RU209347U1 - Shock-absorbing device for motor vehicles with composite sections in the form of a catenoid - Google Patents
Shock-absorbing device for motor vehicles with composite sections in the form of a catenoid Download PDFInfo
- Publication number
- RU209347U1 RU209347U1 RU2021103385U RU2021103385U RU209347U1 RU 209347 U1 RU209347 U1 RU 209347U1 RU 2021103385 U RU2021103385 U RU 2021103385U RU 2021103385 U RU2021103385 U RU 2021103385U RU 209347 U1 RU209347 U1 RU 209347U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shock
- catenoid
- energy
- absorbing
- crashbox
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
- B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к ударопоглощающим устройствам автотранспортной техники, реализующим пассивную систему гашения демпфирования ударной нагрузки. Недостатками известных технических решений являются ограниченность высоты/длины крашбоксов в форме катеноида, либо соотношение размеров высота/габариты основания, на которой нельзя в полной мере реализовать все потенциальные возможности столь удачно выбранной формы по снижению энергетического уровня при соударении и использование исключительно отрицательной Гауссовой кривизны формы поверхности и, как следствие, снижение эффективности ударопоглощения при потенциальном соударении. Предлагаемое устройство позволяет повысить степень снижения энергетического уровня при соударении, тем самым, либо минимизировать степень травмирования участников ДТП: водителя, пассажиров ТС, пешеходов в случае использования в виде крашбокса или энергопоглощающего барьера, либо сохранить функциональные свойства армейской бронетехники в случае использования данной формы крашбокса в виде элементов для платформ десантирования. Техническим результатом предложенной полезной модели является наиболее эффективное снижение энергии удара при потенциальном соударении за счет применения составной оболочечной конструкции из чередующихся тонкостенных оболочек, близких к катеноиду, положительной и отрицательной Гауссовой кривизны, а также экономия материала по сравнению с существующими серийными ударопоглощающими вставками в виде полых тонкостенных цилиндров или параллелепипедов.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to shock-absorbing devices for motor vehicles that implement a passive system for damping shock load damping. The disadvantages of the known technical solutions are the limited height/length of catenoid-shaped crashboxes, or the height/dimensions ratio of the base, on which it is impossible to fully realize all the potential possibilities of such a well-chosen form to reduce the energy level during impact and the use of exclusively negative Gaussian curvature of the surface shape and, as a result, a decrease in the effectiveness of shock absorption in the event of a potential impact. The proposed device allows you to increase the degree of energy level reduction during a collision, thereby either minimizing the degree of injury to participants in an accident: the driver, passengers of the vehicle, pedestrians in the case of use in the form of a crashbox or energy-absorbing barrier, or to preserve the functional properties of army armored vehicles in the case of using this form of crashbox in as elements for landing platforms. The technical result of the proposed utility model is the most effective reduction in impact energy during potential impact due to the use of a composite shell structure of alternating thin-walled shells close to the catenoid, positive and negative Gaussian curvature, as well as material savings compared to existing serial shock-absorbing inserts in the form of hollow thin-walled cylinders or parallelepipeds.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к ударопоглощающим устройствам автотранспортной техники, реализующим пассивную систему гашения демпфирования ударной нагрузки.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to shock-absorbing devices for motor vehicles that implement a passive system for damping shock load damping.
Из уровня техники известны устройства, позволяющие гасить энергию удара при столкновениях, в частности дорожно-транспортных происшествиях (ДТП), называемые крашбоксами (также именуемые энергопоглощающими вставками), монтируемые между лонжероном автомобиля и жестким брусом бампера, либо платформ и «сэндвич-конструкций» на основе крашбоксов, служащих для десантирования тяжелой армейской бронетехники или входящих в состав энергопоглощающих барьеров. Все вышеупомянутые устройства представляют собой тонкостенные оболочечные конструкции или набор таковых, преимущественно в виде полых тонкостенных цилиндров, параллелепипедов, шести-восьмигранников в виде сот (например, JP 3007744, US 3841683, DE 19847743, DE 102016000599 А1, KR 20160033532 А, JP 2017124720 A CN 201810191809 A). Однако данные конструктивные решения не являются оптимальными с точки зрения либо недостаточно большой величины деформационного пути для гашения скорости в процессе столкновения ТС, либо формы самого крашбокса.The prior art devices are known to dampen impact energy in collisions, in particular road traffic accidents (RTA), called crashboxes (also referred to as energy-absorbing inserts), mounted between the car side member and a rigid bumper beam, or platforms and "sandwich structures" on based on crash boxes used for landing heavy army armored vehicles or as part of energy-absorbing barriers. All the above devices are thin-walled shell structures or a set of them, mainly in the form of hollow thin-walled cylinders, parallelepipeds, six-octahedrons in the form of honeycombs (for example, JP 3007744, US 3841683, DE 19847743, DE 102016000599 A1, KR 20160033532 A, JP 2017124 CN 201810191809 A). However, these design solutions are not optimal from the point of view of either an insufficiently large value of the deformation path to dampen the speed during a vehicle collision, or the shape of the crashbox itself.
Кроме того, известен крашбокс в форме катеноида (патент RU 255871 C1, B60R 19/28, F16F 1/34 опубликован 10.07.2015) и полезная модель RU 175120 U1, B60R 19/28, опубликована 21.11.2017 - прототип, которые, сочетая преимущества тонкостенных оболочек и форму катеноида, обеспечивают более хорошие параметры демпфирования, по сравнению с вышеприведенными конструктивными решениями.In addition, a crashbox in the form of a catenoid is known (patent RU 255871 C1, B60R 19/28, F16F 1/34 published on 07/10/2015) and utility model RU 175120 U1, B60R 19/28, published on 11/21/2017 - a prototype, which, by combining the advantages of thin-walled shells and the shape of the catenoid provide better damping parameters compared to the above design solutions.
Однако у прототипа также есть недостатки, к которым следует отнести:However, the prototype also has disadvantages, which include:
1) ограниченность соотношения размеров высота / габариты основания самого катеноида, при котором нельзя в полной мере реализовать все потенциальные возможности столь удачно выбранной формы объекта гашения по снижению энергетического уровня при соударении;1) the limited size ratio of the height / dimensions of the base of the catenoid itself, in which it is impossible to fully realize all the potential possibilities of such a well-chosen form of the damping object to reduce the energy level upon impact;
2) использование исключительно отрицательной Гауссовой кривизны. Как известно, крашбокс на транспортном средстве крепится между лонжероном и бамперным брусом, в силу чего имеет ограниченные конструктивные габариты монтажа. В частности размеры основания крашбокса в соотношении с габаритными местами посадки - на лонжерон и бамперный брус, не могут быть шире поперечных сечений последних. На платформах, используемых для десантирования армейской бронетехники или энергопоглощающих барьерах, как правило, используется сотовая конструкция (сопряженные между собой крашбоксы), что также накладывает ограничения на габариты изделия.2) the use of exclusively negative Gaussian curvature. As you know, the crashbox on the vehicle is mounted between the side member and the bumper bar, due to which it has limited design dimensions for installation. In particular, the dimensions of the base of the crashbox in relation to the overall landing sites - on the spar and the bumper bar, cannot be wider than the cross sections of the latter. On platforms used for landing army armored vehicles or energy-absorbing barriers, as a rule, a honeycomb structure is used (crashboxes connected to each other), which also imposes restrictions on the dimensions of the product.
При таком расположении соединяемых крашбоксом деталей конструкций невозможно в полной мере реализовать максимально возможную длину для потенциальной деформации этого ударопоглощающего элемента, а также использовать заложенный при проектировании диапазон прочностных свойств соединения, и, следовательно, снижение энергетического уровня при восприятии ударной нагрузки ударопоглощающим устройством не достаточно эффективно.With such an arrangement of structural parts connected by the crashbox, it is impossible to fully realize the maximum possible length for the potential deformation of this shock-absorbing element, and also to use the range of strength properties of the connection laid down in the design, and, therefore, reducing the energy level when the impact load is perceived by the shock-absorbing device is not effective enough.
Задача настоящей полезной модели заключается в реализации более значительного снижения энергетического уровня при соударении за счет использования более значительной величины продольного деформирования крашбокса при сохранении его посадочных габаритов и особенностей формы, в частности, сочетание положительной и отрицательной Гауссовой кривизны срединной поверхности, что позволит наиболее эффективно минимизировать последствия удара.The objective of this utility model is to implement a more significant reduction in the energy level during impact by using a more significant amount of longitudinal deformation of the crashbox while maintaining its landing dimensions and shape features, in particular, the combination of positive and negative Gaussian curvature of the middle surface, which will most effectively minimize the consequences hit.
Техническим результатом предложенной полезной модели является наиболее эффективное снижение энергии удара при потенциальном соударении за счет применения составной оболочечной конструкции из чередующихся тонкостенных оболочек положительной и отрицательной Гауссовой кривизны срединной поверхности, близких к катеноиду, а также экономия материала по сравнению с существующими серийными ударопоглощающими вставками в виде полых тонкостенных цилиндров, параллелепипедов или шести-восьмигранников.The technical result of the proposed utility model is the most effective reduction in impact energy during potential impact due to the use of a composite shell structure of alternating thin-walled shells of positive and negative Gaussian curvature of the middle surface close to the catenoid, as well as saving material compared to existing serial shock-absorbing inserts in the form of hollow thin-walled cylinders, parallelepipeds or six-octahedrons.
Техническим решением предложенной полезной модели является применение составной тонкостенной оболочечной конструкции из двух оболочек, близких по форме к катеноиду, сочетающих положительную и отрицательную Гауссову кривизну срединной поверхности, что позволяет эффективно и в наиболее полной мере использовать длину (высоту) данного составного энергопоглощающего элемента для деформации вследствие соударения. То есть помимо уменьшения массы, обеспечивается возможность большего взаимного сближения концов крашбокса при его деформации (а в составной конструкции энергопоглощающего барьера также без значительной потери устойчивости сопряженных между собой составных крашбоксов), что положительно скажется на значении максимального замедления и повышении энергоемкости ударозащитной конструкции.The technical solution of the proposed utility model is the use of a composite thin-walled shell structure of two shells, similar in shape to the catenoid, combining the positive and negative Gaussian curvature of the middle surface, which allows you to effectively and to the fullest extent use the length (height) of this composite energy-absorbing element for deformation due to collisions. That is, in addition to reducing the mass, it is possible to bring the ends of the crashbox closer together during its deformation (and in the composite structure of the energy-absorbing barrier also without significant loss of stability of the interconnected composite crashboxes), which will positively affect the value of the maximum deceleration and increase the energy intensity of the shockproof structure.
Полезная модель поясняется фиг. 1-3, на которых показаны: фиг. 1 - обычный крашбокс в форме катеноида с геометрическими параметрами: R - внешний радиус тонкостенной оболочки; r - внутренний радиус тонкостенной оболочки; Н - высота крашбокса; h - толщина стенки крашбокса; δ - максимальное отклонение срединного слоя от посадочного габарита;The utility model is illustrated in FIG. 1-3 showing: FIG. 1 - conventional crashbox in the form of a catenoid with geometric parameters: R - outer radius of a thin-walled shell; r is the inner radius of the thin-walled shell; H is the height of the crashbox; h - wall thickness of the crashbox; δ - maximum deviation of the middle layer from the landing clearance;
фиг. 2 - вариант составной конструкции крашбокса из двух частей;fig. 2 - a variant of the composite structure of the crashbox from two parts;
фиг. 3 - вариант сопряжения предлагаемой составной формы крашбокса.fig. 3 - a variant of conjugation of the proposed composite form of the crashbox.
Пример работы устройства. При потенциальном соударении с неподвижным или движущимся препятствием, крашбокс или конструкция в виде энергопоглощающего барьера на основе сопряженных крашбоксов начинает деформироваться в направлении высоты Н, реализуя при этом всю максимально возможную длину (высоту) данного составного энергопоглощающего элемента; при этом в процесс снижения последствий соударения включается как увеличенная длина элемента благодаря составным частям, так и специфическая форма поперечного сечения, благодаря которой происходит увеличение энергии упруговязких деформаций и, как результат, снижение жесткости всей конструкции ударопоглощающего устройства.Example of device operation. In case of potential collision with a fixed or moving obstacle, a crashbox or a structure in the form of an energy-absorbing barrier based on mated crashboxes begins to deform in the direction of the height H, while realizing the entire maximum possible length (height) of this composite energy-absorbing element; in this case, the process of reducing the consequences of impact includes both the increased length of the element due to the constituent parts, and the specific shape of the cross section, due to which the energy of elastic-viscous deformations increases and, as a result, the rigidity of the entire structure of the shock-absorbing device decreases.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет эффективно и в наиболее полной мере обеспечить гашение ударной нагрузки, повысить степень снижения энергетического уровня при соударении и, тем самым, либо минимизировать степень травмирования участников ДТП - водителя, пассажиров ТС, пешеходов - в случае использования в виде крашбокса или энергопоглощающего барьера.Thus, the proposed device allows you to effectively and to the fullest extent ensure the damping of the shock load, increase the degree of energy level reduction during a collision and, thereby, either minimize the degree of injury to participants in an accident - the driver, passengers of the vehicle, pedestrians - in the case of use in the form of a crash box or energy absorbing barrier.
ЛитератураLiterature
1. Ударозащитное устройство с пассивной системой демпфирования. Патент РФ на изобретение №2555871. Опубл. 10.07.2015 г. Бюл. №19. Авторы: Богданов В.В., Богомольный В.М. Патентообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)». Открытое издание.1. Shockproof device with passive damping system. RF patent for the invention No. 2555871. Published July 10, 2015 Bull. No. 19. Authors: Bogdanov V.V., Bogomolny V.M. Patentee: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Moscow State Engineering University (MAMI)". Open edition.
2. Крашбокс транспортного средства с овальным основанием и в форме катеноида. Описание полезной модели к патенту RU 175120 U1. Опубл. 21.11.2017 г. Бюл. №33. Авторы: Богданов В.В., Чабунин И.С. Патентообладатель: федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования военный учебно-научный центр сухопутных войск «Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации». Открытое издание.2. Vehicle crash box with oval base and catenoid shape. Description of the utility model to the patent RU 175120 U1. Published November 21, 2017 Bull. No. 33. Authors: Bogdanov V.V., Chabunin I.S. Patentee: Federal State State Military Educational Institution of Higher Education Military Educational and Scientific Center of the Ground Forces "Combined Arms Academy of the Armed Forces of the Russian Federation". Open edition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103385U RU209347U1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Shock-absorbing device for motor vehicles with composite sections in the form of a catenoid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103385U RU209347U1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Shock-absorbing device for motor vehicles with composite sections in the form of a catenoid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209347U1 true RU209347U1 (en) | 2022-03-15 |
Family
ID=80737398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103385U RU209347U1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Shock-absorbing device for motor vehicles with composite sections in the form of a catenoid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209347U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2368648A2 (en) * | 1976-10-22 | 1978-05-19 | Du Pont | Energy absorbing device, e.g. automobile bumper - has sinusoidal grooves and is of terpolymer of ethylene!-propylene!-1,4-hexadiene |
US20040113464A1 (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle body frame |
EP2335984A2 (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-22 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Crashbox and method for its production |
RU2555871C1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Impact protection device of vehicle with passive damping system |
RU175120U1 (en) * | 2016-11-24 | 2017-11-21 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Crashbox of a vehicle with an oval base and in the shape of a catenoid |
-
2021
- 2021-02-11 RU RU2021103385U patent/RU209347U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2368648A2 (en) * | 1976-10-22 | 1978-05-19 | Du Pont | Energy absorbing device, e.g. automobile bumper - has sinusoidal grooves and is of terpolymer of ethylene!-propylene!-1,4-hexadiene |
US20040113464A1 (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle body frame |
EP2335984A2 (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-22 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Crashbox and method for its production |
RU2555871C1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Impact protection device of vehicle with passive damping system |
RU175120U1 (en) * | 2016-11-24 | 2017-11-21 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Crashbox of a vehicle with an oval base and in the shape of a catenoid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109878443B (en) | Energy absorption box based on inner core with concave polyhedron negative Poisson ratio three-dimensional structure | |
US9302638B2 (en) | Unitary energy absorbing assembly and method of making the same | |
US8733823B2 (en) | Bumper system for a motor vehicle and method for energy dissipation in the event of a head-on collision | |
CN209079845U (en) | A kind of three-dimensional origami structure vehicle energy absorption box | |
US4221413A (en) | Shock absorption bumper for an automotive vehicle | |
US3794342A (en) | Automobile vehicle | |
CN111301525A (en) | Automobile front longitudinal beam filled with negative Poisson ratio honeycomb material | |
CN206141484U (en) | Aluminum alloy bumper anticollision roof beam | |
CN103287369A (en) | Multistage embedded type octagonal automobile energy absorbing and buffering device | |
CN205044684U (en) | A buffer stop for car body | |
US8439412B2 (en) | Motor vehicle forward structure | |
CN106005022A (en) | Electric car front anti-collision beam assembly | |
US4254978A (en) | Multiple stage flexible bumper | |
RU209347U1 (en) | Shock-absorbing device for motor vehicles with composite sections in the form of a catenoid | |
CN205010335U (en) | Car roof side rail and car | |
CN103386941B (en) | A kind of energy-absorption box | |
CN111231874B (en) | Front anti-collision beam assembly applied to car | |
KR102355897B1 (en) | Truck mounted attenuator using honeycomb | |
CN204688021U (en) | A kind of body structure structure and automobile | |
WO2021091514A1 (en) | A supported crash box | |
CN205554105U (en) | Composite construction's car energy -absorbing box | |
RU175120U1 (en) | Crashbox of a vehicle with an oval base and in the shape of a catenoid | |
CN104369707A (en) | Car crash prevention and buffer device | |
CN212373311U (en) | Front-end anti-collision structure device with collision resistance of automobile | |
CN107284382A (en) | A kind of automobile buffer beam with shock-absorbing function |