[實用新型]一種基于功能定制的汽車前端吸能結構

有效

• 申請號: 201721206016.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN207535850U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 段利斌;杜展鵬;陳建軍;江浩斌;唐斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60R19/18
• 分類號: B60R19/18;B60R19/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種基于功能定制的汽車前端吸能結構，包括防撞梁結構、前縱梁前段結構及連接板結構，防撞梁結構包括防撞梁內外板及雙箭頭型負泊松比結構，前縱梁前段結構包括前縱梁內外板、前縱梁內外板定位孔、誘導槽及翻邊，連接板結構包括防撞梁外板連接板及防撞梁、前縱梁連接板；前縱梁前段結構包括3個功能區，每個功能區對應一個等厚度區，相鄰兩個功能區通過厚度過渡區實現連續過渡連接。使用本實用新型結構的汽車在低速碰撞時，防撞梁結構具有很高的抗彎能力和彎曲變形吸能能力；在高速碰撞時，前縱梁前段結構用于誘導產生漸進式折疊壓潰變形，提高前縱梁前段結構的軸向壓潰吸能能力和平均碰撞力，本實用新型同時實現前縱梁的輕量化。

技術領域

本實用新型涉及汽車被動安全結構設計領域，尤其涉及一種基于功能定制的汽車前端吸能結構。

背景技術

汽車前端吸能結構主要包括防撞梁結構和前縱梁前段結構，它是整車正面碰撞工況中非常重要的吸能部件和傳力結構。防撞梁結構主要在低速正面碰撞工況下承載彎曲載荷，保護車輛的其它主要部件；前縱梁結構主要在高速碰撞工況下承載軸向沖擊載荷，吸收碰撞能量，傳遞碰撞力。因此，汽車前端吸能結構的耐撞性能在一定程度上決定了整車碰撞動態響應的好壞以及乘員艙侵入量的大小，是影響汽車被動安全性能的關鍵因素。

汽車前端吸能結構的耐撞性設計主要包括防撞梁結構的耐撞性設計和前縱梁前段結構的耐撞性設計兩種途徑。針對防撞梁結構的耐撞性設計問題，中國專利201611084648.7公開了一種汽車前防撞梁，該防撞梁結構截面形狀采用“B”字形截面，雖然在一定程度上提高了防撞梁的強度和抗彎剛度，但是依然存在碰撞吸能效率低的缺點；中國專利 201620121549.0公開了一種泡沫鋁汽車防撞梁，該防撞梁通過采用泡沫鋁結構作為內部填充結構，在一定程度上提高了防撞梁結構的碰撞吸能，而且保證了汽車的輕量化設計需求，但是該防撞梁結構的彎曲剛度會隨著彎曲變形的增大而逐漸降低，從而導致碰撞吸能能力的減弱；針對前縱梁結構的耐撞性設計問題，中國專利200820238454.2公開了一種分段式激光拼焊汽車前縱梁，包括縱梁前段、縱梁中段和縱梁后段，三者厚度依次遞增，這種前縱梁結構在滿足碰撞安全性能的前提下，實現了輕量化設計，但是由于激光拼焊板的焊縫位置存在厚度突變，會導致激光拼焊板的回彈預測、模具設計以及制造困難。為克服激光拼焊結構焊縫位置性能突變的不足，中國專利201310523023.6公開了一種連續變截面汽車前縱梁及其制備方法，該前縱梁包括縱前梁前段和前縱梁后段，二者的厚度依次遞增，并利用激光焊接、點焊工藝和粘接工藝實現前縱梁過渡區的厚度連續變化。然而，該前縱梁結構沒有根據汽車前艙的總布置邊界條件進行合理分段劃分，而且前縱梁結構的厚度呈依次遞增趨勢，可能會導致在高速碰撞工況下傳遞到乘員艙的碰撞力過大、加速度峰值偏高以及防火墻侵入量過大等問題，不利于乘員安全。

盡管上述汽車防撞梁和前縱梁結構在一定程度上實現了輕量化和耐撞性設計，但是在防撞梁結構的耐撞性設計方面仍然存在碰撞吸能效率低，以及防撞梁的彎曲剛度隨著彎曲變形的增大而逐漸減弱的問題；在前縱梁結構的耐撞性設計方面，未能充分利用碰撞壓潰區的變形空間，碰撞吸能效率低，并且會導致碰撞時傳遞到乘員艙的力過大、加速度峰值偏高等問題，不利于乘員的安全保護。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型利用雙箭頭型負泊松比結構的變剛度特性，以及連續變厚度柔性軋制技術，創新性的提出一種基于功能定制的汽車前端吸能結構，主要包括填充雙箭頭型負泊松比結構的防撞梁結構和變厚度前縱梁前段結構。旨在提高防撞梁的抗彎能力和彎曲變形吸能能力，并充分利用前縱梁碰撞壓潰區的變形空間，最大程度的吸收碰撞能量，實現對防撞梁和前縱梁最大化的輕量化和耐撞性設計。

本實用新型的技術方案是：