RU2714341C1 - Bumper protective device for cars - Google Patents
Bumper protective device for cars Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714341C1 RU2714341C1 RU2019111214A RU2019111214A RU2714341C1 RU 2714341 C1 RU2714341 C1 RU 2714341C1 RU 2019111214 A RU2019111214 A RU 2019111214A RU 2019111214 A RU2019111214 A RU 2019111214A RU 2714341 C1 RU2714341 C1 RU 2714341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bumper
- car
- corrugated
- corrugations
- tapes
- 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
- B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
-
- 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
- B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
Abstract
Description
Изобретение относится к области автомобилестроения, к устройствам, повышающим пассивную безопасность автомобилей.The invention relates to the field of automotive industry, to devices that increase the passive safety of cars.
Ежегодные десятки тысяч смертей и травм, приводящих к инвалидности, в результате ДТП на дорогах только нашей страны красноречиво свидетельствует, что задача повышения пассивной безопасности автомобилей не потеряла своей острой актуальности, и, по - видимому, не потеряет ее никогда.The annual tens of thousands of deaths and injuries leading to disability, as a result of road accidents on the roads of only our country, eloquently testify that the task of improving the passive safety of cars has not lost its acute relevance, and, apparently, will never lose it.
Известно бамперное защитное устройство (см. Бамперное защитное устройство для легковых автомобилей и способ изготовления его упругогистерезисного элемента. Авторы Эскин И.Д., Алкеев Р.И., Сусликов В.И. Патент на изобретение Российской Федерации RU 2559675 С1, МПК B60R 19/18. Патентообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» (СГАУ) (RU)), у которого в качестве бампер - балки используется передняя балка силовой рамы автомобиля, если бамперное защитное устройство ставится спереди автомобиля, или ее задняя балка, если бамперное устройство ставится сзади автомобиля, причем обе эти балки выполнены с коробчатым поперечным сечением с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, или в случае отсутствия балок в силовой раме автомобиля, которые могут быть использованы в качестве бампер - балки, содержащее свою бампер - балку с коробчатым поперечным сечением, с длиной, равной приблизительно ширине автомобиля, на которой жестко закреплены детали, которыми бамперное устройство закрепляется на силовой раме автомобиля, и бампер -балка расположена внутри корпуса, имеющего также коробчатое поперечное сечение, выполненного из одной или из двух балок с швеллерным поперечным сечением, вставленных друг в друга и жестко соединенных заклепками или винтами и гайками, в зазор между балкой - бампером и балкой корпуса, которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, с натягом по вершинам гофров вставлен пакет, набранный из многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов, набранных из стальных, омедненных лент «гофр в гофр», между которыми проложены стальные, омедненные гладкие ленты - полосы с толщиной, большей, чем у гофрированной ленты, причем пакеты гофрированных лент опираются на проложенную между ними гладкую ленту - полосу вершинами друг на друга, т.е. в собранном пакете пакеты гофрированных лент соединены последовательно, и длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах бампера - балки, и гладких лент - полос имеются свободные участки, немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета вдоль бампера - балки при полном выпрямлении гофров, деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров, при фронтальном ударе, и параметры пакета и натяг по вершинам гофров выбран таким, чтобы при создании натяга не происходили пластические деформации гофров, не происходило случайных смещений корпуса относительно бампера - балки в процессе сборки автомобиля, его хранении и транспортировке, отличающееся тем, что балка корпуса, которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, изготовлена без отогнутых к бокам автомобиля концов из прямоугольного листа из алюминиевого сплава, между этой балкой и пакетом, в корпусе расположена балка из алюминиевого гнутого профиля с швеллерным поперечным сечением, в плане повторяющая обводы автомобиля, которая может быть выполнена без отогнутых концов или с выступающими за бампер - балку концами, отогнутыми к бокам автомобиля, с длиной примерно до колесной пары, и расстояние L между каждым из этих концов и ответной деталью автомобиля, с которой конец контактирует при боковом ударе в него, измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля, выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемым, гофрированные пакеты набраны из нагартованных, шлифованных, или нешлифованных, омедненных лент, изготовленных из пружинных или высокоуглеродистых сталей, а гладкие ленты - полосы изготовлены из нагартованных, шлифованных, или нешлифованных, омедненных лент из таких же сталей, или конструкционных сталей, а сами гофрированные пакеты изготовлены способом п. 6 формулы изобретения, и параметры упругогистерезисного элемента бамперного устройства, пакета, и натяг по вершинам гофров, подобраны для каждой модели легкового автомобиля таким образом, что при фронтальном ударе при краш - испытаниях по стандартам EURO - NCAP или NCAP бамперное устройство на первом этапе ударного воздействия, когда сила удара растет до амплитудного значения, при полном выпрямлении гофров гофрированных пакетов, рассеивает только за счет работы сил сухого трения на контактных поверхностях пакетов 20÷50% и более кинетической энергии ударного воздействия, и при боковом ударе в отогнутый конец бамперного устройства с амплитудой ударной силы, в 4÷10 раз меньшей амплитуды ударной силы при краш испытаниях на фронтальный удар, бамперное устройство на первом этапе этого ударного воздействия рассеивает за счет работы сил сухого трения 20÷100% кинетической энергии этого удара.A bumper protective device is known (see Bumper protective device for passenger cars and a method for manufacturing its elastic hysteresis element. Authors Eskin ID, Alkeev RI, Suslikov VI Patent for the invention of the Russian Federation RU 2559675 C1, IPC
Это бамперное устройство при фронтальном ударе обладает очень высокими упругофрикционными характеристиками (УФХ), и по нашему мнению, по сравнению с другими известными конструкциями бамперных защитных устройств, способно при краш - испытаниях на фронтальный удар рассеивать в разы большее количество энергии удара.This front-impact bumper device has very high elastic-frictional characteristics (UVC), and in our opinion, compared to other known designs of bumper protective devices, it is capable of dissipating significantly more impact energy during crash tests for frontal impact.
К числу его достоинств можно также отнести простоту конструкции и технологии его изготовления, расчетность его прочностных и упругофрикционных характеристик, возможность применения его как на легковых автомобилях, находящихся в эксплуатации, так и на вновь разрабатываемых. Причем это бамперное защитное устройство во всех этих случаях легко вписывается в конструкцию автомобиля и не портит его экстерьер.Among its advantages can also be attributed to the simplicity of the design and the technology of its manufacture, the calculation of its strength and elastic-frictional characteristics, the possibility of using it both on passenger cars that are in operation, and on newly developed ones. Moreover, this bumper protective device in all these cases easily fits into the design of the car and does not spoil its exterior.
Однако это устройство не лишено и недостатков. Так при косом фронтальном ударе, при направлении удара, например, под углом, большим 45°÷50° к продольной оси автомобиля, гофрированные пакеты уже на начальном этапе их деформирования при ударе могут сместиться относительно друг друга таким образом, что вершины гофров одного пакета, опирающегося на гладкую ленту, расположатся над впадинами другого гофрированного пакета, опирающегося на эту же гладкую ленту. При дальнейшем деформировании пакетов гладкие ленты гофрируются, и пакеты образуют один единственный пакет с чрезмерно большой жесткостью, в котором все ленты соединены параллельно. При этом существенно снижается величина энергии, рассеиваемой устройством, засчет в десятки раз уменыпейся величины суммарного взаимного проскальзывания с сухим трением пакетов относительно гладких лент.However, this device is not without drawbacks. So, with an oblique frontal impact, when the direction of the impact is, for example, at an angle greater than 45 ° ÷ 50 ° to the longitudinal axis of the car, the corrugated packets at the initial stage of their deformation upon impact can be displaced relative to each other so that the corrugation vertices of one packet, leaning on a smooth tape, will be located above the troughs of another corrugated bag resting on the same smooth tape. With further deformation of the packages, smooth tapes are corrugated, and the packages form one single package with excessively high rigidity, in which all the tapes are connected in parallel. In this case, the amount of energy dissipated by the device is significantly reduced, due to the tens of times the amount of total mutual slippage with dry friction of the packets relative to smooth tapes.
Это устройство по технической сущности наиболее близко к предполагаемому изобретению и принято за прототип.This device is in technical essence closest to the alleged invention and is taken as a prototype.
Поэтому ставится задача разработки бамперного защитного устройства, обладающего всеми вышеперечисленными положительными качествами прототипа, но при выполнении его в тех же габаритных размерах, что и прототип, способного рассеять больше кинетической энергии удара (приблизительно на 20÷30% больше), обладающего достаточно хорошими УФХ и при косом фронтальном ударе, при направлении удара, например, под углом, большим 45°÷50° к продольной оси автомобиля, высоко эффективного для защиты легковых автомобилей с массой М=1000÷3000 кг, с УФХ, позволяющими при краш - испытаниях на фронтальный удар о сминаемый и несминаемый барьеры достигать максимальных балльных оценок по системе EURO - NCAP и NCAP.Therefore, the task is to develop a bumper protective device that possesses all of the above mentioned positive qualities of the prototype, but when executed in the same overall dimensions as the prototype, which can dissipate more kinetic impact energy (approximately 20 ÷ 30% more), which has sufficiently good UV and with an oblique frontal impact, with the direction of the impact, for example, at an angle greater than 45 ° ÷ 50 ° to the longitudinal axis of the car, highly effective for protecting passenger cars with a mass of M = 1000 ÷ 3000 kg, with UVC, allowing and in crash tests for frontal impact on crushable and crushproof barriers, achieve maximum scores on the EURO - NCAP and NCAP systems.
Поставленная задача решается тем, что предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, у которого в качестве бампер - балки используется передняя балка силовой рамы автомобиля, если бамперное защитное устройство ставится спереди автомобиля, или ее задняя балка, если бамперное устройство ставится сзади, автомобиля, причем обе эти балки выполнены с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, или в случае отсутствия балок в силовой раме автомобиля, которые могут быть использованы в качестве бампер - балки, содержащее свою бампер - балку, на которой жестко закреплены детали, которыми бамперное устройство закрепляется на силовой раме автомобиля, и бампер - балка расположена внутри корпуса, имеющего коробчатое поперечное сечение, выполненного из одной или из двух балок с швеллерным поперечным сечением, вставленных друг в друга и жестко соединенных заклепками или винтами и гайками, в зазор между балкой - бампером и балкой корпуса, которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, с натягом по вершинам гофров вставлен пакет, набранный из многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов, набранных из стальных, омедненных лент «гофр в гофр», между которыми проложены стальные, омедненные гладкие ленты - полосы с толщиной, большей, чем у гофрированной ленты, причем пакеты гофрированных лент опираются на проложенную между ними гладкую ленту - полосу вершинами друг на друга, т.е. в собранном пакете пакеты гофрированных лент соединены последовательно, и длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах бампера - балки, и гладких лент - полос имеются свободные участки, немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета вдоль бампера - балки при полном выпрямлении гофров, деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров, при фронтальном ударе, и параметры пакета и натяг по вершинам гофров выбран таким, чтобы при создании натяга не происходили пластические деформации гофров, не происходило случайных смещений корпуса относительно бампера - балки в процессе сборки автомобиля, его хранении и транспортировке, гофрированные пакеты набраны из нагартованных, шлифованных, или нешлифованных, омедненных лент, изготовленных из пружинных или высокоуглеродистых сталей, а гладкие ленты - полосы изготовлены из нагартованных, шлифованных, или нешлифованных, омедненных лент из таких же сталей, или конструкционных сталей, отличающееся тем, что балка корпуса, которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, изготовлена из листа из алюминиевого сплава и выполнена с швеллерным поперечным сечением, с отогнутыми к бокам автомобиля концами, с такой длиной, чтобы при полном выпрямлении гофров пакета они не врезались в колеса автомобиля, и расстояние L между каждым из этих концов и ответной деталью автомобиля, с которой конец контактирует при боковом ударе в него, измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля, выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемом, а сама балка в плане повторяет обводы автомобиля, и расстояние Lб между каждым из торцов балки корпуса, закрепляемой на балке корпуса, непосредственно контактирующей с препятствием при ударном воздействии, и боковой балкой рамы автомобиля выбрано также возможно большим и равным Lб≤L, пакеты набраны из одной, двух или трех гофрированных лент, каждая пара гофрированных пакетов или гофрированных лент, опирающихся «вершина к вершине» на гладкую ленту, расположенную между ними, в вершине центрального гофра сварены друг с другом роликовой сваркой так, что каждая гладкая лента и пара гофрированных пакетов или гофрированных лент, опирающихся на нее, образуют единый блок, и каждая пара блоков опирается на гладкую ленту также «вершина к вершине», и у каждой этой гладкой ленты выполнены два гофра, один из которых без зазоров, или только без зазоров по склонам гофра входит во впадину центрального гофра одного блока, а другой гофр гладкой ленты аналогичным образом входит во впадину гофра, соседнего с центральным гофром, другого блока, бампер - балка имеет швеллерное поперечное сечение, причем полки швеллера служат направляющими для корпуса при его смещении при ударном воздействии на него, и ширина лент пакета, собранного из блоков, выбрана такой, что гофрированный пакет или гофрированная лента, опирающаяся на внутреннюю поверхность стенки швеллера бампер - балки, опирается на нее на всей длине каждой образующей вершин гофра, и между корпусом и пакетом, собранным из блоков, с двух сторон пакета, установлено с равномерным шагом по длине гофрированных пакетов или гофрированных лент по три или четыре отрезка троса с наклоном к продольной оси автомобиля в 40°÷45°, с упором во внутреннюю поверхность стенки корпуса и торец полки швеллера бампер - балки, с длиной lт=lп/cos(40°÷45°), где lп - высота пакета, собранного из блоков, в свободном состоянии до сборки его в корпус, и с таким диаметром троса, что в собранном бамперном защитном устройстве между отрезками троса и корпусом, отрезками троса и пакетом, собранным из блоков, создан небольшой натяг, не препятствующий сборке блоков в балку корпуса, и достаточный для фиксации блоков пакета, размещаемого в этой балке при сборке, и положения отрезков тросов при эксплуатации автомобиля, и параметры упругогистерезисного элемента бамперного устройства - пакета, собранного из блоков, расчетом подобраны для каждой модели легкового автомобиля таким образом, что при фронтальном ударе при краш - испытаниях по стандартам EURO - NCAP или NCAP о сминаемый и несминаемый барьеры вновь создаваемый легковой автомобиль с предлагаемым бамперным защитным устройством получил максимальную балльную оценку, а при установке предлагаемого бамперного защитного устройства на легковой автомобиль, находящийся в эксплуатации, балльную оценку, близкую к максимальной или максимальную оценку, и при других видах ударов, в том числе и при косом фронтальном ударе, при направлении удара под углом, большим 45°÷50° к продольной оси автомобиля, при краш - испытаниях автомобиля на эти виды ударов существенно повышалась его балльная оценка.The problem is solved by the fact that a bumper protective device for passenger cars is proposed, in which the front beam of the vehicle’s power frame is used as a bumper beam, if the bumper protective device is placed in front of the car, or its rear beam, if the bumper device is placed behind, of the car both of these beams are made with a length approximately equal to the width of the car, or in the absence of beams in the power frame of the car, which can be used as a bumper beam its own bumper - beam, on which the parts are fixed rigidly, with which the bumper device is fixed on the power frame of the car, and the bumper - beam is located inside the body having a box-shaped cross section made of one or two beams with a channel cross section inserted into each other and rigidly connected with rivets or screws and nuts, in the gap between the bumper beam and the housing beam, which directly interacts with the obstacle in an emergency collision, chum, composed of multilayer, multi-span, corrugated bags, composed of steel, copper-plated corrugation-to-corrugation tapes, between which steel, copper-plated smooth tapes are laid - strips with a thickness greater than that of the corrugated tape, and the packets of corrugated tapes rest on the laid between them a smooth tape - a strip of vertices on top of each other, i.e. in the assembled bag, the packages of corrugated tapes are connected in series, and the length of the packages is selected so that at both ends of the bumper - the beam, and smooth ribbons - strips there are free areas, slightly larger displacements of the tip of the extreme corrugation of the package along the bumper - beam when the corrugations are completely straightened, deformation of the corrugations by the value of the residual deflection of the corrugations during a frontal impact, and the parameters of the package and the tightness along the tops of the corrugations are chosen so that when creating the interference there are no plastic deformations of the corrugations, random displacements of the body relative to the bumper - beams during the assembly of the vehicle, its storage and transportation, corrugated bags are made of cured, brushed, or unpolished, copper-plated tapes made of spring or high-carbon steels, and smooth tapes are strips made of cured, brushed, or unpolished, copper-plated tapes of the same steel, or structural steel, characterized in that the housing beam, which interacts directly with the obstacle in an emergency collision it is made of a sheet of aluminum alloy and is made with a channel cross-section, with ends bent to the sides of the car, so long that when the corrugations of the package are fully straightened, they do not cut into the wheels of the car, and the distance L between each of these ends and the reciprocal part the car with which the end contacts in a side impact into it, measured perpendicular to the axis of the car, is chosen as large as possible, but structurally acceptable, and the beam itself in terms of repeats the contours of the car, and the distance L b between each of t On the other hand, a body beam fixed to a body beam directly in contact with an obstacle during impact, and a side beam of the vehicle frame are also selected as large and equal to L b ≤L, packages are made of one, two or three corrugated tapes, each pair of corrugated packages or corrugated tapes resting “top to top” on a smooth tape located between them, at the top of the central corrugation are welded to each other by roller welding so that each smooth tape and a pair of corrugated bags or corrugated tapes resting on it form a single block, and each pair of blocks rests on a smooth tape also “top to top”, and each of this smooth tape has two corrugations, one of which without gaps, or only without gaps along the slopes of the corrugation enters the hollow of the central corrugation of one block, and the other corrugation of a smooth tape similarly enters the hollow of the corrugation adjacent to the central corrugation of another block, the bumper-beam has a channel cross-section, and the channel shelves serve as guides for the body when it is displaced during impact the effect on it, and the width of the tapes of the package assembled from the blocks is chosen such that a corrugated bag or corrugated tape, which rests on the inner surface of the channel wall of the bumper - beam, rests on it along the entire length of each generatrix of the corrugations, and between the body and the package assembled from blocks, on both sides of the package, it is installed with a uniform step along the length of the corrugated packages or corrugated tapes of three or four pieces of cable with a slope of 40 ° ÷ 45 ° to the longitudinal axis of the car, with emphasis on the inner surface of the wall Busan end flange sill bumper - beams, with a length l t = l n / cos (40 ° ÷ 45 °), where l n - package height assembled from blocks in the free state before assembling it into the housing, and with the diameter cable, that in the assembled bumper protective device between the cable segments and the body, the cable segments and the package assembled from the blocks, a small tightness is created that does not interfere with the assembly of the blocks in the housing beam, and sufficient to fix the blocks of the package placed in this beam during assembly, and the position of the cable segments during car operation, and the parameters of the elastic the rubber element of the bumper device — the package assembled from the blocks — is selected by calculation for each passenger car model in such a way that in the event of a frontal impact during crash tests according to EURO - NCAP or NCAP standards on a crushable and crushproof barrier, a newly created passenger car with the proposed bumper protective device received a maximum score, and when installing the proposed bumper protective device on a passenger car in operation, a score close to the maximum or maximum maximum DUTY evaluation, and in other types of bumps, including an oblique frontal impact, with the direction of impact at an angle greater than 45 ° ÷ 50 ° to the longitudinal axis of the vehicle, with the crash - test car on these kinds of attacks significantly increased its numerical score.
В работе (см. Эскин И.Д. Циклическое сжатие многослойного многопролетного гофрированного пакета / И.Д. Эскин, Р.И. Алкеев, В.И. Иващенко // Вестник СГАУ. - №1 (39), 2013. - С. 178-191) показано, что при циклическом сжатии многослойного многопролетного гофрированного пакета между двумя абсолютно жесткими плитами преобладающая часть рассеиваемой энергии рассеивается засчет работы сил сухого трения при проскальзывании вершин гофров пакета - относительно жестких плит и процессы нагружения многопролетного пакета из n гофрированных лент при его упругой деформации достаточно точно описываются циклическим сжатием одной гофрированной ленты с такими же: числом пролетов m, шагом t, начальным выгибом гофра ƒ шириной ленты b модулем упругости Е и коэффициентом трения μ, с толщиной ленты 
Поэтому предпочтительно применять блоки с одной гофрированной лентой, установленной с каждой стороны гладкой ленты, так как это позволяет в тех же самых габаритных размерах бамперного защитного устройства разместить большее число последовательно соединенных блоков и, следовательно, существенно увеличить суммарную величину взаимных проскальзываний с сухим трением в упругогистерезисном элементе бамперного защитного устройства - пакете, собранном из блоков, а, следовательно, величину энергии, рассеиваемой упругогистерезисным элементом. В некоторых случаях с целью улучшения прочностной характеристики упругогистерезисного элемента полезно применить блоки с пакетами, собранными из небольшого количества гофрированных лент -двух, трех не более.Therefore, it is preferable to use blocks with one corrugated tape installed on each side of the smooth tape, since this allows to place a larger number of blocks connected in series in the same overall dimensions of the bumper protective device and, therefore, to significantly increase the total amount of mutual slip with dry friction in elastic hysteresis an element of a bumper protective device - a package assembled from blocks, and, therefore, the amount of energy dissipated by an elastic hysteresis element m. In some cases, in order to improve the strength characteristics of an elasto-hysteresis element, it is useful to use blocks with bags assembled from a small number of corrugated tapes — two, three or more.
Выполнение бампер - балки и балки корпуса, которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, с швеллерным поперечным сечением и отсутствие у предлагаемого устройства (по сравнению с прототипом) балки, расположенной между корпусом и пакетом, засчет размещения блоков и под полками швеллеров бампер - балки и балки корпуса также позволяет в тех же самых габаритных размерах бамперного защитного устройства разместить большее число последовательно соединенных блоков (на десяток и более) и, следовательно, существенно увеличить величину энергии, рассеиваемой упругогистерезисным элементом.The implementation of the bumper - beams and beams of the body, which directly interacts with the obstacle in an emergency collision, with the channel cross section and the absence of the proposed device (compared with the prototype) with a beam located between the body and the package, due to the placement of blocks and under the shelves of channels of the bumper - beams and housing beams also allows in the same overall dimensions of the bumper protective device to place a larger number of series-connected units (by a dozen or more) and, therefore, substantially substantially increase the amount of energy dissipated by the elastic hysteresis element.
Установка отрезков тросов с небольшим натягом с двух сторон, сверху и снизу, с шагом на пакет, собранный из блоков, под углом, большим 40°÷45° к продольной оси автомобиля, с упором во внутреннюю поверхность стенки корпуса и торец полки швеллера бампер - балки, исключает возможность сдвига в вертикальном направлении при ударном воздействии блоков пакета, расположенных вне швеллера бампер - балки, и тем самым обеспечивает возможность полного выпрямления гофров гофрированных лент всех блоков при ударном воздействии, при этом мало изменяет (повышает) УФХ упругогистерезисного элемента устройства, которые достаточно точно определяются расчетом. Указанные длина и диаметр отрезков тросов подобраны так, что обеспечивает фиксацию положения блоков пакета, собранного в балке корпуса, и эта предварительно собранная сборочная единица в целости и сохранности может быть доставлена на конвейер сборки автомобиля в случае, когда в качестве бампер - балки используется балка рамы автомобиля, или используется при сбоке бамперного защитного устройства.Installation of cable segments with a slight interference fit on both sides, above and below, in increments of a package assembled from blocks, at an angle greater than 40 ° ÷ 45 ° to the longitudinal axis of the car, with emphasis on the inner surface of the body wall and the end of the channel shelf bumper - beams, eliminates the possibility of shear in the vertical direction when impacted by blocks of a package located outside the channel of the bumper - beam, and thereby provides the possibility of complete straightening of the corrugations of corrugated tapes of all blocks under impact, with little change (increase ) UVC of the elastic hysteresis element of the device, which are quite accurately determined by calculation. The specified length and diameter of the cable segments are selected so that it fixes the position of the package blocks assembled in the housing beam, and this pre-assembled assembly unit can be delivered intact to the vehicle assembly line when the frame beam is used as a bumper beam car, or used when side bumper protective device.
Приварка вершиной центрального гофра гофрированных лент пакетов (или гофрированных лент), установленных с обеих ее сторон, к гладкой ленте образует блок, в котором при ударном воздействии, неприводящем к поломке блока, исключено смещение лент блока относительно друг друга, как твердых тел. При этом суммарная величина упругого проскальзывания с сухим трением вершин гофров по гладкой ленте при фронтальном ударе остается такой же, как и в упругогистрезисном элементе без приварки лент, так как смещение вершины центрального гофра у каждой гофрированной ленты при фронтальном ударе равно нулю.Welding the top of the central corrugation of corrugated tape packages (or corrugated tapes) installed on both sides of it to a smooth tape forms a block in which when striking action does not lead to a breakdown of the block, the displacement of the tape of the block relative to each other, like solid bodies, is excluded. In this case, the total value of elastic slippage with dry friction of the corrugation vertices on a smooth tape during a frontal impact remains the same as in an elastic-hysteresis element without welding tapes, since the displacement of the top of the corrugation of each corrugated tape during a frontal impact is zero.
Каждая пара блоков опирается на гладкую ленту «вершина к вершине», и у каждой этой гладкой ленты выполнены два гофра, один из которых без зазоров, или только без зазоров по склонам гофра входит во впадину центрального гофра одного блока, а другой гофр гладкой ленты аналогичным образом входит во впадину гофра, соседнего с центральным гофром, другого блока, Такое соединение соседних блоков (блоков, опирающихся на одну гладкую ленту) в упругогистерезисном элементе исключает взаимное проскальзывание, как твердых тел, этих блоков по гладкой ленте, разделяющей эти блоки, и, следовательно, при косом фронтальном ударе, при направлении удара, например, под углом, большим 45°÷50° к продольной оси автомобиля, гофрированные пакеты уже на начальном этапе их деформирования при ударе не смогут сместиться относительно друг друга таким образом, что вершины гофров одного пакета, опирающегося на гладкую ленту, расположатся над впадинами другого гофрированного пакета, опирающегося на эту же гладкую ленту, и при дальнейшем деформировании пакетов гладкие ленты не смогут сгофрироваться и соединиться параллельно в один единственный пакет с чрезмерно большой жесткостью, что бы, в конечном счете, привело бы к существенному снижению величины энергии, рассеиваемой устройством, засчет в десятки раз уменьшейся величины суммарного взаимного проскальзывания с сухим трением лент этого пакета. При косом фронтальном ударе, при направлении удара, например, под углом, большим 45°÷50° к продольной оси автомобиля, гофрированные пакеты блоков (или гофрированные ленты) и сами блоки останутся последовательно соединенными вплоть до полного выпрямления гофров и величина суммарного упругого взаимного проскальзывания лент упругогистерезисного элемента и при этом ударном воздействии будет большой и, следовательно, большой будет величина энергии, рассеянной устройством.Each pair of blocks rests on a smooth “top to top” tape, and each of this smooth tape has two corrugations, one of which without gaps, or only without gaps along the slopes of the corrugation, enters the depression of the central corrugation of one block, and the other a corrugation of smooth tape with the same this way it enters the cavity of the corrugation adjacent to the central corrugation of another block. Such a connection of neighboring blocks (blocks resting on one smooth tape) in an elastic-hysteresis element eliminates the mutual slipping, like solids, of these blocks on a smooth linen those separating these blocks, and therefore, with an oblique frontal impact, when the direction of the impact is, for example, at an angle greater than 45 ° ÷ 50 ° to the longitudinal axis of the car, corrugated bags will not be able to move relative to each other at the initial stage of their deformation upon impact each other so that the corrugation vertices of one packet resting on a smooth tape are located above the troughs of another corrugated packet resting on the same smooth tape, and with further deformation of the packets, the smooth ribbons cannot corrugate and connect parallel to one single bag with excessively high stiffness, which would ultimately lead to a significant reduction in the energy dissipated by the device, due to a tenfold decrease in the total mutual slippage with dry friction of the tapes of this package. In an oblique frontal impact, when the direction of the impact is, for example, at an angle greater than 45 ° ÷ 50 ° to the longitudinal axis of the vehicle, the corrugated packs of blocks (or corrugated tapes) and the blocks themselves remain connected in series until the corrugations are completely straightened and the total elastic mutual slippage the tapes of the elastic hysteresis element and in this shock action will be large and, therefore, the energy dissipated by the device will be large.
Выполнение расстояний Lб и L, возможно большими, обеспечивает при боковом ударе возможно большее взаимное проскальзывание с сухим трением корпуса, пакета, составленного из блоков и бампер - балки в направлении удара, и, следовательно, возможно большее рассеивание кинетической энергии этого удара.The implementation of the distances L b and L, possibly large, provides for a lateral impact as much as possible mutual slippage with dry friction of the body, a package made up of blocks and bumper-beams in the direction of impact, and, therefore, a greater dissipation of the kinetic energy of this impact.
Суммарная величина упругого взаимного проскальзывания лент упругогистерезисного элемента, составленного из блоков, с описанным выше гофрированием гладких лент, установленных между блоками, при краш испытаниях на фронтальный удар при полном выпрямлении гофров при одинаковых параметрах устройств мало отличается от прототипа, и разработанные нами расчетные модели краш испытаний автомобиля на фронтальный удар (см. ниже): бамперного защитного устройства, выполненного в варианте прототипа, и систем «сминаемый барьер - бамперное защитное устройство - автомобиль» и «несминаемый барьер - бамперное защитное устройство - автомобиль» пригодны для расчета параметров предлагаемого устройства, и с помощью этих моделей можно для каждого конкретного легкового автомобиля достаточно достоверно определить оптимальные значения параметров предлагаемого защитного устройства.The total value of the elastic mutual slippage of the tapes of an elastic hysteresis element made up of blocks with the corrugation of smooth tapes installed between the blocks described above during frontal impact crash tests with full straightening of corrugations with the same device parameters differs little from the prototype, and the design models of crash tests developed by us vehicle for frontal impact (see below): a bumper protective device made in the prototype version, and systems "crush barrier - bumper protective troystvo - car "and" crush proof barrier - bumper protection device - car "are suitable for calculating the parameters of the device, and by using these patterns can be specific for each car reliably sufficient to determine the optimum values of parameters of the proposed security device.
Кроме того, с целью повышения УФХ защитного устройства, особенно при использовании его на легковых автомобилях большой массы, 1500÷3000 кг, предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что параметры гофра гофрированных лент подобраны так, что при фронтальном ударе при краш испытании гофры деформируются не только упруго, но и пластически, и при этом даже допускается при полном выпрямлении гофров образование пластического шарнира и даже поломка гофрированных лент в сечении, расположенном в вершине центрального гофра.In addition, in order to increase the UVC of the protective device, especially when used on large passenger cars, 1500 ÷ 3000 kg, a bumper protective device for passenger cars is proposed, characterized in that the corrugated ribbed corrugation parameters are selected so that in case of frontal impact upon crash When testing the corrugations, they are deformed not only elastically, but also plastically, and even with full straightening of the corrugations it is even possible to form a plastic hinge and even break the corrugated tapes in the section located at the top of the chain ntral corrugation.
В этом случае повышении УФХ достигается, прежде всего, засчет применения гофров с большим начальным выгибом ƒ, чем обеспечивается большая величина суммарного взаимного проскальзывания с сухим трением лент пакета, составленного из блоков, и, следовательно, рассеянной им энергии при полном выпрямлении гофров пакета, и дополнительно энергия удара тратиться на пластические деформации гофров.In this case, an increase in the UVC is achieved, first of all, due to the use of corrugations with a large initial bend величина, which ensures a large value of the total mutual slippage with dry friction of the package tapes made up of blocks, and, therefore, the energy dissipated by it when the package corrugations are completely straightened, and additional impact energy is spent on the plastic deformation of the corrugations.
С целью повышения УФХ защитного устройства при боковых ударах предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что бампер - балка, пакет, собранный из блоков и корпус устройства в плане выполнены с кривизной, равной кривизне обводов автомобиля в плане.In order to increase the UVC of a protective device for side impacts, a bumper protective device for passenger cars is proposed, characterized in that the bumper is a beam, a package assembled from blocks and the device body in plan is made with a curvature equal to the curvature of the vehicle contours in plan.
Выполнение бамперного защитного устройства, его упругогистерезисного элемента, с указанной кривизной в плане повышает УФХ предлагаемого устройства при боковых ударах засчет того, что при всех видах боковых ударов, в том числе, и боковом ударе, перпендикулярном продольной оси автомобиля, кроме взаимного сдвига, как твердых тел, корпуса, пакета, составленного из блоков, и бампер - балки с сухим трением по контактным поверхностям, происходит и упругое проскальзывание гофров по гладким лентам под действием составляющей ударной силы, упруго сжимающей гофры.The implementation of the bumper protective device, its elastic hysteresis element, with the specified curvature in plan increases the UVC of the proposed device with side impacts due to the fact that for all types of side impacts, including side impact perpendicular to the longitudinal axis of the car, except for mutual displacement, as solid bodies, body, package made up of blocks, and bumper - beams with dry friction on the contact surfaces, elastic corrugations slip along smooth ribbons under the action of a shock force component, imayuschey corrugations.
С целью снижения веса устройства предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что гладкие и гофрированные ленты пакета, собранного из блоков, изготовлены из титанового сплава.In order to reduce the weight of the device, a bumper protective device for passenger cars is proposed, characterized in that the smooth and corrugated tapes of the bag assembled from blocks are made of titanium alloy.
Как известно, титановые сплавы плохо работают на трение. Но в данном случае это не имеет значения, так как предлагаемое устройство является устройством одноразового действия.As you know, titanium alloys do not work well on friction. But in this case, it does not matter, since the proposed device is a disposable device.
Для исключения дребезга свободных концов гладких лент при движении автомобиля и предохранения от попадания грязи внутрь пакета предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что на концах гадких лент приклеены полоски из мягкой пористой резины, которыми гладкие ленты опираются друг на друга, бампер - балку и корпус устройства.To prevent rattling of the free ends of smooth tapes when the car is moving and preventing dirt from getting inside the package, a bumper protective device for cars is proposed, characterized in that strips of soft porous rubber are glued to the ends of the nasty tapes, which smooth tapes rest on each other, the bumper beam and device body.
Возможен случай, когда на существующем технологическом оборудовании не получается требуемая геометрия гофра, гофрированная лента получается в разы более жесткой, чем требуется. В этом случае предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент устройства выполнен из двух отдельных пакетов, собранных из блоков, расположенных симметрично и перпендикулярно продольной оси автомобиля, и длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах и средних участках бампера - балки, и гладких лент - полос имеются свободные участки, немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета вдоль бампера - балки при полном выпрямлении гофров, деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров, при фронтальном ударе.A case is possible when the required corrugation geometry cannot be obtained on existing technological equipment, the corrugated tape is several times stiffer than required. In this case, a bumper protective device for passenger cars is proposed, characterized in that the elasto-hysteresis element of the device is made of two separate packages assembled from blocks arranged symmetrically and perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle, and the length of the packages is selected in such a way that both ends and middle sections bumper - beams, and smooth tapes - strips there are free areas, slightly larger displacement of the top of the corrugation of the package along the bumper - beams with full straightening of the corrugations, deform ation of the corrugations on the residual quantity of dish corrugations in a frontal impact.
Даже при сжатии всех гофров гофрированной ленты на одну и ту же величину жесткость гофров неодинакова и возрастает от крайних гофров к центральному m-ому гофру ленты из-за того, что на каждую j-ую половину гофра действуют разные продольные силы 
Поэтому даже в случае, когда суммарная длина двух пакетов с m1 гофров в гофрированной ленте пакета равна длине одного пакета с m2 гофров в гофрированной ленте пакета и m2=2m1, а остальные параметры этих пакетов одинаковы упругогистерезисный элемент из двух пакетов с m1 гофров в гофрированной ленте будет обладать в разы меньшей жесткостью и рассеивать в разы меньше энергии, чем один пакет с m2 гофров в гофрированной ленте.Therefore, even in the case when the total length of two packets with m 1 corrugations in the corrugated tape of the packet is equal to the length of one packet with m 2 corrugations in the corrugated tape of the packet and m 2 = 2m 1 , and the remaining parameters of these packets are the same elastic-hysteresis element of two packets with m 1 corrugation in a corrugated tape will have significantly less rigidity and dissipate many times less energy than one packet with m 2 corrugations in a corrugated tape.
С целью предотвращения опасного коробления пола автомобиля, особенно в кабине автомобиля предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что к нижней поверхности балки корпуса прикреплена пластина снизу перекрывающая щель между полом и бамперным защитным устройством с нахлестом, и между полом и пластиной с натягом установлена уплотнительная резиновая прокладка.In order to prevent dangerous warping of the car floor, especially in the car cabin, a bumper protective device for passenger cars is proposed, characterized in that a plate is attached to the lower surface of the body beam to cover the gap between the floor and the bumper protective device with an overlap, and between the floor and the interference plate a rubber gasket is installed.
С целью упрощения технологии изготовления гофрированных лент предлагается бамперное защитное устройство для легковых автомобилей, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент устройства составлен из двух, трех, или четырех пакетов, собранных из одинакового числа одинаковых блоков, установленных друг на друга так, что вершины с одинаковым номером j этих пакетов располагаются на одной прямой.In order to simplify the manufacturing technology of corrugated tapes, a bumper protective device for passenger cars is proposed, characterized in that the elastic hysteresis element of the device is composed of two, three, or four packets assembled from the same number of identical blocks mounted on top of each other so that the vertices with the same number j of these packets are located on one straight line.
В случае составления упругогистерезисного элемента устройства из трех, четырех пакетов ширина лент пакетов в большинстве случаев не будет превышать 100 мм и такую гофрированную ленту способом, предложенным в патенте RU 2559675 С1 можно изготовить даже в любом гараже на простейшем технологическом оборудовании с ручным приводом. Причем УФХ устройства с упругогистерезисным элементом из двух, трех или четырех пакетов при фронтальном ударе и других видах ударов будут практически такими же, как у устройства с упругогистерезисным элементом, выполненном в виде одного пакета с прочими такими же параметрами и с шириной, равной сумме ширин пакетов, составляющих упругогистерезисный элемент.In the case of composing an elastic-hysteresis element of a device from three or four packages, the width of the package tapes in most cases will not exceed 100 mm, and such a corrugated tape can be made in the manner proposed in patent RU 2559675 C1 even in any garage using the simplest technological equipment with a manual drive. Moreover, the UVC of a device with an elastic hysteresis element of two, three, or four packets during a frontal impact and other types of impacts will be practically the same as for a device with an elastic hysteresis element made in the form of one packet with other same parameters and with a width equal to the sum of the widths of the packets constituting an elastic hysteresis element.
Конструкции предлагаемых бамперных устройств поясняется фигурами. На фигурах автомобиль, его силовая рама показаны условно и изображены тонкой сплошной линией, как «обстановка» на сборочном чертеже.The design of the proposed bumper devices is illustrated by figures. In the figures, a car, its power frame are shown conditionally and depicted by a thin solid line, as the “situation” in the assembly drawing.
На фиг. 1 изображен поперечный разрез (разрез секущей вертикальной плоскостью, проходящей через продольную ось автомобиля) бамперного защитного устройства, у которого в качестве бампер - балки использована передняя балка силовой рамы автомобиля.In FIG. 1 shows a cross section (section of a secant vertical plane passing through the longitudinal axis of the car) of a bumper protective device, in which the front beam of the car’s power frame is used as a bumper beam.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез бамперного защитного устройства со своей бампер - балкой.In FIG. 2 shows a cross section of a bumper protective device with its bumper beam.
На фиг. 3 изображено бамперное защитное устройство в плане. На фиг. отрезки тросов изображены как наложенная проекция утолщенной штрих пунктирной линией.In FIG. 3 shows a bumper protective device in plan. In FIG. the cable segments are depicted as a superimposed projection of a thickened dash with a dashed line.
На фиг. 4 изображен пакет, собранный из блоков, выполненных из двух гофрированных многопролетных пакетов, между которыми проложена гладкая лента - полоса.In FIG. 4 shows a bag assembled from blocks made of two corrugated multi-span bags, between which a smooth tape is laid - a strip.
На фиг. 5 изображен пакет, собранный из блоков, выполненных из двух гофрированных лент, между которыми проложена гладкая лента - полоса.In FIG. 5 shows a bag assembled from blocks made of two corrugated tapes, between which a smooth tape is laid - a strip.
На фиг. 6 в плане изображено бамперное защитное устройство, у которого корпус, пакет и бампер - балка выполнены с кривизной, равной кривизне обводов автомобиля.In FIG. 6, the plan shows a bumper protective device in which the body, package and bumper - beam are made with a curvature equal to the curvature of the contours of the car.
На фиг. 7 изображено бамперное защитное устройство в плане, у которого на концах гадких лент приклеены полоски из мягкой пористой резины, которыми гладкие ленты опираются друг на друга, бампер - балку и корпус устройства.In FIG. 7 shows a bumper protective device in plan, in which strips of soft porous rubber are glued at the ends of nasty tapes, with which smooth tapes rest on each other, the bumper is a beam and the device body.
На фиг. 8 изображено бамперное защитное устройство в плане, у которого упругогистерезисный элемент устройства выполнен из двух отдельных пакетов, собранных из блоков.In FIG. Figure 8 shows a bumper protective device in plan, in which the elastic-hysteresis element of the device is made of two separate packages assembled from blocks.
На фиг. 9 изображен поперечный разрез бамперного защитного устройства, у которого к нижней поверхности балки корпуса прикреплена пластина, снизу перекрывающая щель между полом и бамперным защитным устройством с нахлестом, а между полом и пластиной с натягом установлена уплотнительная резиновая прокладка.In FIG. 9 is a cross-sectional view of a bumper protective device in which a plate is attached to the lower surface of the housing beam, covering the gap between the floor and the bumper protective device with an overlap from below, and a rubber gasket is installed between the floor and the interference fit plate.
На фиг. 10 изображен поперечный разрез бамперного защитного устройства, у которого упругогистерезисный элемент устройства составлен из двух, трех, или четырех пакетов, собранных из одинакового числа одинаковых блоков, установленных друг на друга.In FIG. 10 is a cross-sectional view of a bumper protective device in which the elastic-hysteresis element of the device is composed of two, three, or four packets assembled from the same number of identical blocks mounted on top of each other.
Предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (см. фиг. 1), у которого в качестве бампер - балки используется передняя балка 1 силовой рамы 2 автомобиля 3, если бамперное защитное устройство ставится спереди автомобиля, или ее задняя балка (на фиг. не показано), если бамперное устройство ставится сзади автомобиля, причем обе эти балки выполнены с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, или в случае отсутствия балок 1 в силовой раме автомобиля, которые могут быть использованы в качестве бампер - балки, содержащее свою бампер - балку 4 (см. фиг. 2), на которой жестко закреплены детали, которыми бамперное устройство закрепляется на силовой раме 2 автомобиля 3. Бампер - балка 4 расположена внутри корпуса 5, имеющего коробчатое поперечное сечение, выполненного из одной (на фиг. не показано) или из двух балок 6 и 7 с швеллерным поперечным сечением, вставленных друг в друга и жестко соединенных заклепками 8 (см. фиг. 2) или винтами 9 и гайками 10 (см. фиг. 1). В зазор между балкой - бампером 4 и балкой 6 корпуса, которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, с натягом по вершинам гофров вставлен пакет 11, набранный из многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов 12, набранных из одной, двух (см. фиг. 2), или трех гофрированных, стальных, омедненных лент 13 (см. фиг. 1) «гофр в гофр», между которыми проложены стальные, омедненные гладкие ленты - полосы 14 с толщиной, большей, чем у гофрированной ленты 13. Причем пакеты 12 гофрированных лент опираются на проложенную между ними гладкую ленту - полосу 14 вершинами друг на друга, т.е. в собранном пакете 11 пакеты 12 гофрированных лент соединены последовательно, и длина пакетов 12 подобрана таким образом, что на обоих концах балки 1 (бампера - балки), и гладких лент - полос имеются свободные участки 15 (см. фиг. 3), немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета 12 вдоль балки 1 (бампера - балки) при полном выпрямлении гофров, деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров, при фронтальном ударе. Параметры пакета 11 и натяг по вершинам гофров выбран таким, чтобы при создании натяга не происходили пластические деформации гофров, не происходило случайных смещений корпуса 5 относительно бампера - балки 4 (см. фиг. 2) в процессе сборки автомобиля, его хранении и транспортировке. Гофрированные пакеты 12 набраны из нагартованных, шлифованных, или нешлифованных, омедненных, гофрированных лент 13, изготовленных из пружинных или высокоуглеродистых сталей, а гладкие ленты - полосы 14 изготовлены из нагартованных, шлифованных, или нешлифованных, омедненных лент из таких же сталей, или конструкционных сталей. Балка 6 корпуса (см. фиг. 3), которая непосредственно взаимодействует с препятствием при аварийном столкновении, изготовлена из листа из алюминиевого сплава и выполнена с швеллерным поперечным сечением, с отогнутыми к бокам автомобиля концами 16, с такой длиной, чтобы при полном выпрямлении гофров пакета 11 они не врезались в колеса 17 автомобиля. Расстояние L между каждым из этих концов и ответной деталью автомобиля, с которой конец 16 контактирует при боковом ударе в него, измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля, выбрано, возможно большим, но конструктивно приемлемом, а сама балка в плане повторяет обводы автомобиля. Расстояние Lб между каждым из торцов балки 7 корпуса, закрепляемой на балке 6 корпуса, непосредственно контактирующей с препятствием при ударном воздействии, и боковой балкой 18 рамы 2 автомобиля 3 выбрано также возможно большим и равным Lб≤L. Каждая пара гофрированных пакетов 12 или гофрированных лент 13, опирающихся «вершина к вершине» на гладкую ленту 14, расположенную между ними, (см. фиг. 4 и 5) в вершине центрального гофра сварены друг с другом роликовой сваркой так, что каждая гладкая лента 14 и пара гофрированных пакетов 12 или гофрированных лент 13, опирающихся на нее, образуют единый блок 19. Каждая пара блоков 19 опирается на гладкую ленту 14 также «вершина к вершине». У каждой этой гладкой ленты 14 выполнены два гофра 20, один из которых без зазоров, или только без зазоров по склонам гофра входит во впадину центрального гофра 21 одного блока 19, а другой гофр 20 гладкой ленты 14 аналогичным образом входит во впадину гофра 22, соседнего с центральным гофром, другого блока 19. Бампер - балка 4 имеет швеллерное поперечное сечение (см. фиг. 2). Причем полки швеллера служат направляющими для корпуса 5 при его смещении при ударном воздействии на него, и ширина лент пакета 11, собранного из блоков 19, выбрана такой, что гофрированный пакет 12 или гофрированная лента 13, опирающаяся на внутреннюю поверхность стенки швеллера бампер - балки 4, опирается на нее на всей длине каждой образующей вершин гофра, и между корпусом 5 и пакетом 11, собранным из блоков 19, с двух сторон пакета 11, установлено с равномерным шагом по длине гофрированных пакетов или гофрированных лент по три или четыре отрезка 23 троса с наклоном к продольной оси автомобиля в 40°÷45° (см. фиг. 3), с упором во внутреннюю поверхность стенки корпуса 5 и торец полки швеллера балки 1 (бампер - балки), с длиной lт=lп/cos(40°÷45°), где lп - высота пакета 11, собранного из блоков 19, в свободном состоянии до сборки его в корпус, и с таким диаметром троса, что в собранном бамперном защитном устройстве между отрезками 23 троса и корпусом 5, отрезками троса и пакетом 11, собранным из блоков 19, создан небольшой натяг, не препятствующий сборке блоков 19 в балку 6 корпуса, и достаточный для фиксации блоков 19 пакета 11, размещаемого в этой балке при сборке, и положения отрезков 23 тросов при эксплуатации автомобиля. Параметры упругогистерезисного элемента бамперного устройства -пакета 11, собранного из блоков 19, расчетом подобраны для каждой модели легкового автомобиля таким образом, что при фронтальном ударе при краш - испытаниях по стандартам EURO - NCAP или NCAP о сминаемый и несминаемый барьеры вновь создаваемый легковой автомобиль с предлагаемым бамперным защитным устройством получил максимальную балльную оценку, а при установке предлагаемого бамперного защитного устройства на легковой автомобиль, находящийся в эксплуатации, балльную оценку, близкую к максимальной или максимальную оценку, и при других видах ударов, в том числе и при косом фронтальном ударе, при направлении удара под углом, большим 45°÷50° к продольной оси автомобиля, при краш испытаниях автомобиля на эти виды ударов существенно повышалась его балльная оценка.A bumper protective device for passenger cars is proposed (see FIG. 1), in which the
Предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (например, см. фиг. 1), отличающееся тем, что параметры гофра гофрированных лент 13 подобраны так, что при фронтальном ударе при краш испытании гофры деформируются не только упруго, но и пластически, и при этом даже допускается при полном выпрямлении гофров образование пластического шарнира и даже поломка гофрированных лент в сечении, расположенном в вершине центрального гофра.A bumper protective device is proposed for passenger cars (for example, see Fig. 1), characterized in that the parameters of the corrugation of the
Кроме того, предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (см. фиг. 6), отличающееся тем, что бампер - балка 4, пакет 11, собранный из блоков 19, и корпус 5 устройства в плане выполнены с кривизной, равной кривизне обводов автомобиля в плане.In addition, a bumper protective device for passenger cars is proposed (see FIG. 6), characterized in that the bumper is a
Предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (например, см. фиг. 1), отличающееся тем, что гладкие 14 и гофрированные ленты 13 пакета 11, собранного из блоков 19, изготовлены из титанового сплава.A bumper protective device for passenger cars is proposed (for example, see Fig. 1), characterized in that the smooth 14 and
Предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (см. фиг. 7), отличающееся тем, что на концах гадких лент 14 приклеены полоски 24 из мягкой пористой резины, которыми гладкие ленты 14 опираются друг на друга, балку 1 (бампер - балку) и корпус 5 устройства.A bumper protective device for passenger cars is proposed (see Fig. 7), characterized in that strips 24 of soft porous rubber are glued at the ends of the
Предложено также бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (см. фиг. 8), отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент устройства выполнен из двух отдельных пакетов 11, собранных из блоков 19, расположенных симметрично и перпендикулярно продольной оси автомобиля, и длина пакетов 11 подобрана таким образом, что на обоих концах и средних участках балки 1 (бампера - балки) и гладких лент - полос 14 имеются свободные участки 15, немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета 11 вдоль балки 1 (бампера - балки) при полном выпрямлении гофров, деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров, при фронтальном ударе.Also proposed is a bumper protective device for passenger cars (see Fig. 8), characterized in that the elastic-hysteresis element of the device is made of two
Предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (см. фиг. 9), отличающееся тем, что к нижней поверхности балки 6 корпуса прикреплена пластина 25, снизу перекрывающая щель между полом 26 и бамперным защитным устройством с нахлестом, и между полом 26 и пластиной 25 с натягом установлена уплотнительная резиновая прокладка 27.A bumper protective device for passenger cars is proposed (see Fig. 9), characterized in that a
Кроме того, предложено бамперное защитное устройство для легковых автомобилей (см. фиг. 10), отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент устройства составлен из двух, трех, или четырех пакетов 11, собранных из одинакового числа одинаковых блоков 19, установленных друг на друга так, что вершины с одинаковым номером j этих пакетов располагаются на одной прямой.In addition, a bumper protective device for passenger cars is proposed (see FIG. 10), characterized in that the elastic-hysteresis element of the device is composed of two, three, or four
Сборка предлагаемых защитных устройств достаточно проста и ясна из описания конструкции и иллюстраций (см. фиг. 1 и 2). Поэтому опишем только ее особенности.The assembly of the proposed protective devices is quite simple and clear from the description of the design and illustrations (see Fig. 1 and 2). Therefore, we describe only its features.
Для удобства сборки сборочной единицы «балка 6 корпуса с расположенным в ней пакетом 11, составленным из блоков 19» отрезки тросов 23 рекомендуется зафиксировать в балке 6, перед установкой в нее блоков 19, приклейкой концов отрезков 23 троса к балке 6. Причем клеевое соединение разрушится при создании натяга по вершинам гофров пакета 11, при креплении балки 7 к балке 6 корпуса, и отрезки 23 троса при этом изогнутся по некоторой дуге, опираясь своими концами в балку 6 и торец полки бампер - балки 4.For ease of assembly of the assembly unit "
В случае, когда бамперное защитное устройство выполняется со своей бампер - балкой 4 (см. фиг. 2), оно отдельно собирается полностью и в собранном виде подается на конвейер сборки автомобиля. В этом случае балку 7 предпочтительно крепить к балке 7 заклепками 8.In the case when the bumper protective device is made with its bumper beam 4 (see Fig. 2), it is fully assembled separately and is supplied assembled to the vehicle assembly conveyor. In this case, the
Бамперное защитное устройство устанавливается на автомобиль и его бампер - балка 4 крепиться к раме автомобиля.The bumper protective device is installed on the car and its bumper -
В случае, когда в бамперном защитном устройстве в качестве бампер - балки используется балка 1 рамы 2 автомобиля 3 (см. фиг. 1), отдельно собирается только сборочная единица «балка 6 корпуса с расположенным в ней пакетом 11, составленным из блоков 19», которая и балка 7 корпуса поступают на сборочный конвейер автомобиля, где и завершается сборка бамперного защитного устройства и установка его на автомобиль креплением балки 7 к балке 6 корпуса винтами 9 и гайками 10.In the case when in the bumper protective device the
При ударном воздействии гофры пакета 11 сжимаются, при этом вершины гофров проскальзывают с сухим трением по гладким лентам 14, балке 6 корпуса и балке 1 (балке - бамперу). На эту работу устройства затрачивается кинетическая энергия удара и падает скорость соударения. В результате растет длительность ударного импульса и в том же отношении уменьшается амплитуда ударной силы, действующей на автомобиль.When impacted, the corrugations of the
Часть преимуществ предлагаемых бамперных защитных устройств описана выше. Это, прежде всего, универсальность этих устройств - их можно ставить на все легковые автомобили, как вновь проектируемые, так и находящиеся в эксплуатации, не ухудшая существенно дизайн и массовую характеристику автомобиля.Part of the advantages of the proposed bumper protective devices described above. This is, first of all, the versatility of these devices - they can be installed on all passenger cars, both newly designed and in use, without significantly affecting the design and mass performance of the car.
При фронтальном ударном воздействии они обладают сравнительно с другими такими же устройствами (в том числе и с прототипом) очень высокими УФХ и достаточно хорошими УФХ по сравнению с УФХ существующих автомобилей при других видах ударного воздействия (см. выше).With frontal impact, they have, compared with other similar devices (including the prototype), very high UVC and quite good UVC compared to the UVC of existing cars with other types of impact (see above).
Предлагаемые бамперные защитные устройства просты конструктивно, просты технологии их массового и мелкосерийного производства, их можно изготовить в мастерской автомобильного сервиса или даже в гараже.The proposed bumper protective devices are simple structurally, the technologies of their mass and small-scale production are simple, they can be made in a car service workshop or even in a garage.
Они расчетны. Нами разработана конечно элементная модель предлагаемых бамперных защитных устройств с учетом упругой и пластической деформацией гофров пакета 11 для расчета фронтального удара вдоль продольной оси автомобиля и бокового удара в направлении, перпендикулярном продольной оси автомобиля.They are calculated. We have developed a finite element model of the proposed bumper protective devices, taking into account the elastic and plastic deformation of the corrugations of
Для доказательства высокой эффективности предлагаемых бамперных защитных устройств для повышения пассивной безопасности любого легкового автомобиля - универсальности и полезности предлагаемых устройств, необходимо доказать их достаточно высокую эффективность в наиболее трудном для такого эффективного повышения безопасности случае - у легкового серийно выпускаемого автомобиля с большой массой и низкой балльной оценкой.To prove the high efficiency of the proposed bumper protective devices to increase the passive safety of any car - the versatility and usefulness of the proposed devices, it is necessary to prove their high efficiency in the most difficult case for such an effective increase in safety - in a mass-produced passenger car with a large mass and a low point rating .
В проведенном нами расчетном исследовании в качестве такого автомобиля выбран серийно выпускаемый автомобиль с массой М=2700 кг с очень низкой балльной оценкой - всего 3,7 балла (из 16 возможных по системе EURO - NCAP).In our calculation study, we chose as a car a mass-produced car with a mass of M = 2700 kg with a very low point rating - only 3.7 points (out of 16 possible using the EURO - NCAP system).
К сожалению, опубликованные результаты краш - испытаний этого автомобиля не полны и не дают возможности определить его УФХ, необходимые для определения УФХ этого автомобиля с установленным на него предлагаемым бамперным защитным устройством. Из опубликованных результатов краш - испытаний этого автомобиля на фронтальный удар о сминаемый барьер нам удалось для определения УФХ этого автомобиля (без предлагаемого бамперного защитного устройства) воспользоваться только тремя параметрами: длительностью первого размаха системы «сминаемый барьер - автомобиль» Т1=0.06 сек., зоной смятия барьера Sмб=300 мм и зоной смятия автомобиля Sма=400÷460 мм. Зная массу автомобиля М, длительность Т1 и стандартную начальную скорость соударения при краш - испытаниях на фронтальный удар о сминаемый барьер V0 в м/сек., из третьего закона Ньютона сразу найдем величину амплитуды ударной силы Ра (для формы ударного импульса в виде прямоугольного синуса) на первом размахе системы «сминаемый барьер - автомобиль». Для выбранного автомобиля Ра≈8000 кН.Unfortunately, the published results of the crash tests of this car are not complete and do not make it possible to determine its UVC, necessary for determining the UVC of this car with the proposed bumper protective device installed on it. From the published results of the crash test of this car for a frontal impact on the collapsible barrier, we were able to use only three parameters to determine the UVC of this car (without the proposed bumper protective device): the duration of the first swing of the system “collapsible barrier - car” T 1 = 0.06 sec., the zone of crushing of the barrier S mb = 300 mm and the zone of crushing of the car S ma = 400 ÷ 460 mm. Knowing M vehicle weight, the duration T 1 and a standard initial velocity of collision with the crash -. On frontal impact tests of crushes barrier V 0 m / sec, from Newton's third law immediately find the magnitude of impact force amplitude F and (to form a shock pulse in the form of rectangular sinus) on the first sweep of the “crush barrier - car” system. For the selected vehicle, P a ≈8000 kN.
Нами разработана методика, которая даже при указанной неполноте базы данных позволяет определять достаточно достоверно эффективность использования предлагаемого бамперного защитного устройства на конкретном легковом автомобиле, определяемую коэффициентом эффективности - параметром Eƒ=Ра/Раб, где Раб - амплитуда ударной силы, действующей на автомобиль с предлагаемым бамперным устройством при краш испытаниях.We have developed a technique that, even when the specified database incompleteness allows to determine quite significantly efficiency proposed bumper protective devices for a particular car, defined efficiency ratio - parameter E ƒ = P a / P ab, where F ab - amplitude of the shock force acting on the a car with the proposed bumper device during crash tests.
Эта методика здесь не описывается, так как пока является нашим «ноу хау».This technique is not described here, as long as it is our know-how.
Проведенные нами расчетные исследования, выполненные по этой методики, позволили для легкового автомобиля, по энергетическим параметрам подобного вышеописанному, разработать несколько вариантов бамперного защитного устройства, обеспечивающих при краш - испытаниях на фронтальный удар системе «сминаемый барьер - бамперное защитное устройство - автомобиль» коэффициент эффективности Еƒ ≈ 1, 6. Следовательно, постановка на легковой автомобиль предлагаемого бамперного защитного устройства даже в таком тяжелом случае, как выше описанный, снижает амплитуды сил при ударном воздействии при краш - испытании на фронтальный удар приблизительно в 1, 6 раза. Причем этим значением далеко не исчерпывается потенциал защитных свойств предлагаемого устройства, особенно для автомобилей с меньшей массой. Заметим, что такое снижение ударной силы, по-видимому, может повысить балльную оценку этого автомобиля, если не до максимальной, то до очень высоких значений. Сейчас этот автомобиль стоит в десяток раз меньше легковых автомобилей такой же массы, но с максимальной балльной оценкой. Постановка предлагаемого бамперного защитного устройства на этот автомобиль увеличит его стоимость всего на несколько тысяч рублей, но существенно повысит его кокурентноспосбность и превликательность для покупателей.Our calculation studies carried out according to this methodology made it possible for a passenger car, according to energy parameters similar to the above, to develop several options for a bumper protective device, which, in case of front-impact crash tests, provide a “crush barrier - bumper protective device - car” efficiency coefficient E ƒ ≈ 1, 6. Therefore, setting up the proposed bumper protective device on a passenger car even in such a difficult case as described above, with reduces the amplitudes of forces during impact under crash - frontal impact test approximately 1, 6 times. Moreover, this value does not exhaust the potential protective properties of the proposed device, especially for cars with less weight. Note that such a decrease in impact force, apparently, can increase the score of this car, if not to the maximum, then to very high values. Now this car costs ten times less than cars of the same mass, but with a maximum mark. Putting the proposed bumper protective device on this car will increase its cost by only a few thousand rubles, but it will significantly increase its competitiveness and attractiveness for customers.
Заметим, что постановка предлагаемых защитных устройств на любой автомобиль никак не мешает использованию на нем других средств его защиты, в том числе индивидуальных средств защиты водителя и пассажиров. Наоборот, из рассмотренного примера видно, что длительность первого размаха системы при ударном воздействии также увеличивается более чем в 1,6 раза. А это упрощает создание и доводку подушек безопасности, более, чем существующие, комфортно воздействующих на потерпевших.Note that the installation of the proposed protective devices on any car does not interfere with the use of other means of protection on it, including personal protective equipment for the driver and passengers. On the contrary, it can be seen from the considered example that the duration of the first swing of the system under impact also increases by more than 1.6 times. And this simplifies the creation and refinement of airbags, more than existing ones, comfortably affecting victims.
Кроме того, при постановке предлагаемых бамперных защитных устройств на автомобили с меньшей массой снижение ударной силы может быть еще значительно более существенным.In addition, when placing the proposed bumper protective devices on cars with a lower mass, the reduction in impact force can be even more significant.
Предлагаемые устройства относятся к механическим средствам защиты. Поэтому защиту автомобилей этими средствами логично назвать механической. По нашему мнению, у механической защиты всех типов автомобилей большие резервы. Поэтому логично также предположить, что разработка и внедрение таких механических защитных устройств, для защиты автомобиля спереди, сзади и с обоих боков, основанные на новейших достижениях научной, конструкторской мысли и дизайна, снова станут обязательными для каждого автомобиля, как одно из важнейших средств, повышающих пассивную безопасность автомобиля и значительно снижающих травматизм и смертность при ДТП.The proposed device relates to mechanical protection. Therefore, the protection of automobiles by these means is logical to call mechanical. In our opinion, mechanical protection of all types of cars has large reserves. Therefore, it is also logical to assume that the development and implementation of such mechanical protective devices to protect the car in front, behind and on both sides, based on the latest achievements of scientific, design thought and design, will again become mandatory for each car, as one of the most important means of increasing passive safety of the car and significantly reducing injuries and mortality in road accidents.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019111214A RU2714341C1 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Bumper protective device for cars |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019111214A RU2714341C1 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Bumper protective device for cars |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2714341C1 true RU2714341C1 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=69625934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019111214A RU2714341C1 (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Bumper protective device for cars |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714341C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999056990A1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-11 | General Electric Company | Vehicle bumper |
| EP1459941A1 (en) * | 2003-03-20 | 2004-09-22 | Compagnie Plastic Omnium | Batch of at least two lower support for bumper of a vehicle and batch of two front blocks |
| RU2478052C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Car protective bumper |
| RU2559675C1 (en) * | 2014-01-23 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Car bumper and method of its strain hysteresis element fabrication |
-
2019
- 2019-04-15 RU RU2019111214A patent/RU2714341C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999056990A1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-11 | General Electric Company | Vehicle bumper |
| EP1459941A1 (en) * | 2003-03-20 | 2004-09-22 | Compagnie Plastic Omnium | Batch of at least two lower support for bumper of a vehicle and batch of two front blocks |
| RU2478052C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Car protective bumper |
| RU2559675C1 (en) * | 2014-01-23 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Car bumper and method of its strain hysteresis element fabrication |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3428993B1 (en) | Safety battery compartment for battery electric vehicles | |
| KR101717511B1 (en) | Unitary energy absorbing assembly and method of making the same | |
| US8454080B2 (en) | Bumper beam with load transferring section | |
| EP0952020B1 (en) | Automobile door impact beam | |
| US7243981B2 (en) | Vehicle body deformation control assembly | |
| KR20100132432A (en) | Method absorbing the car impact by kinetic friction dragged the soft pipe along slowly and apparatus absorbing the car impact through it | |
| CA1063143A (en) | Instrument panel for a vehicle | |
| JP2005518977A (en) | Collision cushion with deflecting surface | |
| KR20170085800A (en) | apparatus for absorbing car crash impact | |
| WO2019102420A1 (en) | Automobile collision impact reducer with spring, plate and cushioning materials | |
| RU2714341C1 (en) | Bumper protective device for cars | |
| RU79845U1 (en) | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT | |
| KR101333210B1 (en) | Impact Absorption Apparatus | |
| Oyan | Dynamic simulation of Taipei EMU train | |
| RU2559675C1 (en) | Car bumper and method of its strain hysteresis element fabrication | |
| RU2478052C2 (en) | Car protective bumper | |
| RU2714340C1 (en) | Penal protective device for improvement of safety of driver and passengers in case of car accident | |
| KR102592572B1 (en) | Guard rail | |
| EP1468889B1 (en) | Coupler for a railway vehicle, with a rubber damper and energy absorbing members | |
| RU2448850C2 (en) | Protective device to increase safety of driver and passengers in accidents and method of assembling holder-type protective device | |
| RU2478051C2 (en) | Car protective bumper | |
| RU78463U1 (en) | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT | |
| KR20130068744A (en) | Guardrail with energy absorber | |
| RU2506177C2 (en) | Car protective bumper | |
| KR100491508B1 (en) | Guide rail for absorbing impact |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210416 |