisée à partir d'un flan métallique qui comporte des portions parallèles dont le nombre est égal au nombre de côtés de la poutre. The energy absorption beam is produced from a metal blank which has parallel portions, the number of which is equal to the number of sides of the beam.
Ces portions sont pourvues d'emboutis dont le galbe est dirigé vers l'extérieur de la face de la portion destinée à former un côté de la poutre. These portions are provided with stampings, the curve of which is directed towards the outside of the face of the portion intended to form one side of the beam.
Ainsi, il est possible, en organisant la géométrie et la disposition des emboutis, d'imposer la courbe force/déplacement de la déformation, ainsi que les courbes force/temps et déplacement/temps, et en particulier de supprimer le pic d'accélération habituel à l'origine du choc. Thus, it is possible, by organizing the geometry and the arrangement of the stampings, to impose the force / displacement curve of the deformation, as well as the force / time and displacement / time curves, and in particular to suppress the acceleration peak usual cause of the shock.
Le pas optimal p entre deux emboutis, c'est à dire la distance séparant deux emboutis sur le même côté de la poutre, qui organise l'amplitude des plis lors de la déformation, est fonction de la ductilité du matériau employé, car en plus de l'organisation de cette déformation il faut éviter la rupture pendant la déformation. The optimal pitch p between two stampings, that is to say the distance separating two stampings on the same side of the beam, which organizes the amplitude of the folds during the deformation, is a function of the ductility of the material used, because in addition of the organization of this deformation it is necessary to avoid the rupture during the deformation.
Un longeron ou une traverse pour véhicules automobiles ou ferroviaires formé à partir d'une poutre selon l'invention génère donc un maximum de déformations en allongement du matériau constitutif de ladite poutre ce qui permet d'augmenter la sécurité des occupants des véhicules, tout en diminuant le poids de ces véhicules par l'utilisation de flans métalliques minces en acier ou en aluminium ou en alliage d'aluminium pour la réalisation de cette poutre d'absorption d'énergie. A spar or a cross member for motor or rail vehicles formed from a beam according to the invention therefore generates a maximum of elongation deformations of the material constituting said beam which makes it possible to increase the safety of the occupants of the vehicles, while reducing the weight of these vehicles by using thin metal blanks made of steel or aluminum or aluminum alloy for the production of this energy absorption beam.
La poutre d'absorption d'énergie selon l'invention permet de maximiser le rapport énergie absorbée-masse, d'assurer la progressivité de la déformation de l'avant du véhicule vers l'arrière de ce véhicule ce qui est le gage d'une bonne réparation en cas de choc et de maîtriser la cinématique de déformation pour rendre le flambement local de la poutre d'énergie non aléatoire. The energy absorption beam according to the invention makes it possible to maximize the energy absorbed-mass ratio, to ensure the progressiveness of the deformation from the front of the vehicle towards the rear of this vehicle which is the guarantee of a good repair in the event of shock and to control the kinematics of deformation to make the local buckling of the beam of energy not random.
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