[實(shí)用新型]一種嵌入式吸能裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720196779.8
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN206555339U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;閆曉剛;徐翔;王琎;林繼銘;賴雄鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F7/00
• 分類號(hào): F16F7/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及被動(dòng)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種嵌入式碰撞吸能裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的迅速發(fā)展，人們對效率的追求越來越苛刻，各種交通工具的最高時(shí)速不斷刷新紀(jì)錄。不斷提高的速度盡管帶來了高的效率，但同時(shí)也成為了一個(gè)很大的不安全因素。近年來交通事故頻發(fā)，每年因此死亡的人數(shù)大幅度上升，因此，被動(dòng)安全領(lǐng)域技術(shù)的革新迫在眉睫。而被動(dòng)安全技術(shù)中，吸能裝置的吸能性能是最重要的一環(huán)，好的吸能裝置可以在發(fā)生碰撞事故時(shí)更好的保護(hù)人員的安全。

但是，目前大多數(shù)吸能裝置主要運(yùn)用的吸能方式是較為單一的傳統(tǒng)薄壁管件，在碰撞時(shí)靠其壓縮變形吸收沖擊能量。這種吸能裝置整體吸能量小，效率低下，在碰撞壓縮過程中變形不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生沖擊波，不能有效地保護(hù)人員的安全。此外，只能在一定的速度工況范圍內(nèi)的碰撞才能發(fā)揮其效能，運(yùn)用范圍窄。因此，傳統(tǒng)吸能裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益苛刻的要求，必須實(shí)用新型一種新型高效的吸能裝置，以改進(jìn)當(dāng)前被動(dòng)安全領(lǐng)域吸能裝置的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供了一種嵌入式碰撞吸能裝置，結(jié)構(gòu)簡單，利用巧妙的結(jié)構(gòu)布局，滿足了強(qiáng)度高、柔韌性好、吸能效率高等對高性能吸能裝置的要求。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種嵌入式吸能裝置，包括活塞、上圓錐薄壁套管、下圓錐薄壁套管和緩沖耗材；

該上圓錐薄壁套管由外向內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)互相平行的上環(huán)形薄壁，且所述上圓錐薄壁套管的中心設(shè)有上導(dǎo)向讓位槽；該下圓錐薄壁套管由外向內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)互相平行的下環(huán)形薄壁，且所述下圓錐薄壁套管的中心設(shè)有下導(dǎo)向讓位槽；所述緩沖耗材填充于所述下導(dǎo)向讓位槽，并配合于所述上導(dǎo)向讓位槽；

所述上環(huán)形薄壁和下環(huán)形薄壁錯(cuò)位套接在一起，并使上環(huán)形薄壁和下環(huán)形薄壁滑動(dòng)配合，形成摩擦耗能結(jié)構(gòu)；所述活塞通過一柱形空心承力管裝接于所述上圓錐薄壁套管；所述上圓錐薄壁套管采用CFPR材料，所述下圓錐薄壁套管為鋁材質(zhì)。

CFPR材料為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的簡稱。

作為一種優(yōu)選，所述柱形空心承力管的側(cè)壁具有多層承力結(jié)構(gòu)，該側(cè)壁自外向內(nèi)依次為鋁材料層、CFPR材料層和鋁材料層。

作為一種優(yōu)選，所述下圓錐薄壁套管的環(huán)形薄壁表面貼設(shè)有橡膠耗能層。

作為一種優(yōu)選，所述橡膠耗能層為丁苯橡膠。

作為一種優(yōu)選，所述上圓錐薄壁套管的環(huán)形薄壁表面為鋸齒形結(jié)構(gòu)。

作為一種優(yōu)選，所述緩沖耗材為聚氨酯泡沫。

作為一種優(yōu)選，所述活塞的底面設(shè)有定位臺(tái)；該定位臺(tái)的邊緣設(shè)有第一導(dǎo)向角，相應(yīng)的，所述下圓錐薄壁套管的下導(dǎo)向讓位槽設(shè)有第二導(dǎo)向角；該第一導(dǎo)向角和第二導(dǎo)向角的傾斜角度相同。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1、本吸能裝置采用了使用了新材料CFRP，有效地利用了其高強(qiáng)度、高吸能性和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，在增加裝置強(qiáng)度和吸能性能的同時(shí)，滿足了輕量化設(shè)計(jì)的要求。且材料利用率高，每一個(gè)結(jié)構(gòu)都能在碰撞中通過變形或撕裂，吸收相應(yīng)的能量。

2、本吸能裝置采用多級梯度形式，從吸能始點(diǎn)到吸能終點(diǎn)的吸能量逐級遞增，滿足不同沖擊工況的要求。如在沖擊速度較小時(shí)，只需要吸能較少的SBR5參與吸能即可，隨著碰撞速度的加大，吸能較多的部件逐漸參與進(jìn)行吸能。當(dāng)受到較小的沖擊時(shí)，在更換部件的過程中，僅需對相應(yīng)的配件進(jìn)行更換即可，未參與吸能的部件還可以繼續(xù)使用。

3、橡膠耗能層采用擁有高摩擦系數(shù)的丁苯橡膠(SBR)進(jìn)行摩擦吸能，吸能效果好，且易于更換。

4、本吸能裝置結(jié)合了塑性良好的鋁材和脆性較大的CFRP，既利用了鋁材柔韌性好的優(yōu)點(diǎn)又利用了CFRP撕裂吸能多和強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。CFRP材料與鋁材料的交互作用，使其綜合吸能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單獨(dú)CFRP和鋁的吸能量之和。本裝置中，上圓錐薄壁套管(CFRP)嵌于下圓錐套管(AL)中，因外部鋁的約束，CFRP撕裂產(chǎn)生“楔形”的碎屑進(jìn)一步促使CFRP產(chǎn)生撕裂吸能；而內(nèi)部撕裂的CFRP客觀上形成外部鋁的填充物，增加了其變形吸能效率。一般CFRP材料在受壓時(shí)會(huì)撕裂，但通過適當(dāng)?shù)卣T導(dǎo)后，可以使薄壁CFRP材料產(chǎn)生折疊變形，比撕裂吸收更多的能量。如該裝置中的柱形空心承力管結(jié)構(gòu)，通過兩側(cè)夾層鋁材的折疊變形，誘導(dǎo)芯部薄壁CFRP的折疊變形，大大提升吸能效能。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本實(shí)用新型的一種嵌入式吸能裝置不局限于實(shí)施例。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖一(剖視圖)；