[實用新型]負泊松比單胞結構、二維負泊松比結構內芯及吸能盒

有效

• 申請號: 201720328115.2
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN207529378U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 鄒松春;王春燕;趙萬忠
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B60R19/18;B60R19/34
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

本實用新型公開了一種負泊松比單胞結構、二維負泊松比結構內芯及吸能盒，該二維負泊松比結構吸能盒主要由吸能盒盒體(1)、前安裝板(2)、后安裝板(5)和二維負泊松比結構內芯(3)組成。二維負泊松比結構內芯設置于吸能盒盒體內，二維負泊松比結構內芯包括一個以上陣列排布的負泊松比單胞結構，該負泊松比單胞結構包括對稱平行的兩個底邊，兩個底邊的同一側均通過相連的第一斜邊和第二斜邊進行連接，第一斜邊和第二斜邊的長度相等，且同一側的第一斜邊和第二斜邊均向內傾斜。二維負泊松比結構吸能盒的能量吸收性能與負泊松比單胞結構的參數息息相關，本實用新型設計出優化的負泊松比單胞結構進一步提高吸能盒的吸能效果。

技術領域

本實用新型屬于汽車被動安全防護領域，具體涉及一種二維負泊松比結構吸能盒。

背景技術

普通的吸能盒為空心的方形結構，當車輛發生碰撞時，吸能盒往往存在變形不穩定和不充分的問題，導致吸能盒對碰撞能量的吸收效果較差，只能吸收較少量的碰撞能量。吸能盒所起的吸能緩沖作用并不明顯，其余的大部分能量需要吸能盒以外的其它車輛部件來吸收，因此造成昂貴的維修成本，更嚴重的是還會對乘員造成很大的傷害。

負泊松比結構材料在受到載荷作用時表現出與普通材料相異的特殊變形性能，使得它比普通材料在能量吸收方面表現出更優異的性能，因此可以將負泊松比結構材料填充于傳統吸能盒中形成負泊松比結構吸能盒，從而很好地解決普通吸能盒在車輛發生碰撞時存在的變形不穩定、吸能效果較差等缺點。

負泊松比結構吸能盒的能量吸收性能與負泊松比單胞結構的參數息息相關，不同幾何參數的單胞結構構成的吸能盒的能量吸收性能也不相同，因此需要對負泊松比單胞結構進行優化設計，從而進一步提高吸能盒的吸能效果。

發明內容

本實用新型在于針對上述背景技術的不足，提出一種二維負泊松比結構吸能盒。

本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種負泊松比單胞結構，所述負泊松比單胞結構包括對稱平行的兩個底邊，兩個底邊的同一側均通過相連的第一斜邊和第二斜邊進行連接，第一斜邊和第二斜邊的長度相等，且同一側的第一斜邊和第二斜邊均向內傾斜；第一斜邊、第二斜邊和底邊的厚度均為t，且0.6mm≤t≤1.2mm；第一斜邊、第二斜邊和底邊的寬度均為b，且2.2mm≤b≤ 3mm；每條斜邊與相鄰底邊的夾角為d，且55°≤d≤75°；兩個底邊的長度均為a，且 12mm≤a≤16mm；兩個底邊間的垂直距離為h，且8mm≤h≤13mm。

進一步的，第一斜邊、第二斜邊和底邊的厚度t為1.1575mm；第一斜邊、第二斜邊和底邊的寬度b為2.2009mm；每條斜邊與相鄰底邊的夾角d為74.684°；兩個底邊的長度a為13.764mm；兩個底邊間的垂直距離h為12.877mm。

一種基于上述負泊松比單胞結構的二維負泊松比結構內芯，包括一個以上的負泊松比單胞結構，所述負泊松比單胞結構沿寬度b延伸方向進行陣列排布，所述負泊松比單胞結構沿兩個底邊間的垂直距離h的兩端延伸方向進行陣列排布，且所述負泊松比單胞結構沿兩個底邊的長度a的兩端延伸方向進行陣列排布；在寬度b的延伸方向上，負泊松比單胞結構相互對稱的堆疊；在長度a的延伸方向上，負泊松比單胞結構的第一斜邊與相鄰負泊松比單胞結構的第二斜邊重合；在距離h的延伸方向上，相鄰負泊松比單胞結構的底邊相互重合。

一種二維負泊松比結構吸能盒，其內部設置有上述二維負泊松比結構內芯，該種二維負泊松比結構吸能盒包括吸能盒盒體(1)、前安裝板(2)和后安裝板(5)，所述吸能盒盒體(1)一端與前安裝板(2)相連，所述吸能盒盒體(1)另一端與后安裝板(5) 相連；所述前安裝板(2)用于通過螺栓與汽車保險桿橫梁連接，所述后安裝板(5)用于通過螺栓與汽車車身的縱梁連接。