[實用新型]一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520611948.0
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN204895363U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈傳亮;吳志鵬;孫國超;鄭國龍;王國軍;郭守武;武櫟楠
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60R19/34
• 分類號: B60R19/34
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，屬于汽車安全技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，汽車保有量也越來越高，同時交通事故發(fā)生的概率也越來越大，汽車安全顯得尤為重要。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時，為了保證乘員有足夠的生存空間，要求汽車前部安全部件能夠吸收足夠的碰撞能量。

汽車吸能盒作為車身前部主要安全部件，要有合適的剛度、強度以及合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠依據(jù)實際碰撞情況充分吸收碰撞能量。傳統(tǒng)的吸能盒利用結(jié)構(gòu)壓潰產(chǎn)生塑性變形來實現(xiàn)碰撞能量吸收，如中國專利CN103909888A、CN104590178A，均采用壓潰式單級吸能結(jié)構(gòu)。碰撞發(fā)生后，吸能盒本體產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形，必須通過更換部件進(jìn)行維修，造成材料浪費以及維修成本居高不下。另外單級吸能結(jié)構(gòu)吸能效果有限，大大降低了對車輛及乘員的保護效果。

形狀記憶合金作為典型的智能材料，具有高阻尼、超彈性、以及耐腐蝕等特點。形狀記憶合金的阻尼性能至少比傳統(tǒng)金屬材料高一個數(shù)量級。承受沖擊載荷時，形狀記憶合金內(nèi)部的馬氏體介質(zhì)損耗系數(shù)可達(dá)10%。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，以解決現(xiàn)有吸能盒維修成本高，碰撞吸能效果有限的問題。

本實用新型采取的技術(shù)方案是：吸能盒內(nèi)套筒和吸能盒外套筒相互套接組成吸能盒本體，內(nèi)套筒前端與內(nèi)套筒前端板固定連接，外套筒后端與外套筒后端板固定連接，外套筒后端板上固定連接導(dǎo)向螺柱，內(nèi)套筒后端板與導(dǎo)向螺柱滑動連接，螺母與導(dǎo)向螺柱螺紋連接，形狀記憶合金絲一端與外套筒前端蓋固定連接、另一端與內(nèi)套筒后端板固定連接。

所述的形狀記憶合金絲在螺母的調(diào)節(jié)作用下處于張緊狀態(tài)。

所述的形狀記憶合金絲是NiTi形狀記憶合金絲，或是銅基形狀記憶合金絲、鐵基形狀記憶合金絲。

所述形狀記憶合金絲均勻或?qū)ΨQ布置于內(nèi)套筒的周圍。

所述形狀記憶合金絲長度均相等。

所述內(nèi)套筒和外套筒的截面形狀是圓形，或是任意多邊形。

本實用新型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)新穎，所述基于形狀記憶合金功能材料的套筒式汽車碰撞吸能盒，內(nèi)套筒和外套筒相互搭接，并且內(nèi)套筒和外套筒之間連有形狀記憶合金絲，能夠有效提高吸能效果，降低維修成本。在低速碰撞時，形狀記憶合金絲被拉伸吸能，從而保護發(fā)動機艙內(nèi)的零部件不損壞，同時保證乘員艙內(nèi)的乘客安全；維修過程中，只需加熱形狀記憶合金絲，吸能盒便可恢復(fù)原狀，大大降低吸能盒維修成本；高速碰撞時，形狀記憶合金絲先被拉伸完成一級能量吸收，剩余能量由套筒壓潰完成二級能量吸收，通過兩級吸能結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)單級汽車吸能盒存在的維修困難、能量吸收效果有限等問題，大大提高了吸能效果，保證乘員艙內(nèi)乘員安全。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型在車架上的安裝狀態(tài)示意圖；

圖3是本實用新型相對運動示意圖；

圖4是本實用新型一級能量吸收極限位置示意圖；

圖5是本實用新型形狀記憶合金絲分布示意圖，圖中外套筒前端蓋為矩形，形狀記憶合金絲為10根；

圖6是本實用新型形狀記憶合金絲分布示意圖，圖中外套筒前端蓋為圓形，形狀記憶合金絲為12根。

具體實施方式

吸能盒內(nèi)套筒1和吸能盒外套筒2相互套接組成吸能盒本體，內(nèi)套筒1前端與內(nèi)套筒前端板4固定連接，外套筒2后端與外套筒后端板5固定連接，外套筒后端板5上固定連接導(dǎo)向螺柱7，內(nèi)套筒后端板8與導(dǎo)向螺柱7滑動連接，螺母3與導(dǎo)向螺柱7螺紋連接，形狀記憶合金絲6一端與外套筒前端蓋9固定連接、另一端與內(nèi)套筒后端板8固定連接；

所述的形狀記憶合金絲6在螺母3的調(diào)節(jié)作用下處于張緊狀態(tài)；

所述的形狀記憶合金絲是NiTi形狀記憶合金絲，或是銅基形狀記憶合金絲、鐵基形狀記憶合金絲；

所述形狀記憶合金絲6均勻或?qū)ΨQ布置于內(nèi)套筒1的周圍；

所述形狀記憶合金絲長度均相等；

所述內(nèi)套筒1和外套筒2的截面形狀是圓形，或是任意多邊形。

內(nèi)套筒筒壁還可設(shè)置有誘導(dǎo)槽和加強筋，用來加強強度。

內(nèi)套筒和外套筒由形狀記憶合金絲連接，內(nèi)套筒和外套筒的相向相對運動可轉(zhuǎn)換為形狀記憶合金絲的拉伸運動。

內(nèi)套筒和外套筒之間設(shè)置有導(dǎo)向螺柱，可以保證內(nèi)套筒和外套筒的位置和相對運動方向的準(zhǔn)確性，還可以通過螺母來調(diào)節(jié)形狀記憶合金絲的張緊程度。

當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時，所述汽車碰撞吸能盒內(nèi)套筒1和汽車碰撞吸能盒外套筒2將會發(fā)生相向相對運動，從而使得所述NiTi形狀記憶合金絲6被拉伸進(jìn)行一級吸能；維修過程中，只需加熱NiTi形狀記憶合金絲，便可使吸能盒恢復(fù)原狀，大大降低了維修成本；高速碰撞時，在NiTi形狀記憶合金絲拉伸完成一級吸能后，還可進(jìn)一步的壓潰所述汽車碰撞吸能盒內(nèi)套筒1和汽車碰撞吸能盒外套筒2來吸收剩余的碰撞能量，實現(xiàn)二級吸能，大大提高吸能效果，保證連接在吸能盒后面的縱梁不受損壞，從而確保其他零部件不受損壞，同時為車內(nèi)乘員提供足夠的生存空間，保證乘員的安全。