RU95611U1 - PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT - Google Patents
PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT Download PDFInfo
- Publication number
- RU95611U1 RU95611U1 RU2010110096/22U RU2010110096U RU95611U1 RU 95611 U1 RU95611 U1 RU 95611U1 RU 2010110096/22 U RU2010110096/22 U RU 2010110096/22U RU 2010110096 U RU2010110096 U RU 2010110096U RU 95611 U1 RU95611 U1 RU 95611U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cables
- protective device
- cable
- bumper beam
- safety
- Prior art date
Links
Landscapes
- Refuge Islands, Traffic Blockers, Or Guard Fence (AREA)
Abstract
1. Защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля, содержащее закрепленную на кузове автомобиля спереди и сзади кузова и повторяющее в плане обводы автомобиля до колесной пары бампер-балку с коробчатым поперечным сечением, отличающееся тем, что наружная по направлению лобового удара стенка бампера-балки по высоте разделена полками на отдельные секции, и в каждой секции в один, два или несколько слоев размещены отрезки металлических тросов односторонней или двухсторонней свивки с точечным (ТК), линейным (ЛК) или полосовым контактом (ПК), с числом проволок в тросе, большим или равным восемнадцати, расположенные вдоль всей длины бампера-балки, причем высота секции больше ширины внутреннего слоя опирающихся на бампер-балку тросов на сумму увеличения поперечных размеров тросов при полном их смятии, а высота полок между секциями при одном слое тросов равна половине диаметра троса, а при нескольких слоях - диаметру троса, и в двух соседних слоях размещено во внутреннем слое ni тросов, а в наружном слое - ni-1 тросов, i - номер слоя, отсчитываемый от задней стенки бампера-балки в направлении, противоположном направлению лобового удара, и центры тросов каждого наружного слоя смещены на половину диаметра относительно центров тросов внутреннего слоя, и снаружи слои тросов залиты полиуретаном, образующим оболочку, охватывающую и тросы и бампер-балку и закрепленную на них приклеиванием. ! 2. Защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля, по п.1, отличающееся тем, что применяются тросы с пустотелой сердцевиной или пеньковой сердцевиной, и в ка� 1. A protective device that increases the safety of the driver and passengers in the event of a car accident, comprising a bumper beam with a box-shaped cross section fixed to the front and rear of the vehicle and repeating in terms of car contours to the wheelset, characterized in that the wall is external in the direction of a frontal impact the height of the bumper-beam is divided by shelves into separate sections, and in each section, in one, two or more layers, pieces of metal cables of a single or double-sided lay with a dotted (TK) lay, l a linear (LC) or strip contact (PC), with the number of wires in the cable greater than or equal to eighteen, located along the entire length of the bumper beam, and the section height is greater than the width of the inner layer of the cables resting on the bumper beam by the amount of increase in the transverse dimensions of the cables they are completely collapsed, and the height of the shelves between the sections with one layer of cables is half the diameter of the cable, and with several layers the diameter of the cable, and in two adjacent layers ni cables are placed in the inner layer, and ni-1 cables in the outer layer, i - layer number counted from the rear wall of the bumper beam in the opposite direction to the frontal impact, and the centers of the cables of each outer layer are displaced by half the diameter relative to the centers of the cables of the inner layer, and on the outside the layers of the cables are filled with polyurethane, forming a sheath that covers both the cables and the bumper beam and fixed to them by gluing. ! 2. The protective device that increases the safety of the driver and passengers in case of a car accident, according to claim 1, characterized in that the cables are used with a hollow core or hemp core, and in which
Description
Полезная модель относится к устройствам, повышающим защиту водителя и пассажиров при авариях автомобиля.The utility model relates to devices that increase the protection of the driver and passengers in case of car accidents.
Широко распространены защитные устройства автомобиля в виде переднего и заднего бамперов, закрепленных на кузове автомобиля и представляющих собой балку, повторяющую в плане обводы автомобиля до колесной пары. Сама балка выполняется из стали, алюминиевого сплава, стеклопластика или другого композитного материала, или полимера. Внутри бампер может содержать элементы, повышающие его прочность и жесткость - перегородки, ребра жесткости, соты и т.д. Снаружи - элементы дизайна.Widespread protective devices of the car in the form of front and rear bumpers mounted on the car body and representing a beam, repeating in terms of contours of the car to the wheelset. The beam itself is made of steel, aluminum alloy, fiberglass or other composite material, or polymer. Inside the bumper may contain elements that increase its strength and stiffness - partitions, stiffeners, honeycombs, etc. Outside - design elements.
Защитная способность этих устройств при авариях, вызванных столкновением автомобиля с препятствием на скоростях, больших 50 км/час, не высока. Об этом свидетельствует печальная ежегодная статистика жертв и травматизма ДТП.The protective ability of these devices in accidents caused by a collision of a car with an obstacle at speeds greater than 50 km / h is not high. This is evidenced by the sad annual statistics of victims and injuries of road accidents.
Известно также "Защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля", авторы Эскин И.Д., Алкеев Р.И.. Патент РФ на полезную модель №78463 по заявке №2008128164/22 (034677) от 10. 07. 2008 г., где в корпус-балку коробчатого сечения вмонтированы с натягом по вершинам гофров многослойные пакеты стальных, гофрированных лент, опирающиеся на бампер-балку, и поглощающие кинетическую энергию столкновений в основном за счет работы сил сухого трения на контактных поверхностях пакетов при их деформации.It is also known "Protective device that increases the safety of the driver and passengers in case of a car accident", authors Eskin ID, Alkeev R.I. RF patent for utility model No. 78463 by application No. 2008128164/22 (034677) from 10. 07. 2008, where multilayer packages of steel, corrugated tapes resting on a bumper beam and absorbing the kinetic energy of collisions, mainly due to the work of the dry friction forces on the contact surfaces of the packets when they are deformed, are mounted in a box-shaped box-beam body with an interference fit on the corrugation tops .
Конструкция защитного устройства с пакетами гофрированных лент по технической сущности наиболее близка к нашему предложению и принята за прототип.The design of the protective device with packages of corrugated tapes by technical essence is the closest to our proposal and is taken as a prototype.
Решая в принципе задачу безопасности водителя и пассажиров при лобовых аварийных столкновениях, устройство-прототип сложно по конструкции и трудоемко в изготовлении.Solving, in principle, the safety problem for the driver and passengers in frontal collisions, the prototype device is complex in design and laborious to manufacture.
Ставится задача разработки эффективного защитного устройства, но более простого по конструкции и менее трудоемкого в изготовлении, чем прототип и, следовательно, более дешевого.The task is to develop an effective protective device, but simpler in design and less time-consuming to manufacture than the prototype and, therefore, cheaper.
Поставленная задача решается тем, что защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при авариях автомобиля, содержащее закрепленную на кузове автомобиля спереди и сзади кузова и повторяющее в плане обводы автомобиля до колесной пары бампер-балку с коробчатым поперечным сечением, отличается тем, что наружная по направлению лобового удара стенка бампера-балки по высоте разделена полками на отдельные секции, и в каждой секции в один, два или несколько слоев размещены отрезки металлических тросов односторонней или двухсторонней свивки с точечным (ТК), линейным (ЛК) или полосовым контактом (ПК), с числом проволок в тросе, большим или равным восемнадцати, расположенные вдоль всей длины бампера-балки, причем высота секции больше ширины внутреннего слоя опирающихся на бампер-балку тросов на сумму увеличения поперечных размеров тросов при полном их смятии, а высота полок между секциями при одном слое тросов равна половине диаметре троса, а при нескольких слоях - диаметру троса, и в двух соседних слоях размещено во внутреннем слое ni тросов, а в наружном слое ni- 1 тросов, здесь i - номер слоя, отсчитываемый от задней стенки бампера-балки в направлении, противоположном направлению лобового удара, и центры тросов каждого наружного слоя смещены на половину диаметра относительно центров тросов внутреннего слоя, и снаружи слои тросов залиты полиуретаном, образующим оболочку, охватывающую и троса и бампер-балку и закрепленную на них приклеиванием.The problem is solved in that the protective device that increases the safety of the driver and passengers in case of car accidents, comprising a bumper beam with a box-shaped cross-section fixed to the front of the car and repeating in terms of the contours of the car to the wheel pair, differs in that the outer in the direction of a frontal impact, the height of the bumper-beam wall is divided by shelves into separate sections, and in each section, in one, two or more layers, pieces of metal cables are placed on one side or two one-sided lay-up with a point (TK), linear (LK) or strip contact (PC), with the number of wires in a cable greater than or equal to eighteen, located along the entire length of the bumper beam, and the section height is greater than the width of the inner layer resting on the bumper beam cables for the sum of the increase in the transverse dimensions of the cables when they are completely crushed, and the height of the shelves between the sections with one layer of cables is half the diameter of the cable, and with several layers the diameter of the cable, and in two adjacent layers n i cables are placed in the inner layer, and in the outer layer n i - 1 ropes, here i is the layer number, measured from the rear wall of the bumper beam in the opposite direction to the frontal impact, and the centers of the ropes of each outer layer are displaced by half the diameter relative to the centers of the inner layer ropes, and the outer layers of the ropes are filled with a polyurethane forming a sheath, covering both the cable and the bumper beam and glued to them.
Кроме того, с целью улучшения упруго-фрикционных характеристик предлагаемого защитного устройства применяются тросы с пустотелой сердцевиной или пеньковой сердцевиной, и в каждой секции тросы размещены в два слоя, причем в наружном слое все n1 - 1 тросов непосредственно воспринимают ударное воздействие, здесь n1 - число тросов во внутреннем первом слое, воспринимающее ударное воздействие, и общее число тросов во внутреннем слое равно n1+2m, где m - число тросов, размещенных с каждой стороны слоя из n1 тросов и количество 2m тросов определяется из условияIn addition, in order to improve the elastic-frictional characteristics of the proposed protective device, cables with a hollow core or hemp core are used, and in each section the cables are placed in two layers, and in the outer layer all n 1 - 1 cables directly perceive impact, here n 1 - the number of wires in the inner first layer, sensing the impact force and the total number of wires in the inner layer 1 is equal to n + 2m, where m - number of wires placed on either side of the layer of n wires 1 and the number of cables is defined by 2m of conditions
где Δyimax - максимально возможное увеличение поперечного размера каждого i-ого троса внутреннего слоя, непосредственно воспринимающего удар, в направлении, перпендикулярном направлению лобового удара иwhere Δy imax is the maximum possible increase in the transverse size of each i-th cable of the inner layer directly perceiving the impact, in the direction perpendicular to the direction of the frontal impact and
Δykmax - максимально возможное уменьшение поперечного размера каждого к - ого троса внутреннего слоя из числа 2m тросов в направлении, параллельном направлению лобового удара, при этом диаметр каждого i -ого троса di и диаметр каждого к - ого троса dk (причем di может быть равным dk) подбираются таким образом, чтобы высота секции h, в которой размещены тросы, равнаяΔy kmax - the maximum possible reduction in the transverse size of each of the kth cable of the inner layer from among 2m cables in the direction parallel to the direction of the frontal impact, while the diameter of each i-th cable d i and the diameter of each k-th cable d k (and d i may be equal to d k ) are selected so that the height of the section h in which the cables are placed is equal to
h=nldi+2mdk,h = n l d i + 2md k ,
была конструктивно приемлемой.was constructively acceptable.
При ударном воздействии сердцевины n1 - 1 тросов наружного слоя и n1 тросов внутреннего слоя при полном смятии тросов из круглой становятся отрезками, перпендикулярными направлению удара, а сердцевины 2m тросов внутреннего слоя становятся отрезками, параллельными направлению удара.Upon impact of the core, n 1 - 1 ropes of the outer layer and n 1 of the ropes of the inner layer, when the ropes are completely crushed, become round segments perpendicular to the direction of impact, and the core 2m of the ropes of the inner layer become segments parallel to the direction of impact.
Установка 2m тросов ужесточает граничные условия и, следовательно, увеличивает жесткость на смятие n1 тросов внутреннего слоя, работающих непосредственно на ударное воздействие. Это приводит к увеличению нагрузки, сдавливающей проволоки n1 тросов при аварии.The installation of 2m cables tightens the boundary conditions and, therefore, increases the stiffness on the collapse of n 1 cables of the inner layer, working directly on impact. This leads to an increase in the load compressing the wire n 1 cables in an accident.
Применение тросов в качестве упруго-гистерезисных элементов основано на следующих соображениях. Тросы в предложенной конструкции работают на смятие. Погонная жесткость тросов на смятие велика, так как они спроектированы так, что должны наматываться на барабан с большими давлениями на его поверхность без остаточных деформаций троса.The use of cables as elastic-hysteresis elements is based on the following considerations. Cables in the proposed design work on collapse. The linear stiffness of the cables on the collapse is great, since they are designed so that they must be wound on the drum with great pressure on its surface without permanent deformation of the cable.
Следовательно, и рассеянная энергия, полученная за счет взаимного проскальзывания с трением проволок троса, будет большой и тем больше, чем больше проволок свито в тросе.Consequently, the dissipated energy obtained due to the mutual slippage with friction of the cable wires will be large and the more, the more wires are twisted in the cable.
Применение тросов с пустотелой сердцевиной или сердцевиной из пеньки увеличивает деформацию смятия тросов и, следовательно, величины взаимного проскальзывания проволок тросов. Все это увеличивает рассеиваемую энергию предлагаемым защитным устройством.The use of cables with a hollow core or a core of hemp increases the deformation of the collapse of the cables and, consequently, the magnitude of the mutual slippage of the cable wires. All this increases the dissipated energy of the proposed protective device.
Смятие 2m тросов также увеличивает эту энергию. Увеличивается также время первичного процесса соударения, соответственно уменьшается амплитуда ударной силы, а закон изменения ударной силы становится более плавным. Все это и улучшает защитные свойства предлагаемого устройства.Collapse of 2m cables also increases this energy. The time of the initial collision process also increases, the amplitude of the shock force decreases accordingly, and the law of change in the shock force becomes smoother. All this improves the protective properties of the proposed device.
Кроме того, с целью дальнейшего увеличения рассеиваемой энергии в разы тросы свиваются из омедненной проволоки или омедняется только внешняя поверхность тросов с некоторой глубиной проникновения внутрь троса. При этом коэффициент трения в контакте "медь по меди " и "медь по стали" достигает величины 0,4 и более (по сравнению с контактом "сталь по стали" 0,15-0,2), а величина сил трения на контактных поверхностях проволок увеличивается существенно больше, чем в два раза, за счет как увеличения коэффициента трения, так и сил, сдавливающих проволоки троса при его смятии на одну и ту же величину деформации, причем зависимость сдавливающей нагрузки от величины коэффициента трения существенно нелинейна.In addition, in order to further increase the dissipated energy by several times, the cables are twisted from copper-plated wire or only the outer surface of the cables is coppered with a certain penetration depth inside the cable. In this case, the friction coefficient in the contact "copper on copper" and "copper on steel" reaches a value of 0.4 or more (compared with the contact "steel on steel" 0.15-0.2), and the magnitude of the friction forces on the contact surfaces the wires increases significantly more than twice, due to both an increase in the friction coefficient and the forces compressing the wire of the cable when it is crushed by the same strain value, and the dependence of the compressive load on the value of the friction coefficient is substantially nonlinear.
Кроме того, бампер-балка может быть изготовлен из высокопрочного композитного материала, при этом между внутренним слоем тросов и бампером-балкой в каждой секции установлена стальная, шлифованная, омедненная лента.In addition, the bumper beam can be made of high-strength composite material, while between the inner layer of the cables and the bumper beam in each section there is a steel, polished, copper-plated tape.
Кроме того, полиуретановая оболочка устанавливается только со стороны тросов, а бампер-балка в этом случае выполнена с отбортовками, завальцованными на полиуретановую оболочку и организующими крепление оболочки типа "ласточкин хвост", оболочка также дополнительно приклеена к тросам и бамперу, а расположение отбортовок и их высота подобраны таким образом, чтобы не мешали смятию тросов при ударе.In addition, the polyurethane sheath is installed only on the side of the cables, and the bumper beam in this case is made with flanges rolled onto the polyurethane sheath and organizing the fastening of the dovetail sheath, the sheath is also additionally glued to the ropes and bumper, and the location of the beads and their heights are selected so that they do not interfere with the crushing of the cables upon impact.
С целью увеличения площади пятна контакта с тросами при ударе в лобовую часть защитного устройства и, следовательно, увеличении жесткости защитного устройства и величины энергии, рассеиваемой защитным устройством, на тросы установлена балка из стали, алюминиевого сплава с длиной, равной или меньшей длины лобовой части защитного устройства, имеющая в поперечном сечении вид швеллера, причем балка своими полками опирается на бампер-балку с возможностью смещения ее в горизонтальной плоскости, и во внутренние пустоты между тросами и балкой вставлены резиновые вставки, а снаружи балка и бампер-балка охвачены оболочкой из полиуретана, приклеенной к балке и бамперу-балке.In order to increase the area of the contact spot with the cables when they hit the frontal part of the protective device and, consequently, increase the stiffness of the protective device and the amount of energy dissipated by the protective device, a steel beam of aluminum alloy is installed on the cables with a length equal to or less than the length of the frontal part of the protective a device having a cross-sectional view of a channel, and the beam with its shelves rests on the bumper beam with the possibility of its displacement in the horizontal plane, and in the internal voids between the cables and the beam Substituting rubber inserts, and the outside-beam and the bumper beam are covered by a shell of polyurethane, glued to the beam and the bumper-beam.
Кроме того, балка по длине может быть составлена из отдельных частей, несоединенных друг с другом.In addition, the beam along the length can be composed of separate parts that are not connected to each other.
С целью упрощения проведения экспериментальных исследований предлагаемого защитного устройства и создания на их базе методики расчета защитного устройства в устройстве применены тросы с приближено подобными упруго-гистерезисными характеристиками смятия.In order to simplify the experimental studies of the proposed protective device and to create, on their basis, methods for calculating the protective device, cables are used in the device with approximately similar elastic-hysteretic collapse characteristics.
Методика проведения этих исследований и построения расчета устройств с упруго-гистерезисным элементом в виде набора тросов с подобными упруго-гистерезисными характеристиками рассмотрена в работе "Исследование обобщенных упруго-фрикционных характеристик демпферов и амортизаторов авиационных двигателей", Эскин И.Д., диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, КуАИ, 1973 г.The methodology for conducting these studies and constructing a calculation of devices with an elastic-hysteresis element in the form of a set of cables with similar elastic-hysteresis characteristics is considered in the work "Study of the generalized elastic-friction characteristics of dampers and shock absorbers of aircraft engines", I. Eskin, dissertation for a scientist Candidate of Engineering Sciences, KuAI, 1973
Там же показана возможность создания высоко эффективного демпфирующего устройства с упруго-гистерезисным элементом в виде набора тросов с подобными упруго-гистерезисными характеристиками.The possibility of creating a highly effective damping device with an elastic-hysteretic element in the form of a set of cables with similar elastic-hysteretic characteristics is also shown there.
Кроме того, с целью улучшения дизайна защитного устройства наружная оболочка защитного устройства может быть выполнена из полимера, прозрачного на ширине одного, двух, трех тросов вплоть до ширины наружного слоя тросов, причем часть поверхности тросов этого слоя, обращенная к наблюдателю и видимая им через прозрачную часть оболочки, хромирована, а предпочтительный тип троса в этом случае - трос с полосовым контактом (закрытого типа) с односторонней свивкой, и организована подсветка тросов.In addition, in order to improve the design of the protective device, the outer shell of the protective device can be made of polymer, transparent over the width of one, two, three cables up to the width of the outer layer of the cables, and the part of the surface of the cables of this layer facing the observer and visible to him through the transparent part of the sheath is chrome-plated, and the preferred type of cable in this case is a cable with a strip contact (closed type) with a one-sided twist, and the backlighting of the cables is organized.
Кроме того, когда защитное устройство установлено сзади автомобиля, то подсветка выполняет функции подсветки автомобиля, т.е. при торможении автомобиля меняет цвет на красный.In addition, when the protective device is installed at the rear of the car, the backlight performs the function of backlighting the car, i.e. when braking the car changes color to red.
Конструкция предлагаемой полезной модели поясняется рисунками. На рисунках тросы на видах и поперечных сечениях изображены условно.The design of the proposed utility model is illustrated by drawings. In the drawings, the cables on the views and cross sections are depicted conditionally.
На фиг.1 изображен пример постановки защитного устройства на автомобиль.Figure 1 shows an example of setting the protective device on the car.
На фиг.2 изображено сечение по А-А на фиг.1 защитного устройства с тросами с сердцевиной из стальной проволоки.Figure 2 shows a section along aa in figure 1 of a protective device with cables with a core of steel wire.
На фиг.3 изображено сечение по А-А на фиг.1 защитного устройства с тросами с полой сердцевиной или сердцевиной из пеньки при полном смятии тросов при лобовом ударе.Figure 3 shows a section along aa in figure 1 of a protective device with cables with a hollow core or hemp core when the cables are completely wrinkled during a frontal impact.
На фиг.4 изображено сечение по А-А на фиг.1 защитного устройства с бампером-балкой, выполненной из высоко прочного композитного материала.Figure 4 shows a section along aa in figure 1 of a protective device with a bumper beam made of a highly durable composite material.
На фиг.5 изображено сечение по А-А на фиг.1 защитного устройства с закреплением полиуретанового слоя на бампере-балке соединением типа "ласточкин хвост".Figure 5 shows a section along aa in figure 1 of a protective device with a polyurethane layer attached to a bumper beam with a dovetail connection.
На фиг.6 изображено сечение по А-А на фиг.1 защитного устройства с балкой, установленной непосредственно на тросы со стороны удара.Figure 6 shows a section along aa in figure 1 of a protective device with a beam mounted directly on the cables from the side of the impact.
Предлагаемое защитное устройство 1, повышающее безопасность водителя и пассажиров при авариях автомобиля (см. фиг.1, 2), содержит закрепленную на кузове автомобиля спереди и сзади кузова и повторяющую в плане обводы автомобиля до колесной пары бампер-балку 2 с коробчатым поперечным сечением. Причем форма сечения может быть различной - прямоугольной, прямоугольной со скругленными углами или овальной с прямой наружной по направлению лобового удара стенкой 3 (см. фиг.2). Допускается бампер-балку 2 изготавливать составной из двух балок, сваренных продольными швами (на фиг. не показано). Стенка 3 по высоте разделена полками 4 на отдельные секции 5, и в каждой секции в один, два или несколько слоев размещены отрезки металлических тросов 6 односторонней или двухсторонней свивки с точечным (ТК), линейным (ЛК) или полосовым контактом (ПК), с числом проволок в тросе, большим или равным восемнадцати. Тросы 6 расположены вдоль всей длины бампера-балки 2, причем высота секции 5 больше ширины внутреннего слоя опирающихся на бампер-балку тросов 6 на сумму увеличения поперечных размеров тросов при полном их смятии, а высота полок 4 между секциями 5 при одном слое тросов 6 равна половине диаметра троса, а при нескольких слоях - диаметру троса, и в двух соседних слоях размещено во внутреннем слое 7 n1 тросов 6, а в наружном слое 8 ni - 1 тросов 6, здесь i - номер внутреннего слоя, отсчитываемый от задней стенки бампера-балки 2 в направлении, противоположном направлению лобового удара. Центры тросов 6 каждого наружного слоя 8 смещены на половину диаметра относительно центров тросов 6 внутреннего слоя 7. Снаружи слои тросов залиты полиуретаном, образующим оболочку 9, охватывающую троса 6 и бампер-балку 2 и закрепленную на них приклеиванием.The proposed protective device 1, which increases the safety of the driver and passengers in case of car accidents (see Figs. 1, 2), contains a bumper beam 2 with a box-shaped cross section fixed on the car body in front and behind the body and repeating in terms of car contours to the wheelset. Moreover, the cross-sectional shape may be different - rectangular, rectangular with rounded corners, or oval with a wall 3 external to the frontal impact in the direction of a frontal impact (see Fig. 2). It is allowed to make the bumper beam 2 composite of two beams welded by longitudinal seams (not shown in Fig.). The height of the wall 3 is divided by shelves 4 into separate sections 5, and in each section, in one, two or more layers, there are sections of metal cables 6 of one-sided or two-sided lay with a point (TK), linear (LC) or strip contact (PC), with the number of wires in the cable greater than or equal to eighteen. The cables 6 are located along the entire length of the bumper beam 2, and the height of the section 5 is greater than the width of the inner layer of the cables 6 resting on the bumper beam by the total increase in the transverse dimensions of the cables when they are completely crushed, and the height of the shelves 4 between sections 5 with one layer of cables 6 is half the cable diameter, and in several layers - the cable diameter, and in two adjacent layers there are 7 n 1 cables 6 in the inner layer, and 6 cables in the outer layer 8 n i - 1, here i is the number of the inner layer counted from the back wall bumper beam 2 in the opposite direction frontal impact. The centers of the cables 6 of each outer layer 8 are shifted by half the diameter relative to the centers of the cables 6 of the inner layer 7. Outside, the layers of the cables are filled with polyurethane, forming a sheath 9, covering the cable 6 and the bumper beam 2 and glued to them.
На фигурах 2, 4, 5 и 6 изображен пример защитного устройства с двумя слоями тросов 6 в каждой секции 5. Причем во внутреннем слое 7 расположено n1=6 тросов 6, а в наружном n1 - 1=5 тросов 6.Figures 2, 4, 5 and 6 show an example of a protective device with two layers of cables 6 in each section 5. Moreover, n 1 = 6 cables 6 are located in the inner layer 7, and 1 = 5 cables 6 in the outer n 1 .
На фиг.1 автомобиль изображен как "обстановка" на сборочном чертеже тонкой сплошной линией, и крепление защитного устройства 1 к автомобилю с помощью кронштейнов 10 показано условно, т.к. для каждой марки автомобиля вариант крепления индивидуален.In Fig. 1, the car is depicted as a "situation" in the assembly drawing with a thin solid line, and the fastening of the protective device 1 to the car using the brackets 10 is shown conditionally, because for each brand of car mount option is individual.
При применении тросов с пустотелой сердцевиной или пеньковой сердцевиной тросы 6 в каждой секции 5 размещены в два слоя (см. фиг.3), причем в наружном слое 8 все n1 - 1 тросов непосредственно воспринимают ударное воздействие, здесь n1 - число тросов во внутреннем первом слое, воспринимающее ударное воздействие, и общее число тросов во внутреннем слое 7 равно n1+2m, где m - число тросов, размещенных с каждой стороны слоя из n1 тросов, и количество 2m тросов определяется из условияWhen using cables with a hollow core or hemp core, the cables 6 in each section 5 are placed in two layers (see Fig. 3), and in the outer layer 8 all n 1 - 1 cables directly perceive impact, here n 1 is the number of cables per shock absorbing the first inner layer and the total number of cables in the inner layer 7 is n 1 + 2m, where m is the number of cables placed on each side of the layer of n 1 cables, and the number of 2m cables is determined from the condition
, ,
где Δyimax - максимально возможное увеличение поперечного размера каждого i-ого троса внутреннего слоя, непосредственно воспринимающего удар, в направлении, перпендикулярном направлению лобового удара иwhere Δy imax is the maximum possible increase in the transverse size of each i-th cable of the inner layer directly perceiving the impact, in the direction perpendicular to the direction of the frontal impact and
Δykmax - максимально возможное уменьшение поперечного размера каждого к-ого троса внутреннего слоя из числа 2m тросов в направлении, параллельном направлению лобового удара, при этом диаметр каждого i-ого троса di и диаметр каждого к - ого троса dk (причем di может быть равным dk) подбираются таким образом, чтобы высота секции h, в которой размещены тросы, равнаяΔy kmax is the maximum possible reduction in the transverse size of each cable of the inner layer from among 2m cables in a direction parallel to the direction of the frontal impact, while the diameter of each cable i d i and the diameter of each cable i d k (and d i may be equal to d k ) are selected so that the height of the section h in which the cables are placed is equal to
h=n1di+2mdk,h = n 1 d i + 2md k ,
была конструктивно приемлемой.was constructively acceptable.
При ударном воздействии сердцевины n1 - 1 тросов наружного слоя 8 и n1 тросов внутреннего слоя 7 при полном смятии тросов из круглой становятся отрезками 11 (см. фиг.3), перпендикулярными направлению удара, а сердцевины 12 2m тросов внутреннего слоя 7 становятся отрезками, параллельными направлению удара.When the impact of the core n 1 - 1 ropes of the outer layer 8 and n 1 of the ropes of the inner layer 7 with a complete collapse of the round cables become segments 11 (see figure 3), perpendicular to the direction of impact, and the core 12 2m of the cables of the inner layer 7 become segments parallel to the direction of impact.
Рекомендуемые для применения в предлагаемых защитных устройствах диаметры тросов от 10 до 25 мм.The cable diameters recommended for use in the proposed protective devices are from 10 to 25 mm.
По нашим предварительным оценкам у предлагаемых защитных устройств параметр m=1, или 2, и число секций может быть от 2-х до 4-х.According to our preliminary estimates, the proposed protective devices have the parameter m = 1, or 2, and the number of sections can be from 2 to 4.
Кроме того, тросы 6 могут свиваться из омедненной проволоки или омедняется только внешняя поверхность тросов с некоторой глубиной проникновения внутрь троса. При этом коэффициент трения в контакте "медь по меди " и "медь по стали" достигает величины 0,4 и более (по сравнению с контактом "сталь по стали" 0,15-0,2), а величина сил трения на контактных поверхностях проволок увеличивается существенно больше, чем в два раза, за счет, как увеличения коэффициента трения, так и сил, сдавливающих проволоки троса при его смятии на одну и ту же величину деформации, причем зависимость сдавливающей нагрузки от величины коэффициента трения существенно нелинейна.In addition, the cables 6 can be twisted from copper-plated wire or only the outer surface of the cables is copper-plated with a certain penetration depth inside the cable. In this case, the friction coefficient in the contact "copper on copper" and "copper on steel" reaches a value of 0.4 or more (compared with the contact "steel on steel" 0.15-0.2), and the magnitude of the friction forces on the contact surfaces the wires increases significantly more than twice, due to both an increase in the friction coefficient and the forces compressing the cable wires when it is crushed by the same strain value, and the dependence of the compressive load on the value of the friction coefficient is substantially nonlinear.
Кроме того, бампер-балка 2 может быть изготовлен из высокопрочного композитного материала (см. фиг.4), при этом между внутренним слоем 7 тросов 6 и бампером-балкой 2 в каждой секции 5 установлена стальная, шлифованная, омедненная лента 13.In addition, the bumper beam 2 can be made of high strength composite material (see figure 4), while between the inner layer 7 of the cables 6 and the bumper beam 2 in each section 5 is installed steel, polished, copper-plated tape 13.
Кроме того, полиуретановая оболочка 14 (см. фиг.5) может устанавливаться только со стороны тросов, а бампер-балка 2 в этом случае выполнена с отбортовками 15, завальцованными на полиуретановую оболочку 14 и организующими крепление оболочки типа "ласточкин хвост". Оболочка 14 также дополнительно приклеена к тросам 6 и бамперу 2, а расположение отбортовок 15 и их высота подобраны таким образом, чтобы не мешали смятию тросов при ударе.In addition, the polyurethane shell 14 (see figure 5) can be installed only on the side of the cables, and the bumper beam 2 in this case is made with flanges 15, rolled onto the polyurethane shell 14 and organizing the fastening of the dovetail shell. The shell 14 is also additionally glued to the cables 6 and the bumper 2, and the location of the flanges 15 and their height are selected so as not to interfere with the crushing of the cables upon impact.
На тросы 6 может быть установлена балка 16 из стали или алюминиевого сплава (см. фиг.6) с длиной, равной или меньшей длины лобовой части защитного устройства, имеющая в поперечном сечении вид швеллера, причем балка своими полками 17 опирается на бампер-балку 2 с возможностью смещения ее в горизонтальной плоскости, и во внутренние пустоты между тросами 6 и балкой 16 вставлены резиновые вставки 18, а снаружи балка 16 и бампер-балка 2 охвачены оболочкой 3 из полиуретана, приклеенной к балке 16 и бамперу-балке 2.On the cables 6 can be installed a beam 16 of steel or aluminum alloy (see Fig.6) with a length equal to or less than the length of the frontal part of the protective device, having a cross-section in the form of a channel, and the beam with its shelves 17 rests on the bumper beam 2 with the possibility of its displacement in the horizontal plane, and rubber inserts 18 are inserted into the inner voids between the cables 6 and the beam 16, and the beam 16 and the bumper beam 2 are covered by a polyurethane sheath 3 glued to the beam 16 and the bumper beam 2 from the outside.
Кроме того, балка 16 по длине может быть составлена из отдельных частей, несоединенных друг с другом (на фиг. не показано).In addition, the beam 16 in length can be composed of separate parts that are not connected to each other (not shown in Fig.).
В устройствах 1 могут быть применены тросы с приближено подобными упруго-гистерезисными характеристиками смятия. Это существенно сократит объем расчетных исследований статических и динамических характеристик устройства и облегчит решение задачи оптимального подбора параметров устройства 1 в каждом конкретном случае его практического применения.In devices 1, cables with approximately similar elastic-hysteretic collapse characteristics can be used. This will significantly reduce the volume of computational studies of the static and dynamic characteristics of the device and facilitate the solution of the problem of optimal selection of the parameters of the device 1 in each specific case of its practical application.
Кроме того, наружная оболочка защитного устройства может быть выполнена из полимера, прозрачного на ширине одного, двух, трех тросов вплоть до ширины наружного слоя тросов. При этом часть поверхности тросов этого слоя, обращенная к наблюдателю и видимая им через прозрачную часть оболочки, хромирована, а предпочтительный тип троса в этом случае - трос с полосовым контактом (закрытого типа) с односторонней свивкой, и организована подсветка тросов.In addition, the outer shell of the protective device can be made of polymer, transparent on the width of one, two, three cables up to the width of the outer layer of the cables. At the same time, the part of the surface of the cables of this layer, facing the observer and visible to him through the transparent part of the shell, is chrome plated, and the preferred type of cable in this case is a cable with a strip contact (closed type) with one-sided lay-up, and the backlighting of the cables is organized.
Когда защитное устройство устанавливается сзади автомобиля, то эта подсветка выполняет функции подсветки автомобиля, т.е. при торможении автомобиля она меняет цвет на красный.When the protective device is installed at the rear of the car, this backlight serves as the backlight of the car, i.e. when braking a car, it changes color to red.
Сборка предлагаемого защитного устройства проста и потому не описывается.The assembly of the proposed protective device is simple and therefore not described.
Кинетическая энергия удара в предлагаемом защитном устройстве гасится при взаимном проскальзывании проволок тросов и самих тросов с сухим трением при смятии тросов при ударе.The kinetic energy of the impact in the proposed protective device is extinguished when the wires of the cables and the cables themselves with dry friction mutually slip when the cables are crushed during impact.
Применение тросов с пустотелой сердцевиной или с сердцевиной из пеньки основано на том известном факте, что эти тросы также имеют высокую жесткость на смятие, что подтверждается отсутствием у них остаточных деформаций смятия при большом погонном давлении при намотке их на барабан при подъеме больших грузов. Большая жесткость на смятие этих тросов обеспечивает большую сдавливающую нагрузку между проволоками троса и силы прижатия троса к контактным поверхностям и, следовательно, большие силы сухого трения на контактных поверхностях проволок, расположенных как в наружном слое троса, так и внутри троса. Деформация пустотелых тросов увеличивает сумму длин взаимных проскальзываний проволок и смещений самих тросов. Все это увеличивает величину энергии, рассеиваемой защитным устройством.The use of cables with a hollow core or with a hemp core is based on the well-known fact that these cables also have high crushing stiffness, which is confirmed by the absence of residual crushing deformations at high linear pressure when they are wound on a drum when lifting large loads. The greater stiffness on the collapse of these cables provides a large compressive load between the wires of the cable and the forces of pressing the cable to the contact surfaces and, therefore, large forces of dry friction on the contact surfaces of the wires located both in the outer layer of the cable and inside the cable. The deformation of hollow cables increases the sum of the lengths of mutual slippage of the wires and the displacements of the cables themselves. All this increases the amount of energy dissipated by the protective device.
По сравнению с прототипом предлагаемое защитное устройство более просто по конструкции и не требует сложного оборудования для изготовления и сборки, которое требуется для изготовления прототипа - пресса, штампа для изготовления гофрированных лент, печи, приспособления для закаливания лент, приспособления для заневоливания лент при сборке устройства.Compared with the prototype, the proposed protective device is simpler in design and does not require sophisticated equipment for the manufacture and assembly, which is required for the manufacture of the prototype - a press, a stamp for the manufacture of corrugated tapes, ovens, devices for hardening tapes, devices for covering tape when assembling the device.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010110096/22U RU95611U1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010110096/22U RU95611U1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95611U1 true RU95611U1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010110096/22U RU95611U1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU95611U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521866C2 (en) * | 2012-06-14 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Bumper protector assembly for trucks and buses and production of resilient-hysteresis elements of wire material |
| RU168680U1 (en) * | 2016-07-22 | 2017-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Нанотехнологический центр композитов" (ООО "НЦК") | GROUND VEHICLE COMPOSITE BUMPER |
| RU2773781C1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-06-09 | Вячеслав Геннадьевич Семенов | Car suspension with a wheel that protects people and the middle part of the body at the time of an accident |
-
2010
- 2010-03-17 RU RU2010110096/22U patent/RU95611U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521866C2 (en) * | 2012-06-14 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Bumper protector assembly for trucks and buses and production of resilient-hysteresis elements of wire material |
| RU168680U1 (en) * | 2016-07-22 | 2017-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Нанотехнологический центр композитов" (ООО "НЦК") | GROUND VEHICLE COMPOSITE BUMPER |
| RU2773781C1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-06-09 | Вячеслав Геннадьевич Семенов | Car suspension with a wheel that protects people and the middle part of the body at the time of an accident |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9340172B2 (en) | Tubular back beam assembly for vehicle and method of manufacturing the same | |
| CN104709208B (en) | A kind of bumper of imitative Cornu Bovis seu Bubali structure | |
| CN103625553B (en) | A kind of square taper aluminium alloy automobile front side member based on embedded carbon fiber | |
| CN108146463B (en) | Honeycomb energy absorbing device | |
| CN109131178B (en) | Novel front anti-collision beam assembly of automobile | |
| CN104590178A (en) | Automobile energy absorption box | |
| RU95611U1 (en) | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT | |
| CN106005022A (en) | Electric car front anti-collision beam assembly | |
| CN106427848A (en) | Epitaxial energy-storing device for automobile bumper | |
| CN207470664U (en) | Honeycomb energy-absorbing device | |
| CN106320226A (en) | Highway anti-collision pad with guide function | |
| SK283988B6 (en) | Underframe front part and deformation element on vehicles, especially rail vehicles | |
| RU79845U1 (en) | PROTECTIVE DEVICE INCREASING THE SAFETY OF DRIVERS AND PASSENGERS DURING A CAR ACCIDENT | |
| CN207466571U (en) | Buffering anti-collision device | |
| US6857690B2 (en) | Protective structure for vehicles | |
| CN108953450B (en) | Impact-resistant energy absorption structure | |
| CN103950418A (en) | Carbon fiber composite bumper structure for automobile | |
| CN207902444U (en) | Honeycomb energy-absorbing device | |
| CN207000378U (en) | A kind of automobile buffer beam with shock-absorbing function | |
| RU2446965C1 (en) | Protective bumper device | |
| KR101143078B1 (en) | Crash energy absorber absorbing crash energy by stages | |
| CN212529558U (en) | Long service life's agricultural machinery bumper | |
| RU2478052C2 (en) | Car protective bumper | |
| CN105691162B (en) | A kind of vehicle door anti-collision joist of hydraulic expanding-forming | |
| RU2478051C2 (en) | Car protective bumper |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180318 |