[發明專利]一種裝配式自鎖型多胞能量吸收器

有效

• 申請號: 201810188124.5
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN109305120B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 張雄;冷克華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B60R19/24
• 分類號: B60R19/24;B60R19/22
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于結構被動安全防護中的能量吸收領域，并公開了一種裝配式自鎖型多胞能量吸收器。該能量器中包括兩組薄壁管且每組中的薄壁管結構尺寸相同，每個薄壁管的側面均設置有開口，使得薄壁管呈非封閉結構，第一組中的兩個開口薄壁管平行設置且開口相對，第二組中的兩個薄壁管平行設置且開口相背，第二組正交嵌套于第一組中并形成四個空胞，同時使得能量吸收器的每個面均包括兩層薄壁管的管壁；第二組和第一組相互穿過彼此的開口，以此實現兩組之間的拼裝，并形成自鎖結構，該結構的每個面均包括兩層管壁。通過本發明，提供的能量吸收器結構簡單，比吸能率高，生產成本低。

技術領域

本發明屬于結構被動安全防護中的能量吸收領域，更具體地，涉及一種裝配式自鎖型多胞能量吸收器。

背景技術

能量吸收結構廣泛應用于汽車、船舶、航天航空等各個領域，作為發生碰撞時耗散沖擊動能的主要構件。設計出具有良好性能的吸能器對于保障人民生命財產安全、節約能源、促進環保等方面具有重大的實際意義。

在目前的汽車設計中，通常是采用安裝在汽車前部和尾部的保險杠系統來保證車廂結構框架在低速沖擊荷載下不受嚴重破壞，從而保證車內乘員以及汽車主體結構的安全。為了盡可能的吸收撞擊時的動能，在現在的保險杠系統設計中，往往會在保險杠橫梁與汽車框架縱梁安裝能量吸收器。在有些設計中，為了進一步提高保險杠系統的能量吸收能力，還會在保險杠橫梁中并排若干個能量吸收器。在汽車相撞的過程中，能量吸收器能夠吸收碰撞產生的動能，并將其不可逆的轉化為材料的塑性變形能；公路碰撞衰減系統通常是設計成在迎面碰撞的條件下，使車輛逐漸減速，從而安全地停下來，或是在側面碰撞情況下，使車輛改變方向以避免出現危險。世界上最常使用的公路防護欄系統是由安裝在鋼柱或者木柱上的鍍鋅W形鋼梁(波形梁)組成，當車輛與安裝在高速路邊的防護欄系統碰撞時，車輛的動能將大部分耗散在波形梁與立柱(吸能構件)的變形上；由于能量吸收裝置的不可逆能量轉換特性，能量吸收器通常是一次性使用的物品，一旦有大變形，他們就要被拋棄更換。因此，在受到預算約束的條件下，低成本在能量吸收裝置的設計中尤為重要。

為了提高能量吸收器的比吸能率，蜂窩型(多胞)截面形式被用于碰撞吸能器的設計中，比如專利名稱為“汽車安全座椅用蜂窩吸能盒”，專利公開號為CN 205706266U，該專利公布了一種用在兒童安全座椅上的蜂窩吸能盒。專利名稱為“一種多胞汽車緩沖吸能裝置”，專利公開號CN104890604 A，該專利公布了一種梯度多胞汽車吸能緩沖裝置，采用多胞形狀構型，然而，上述兩種吸能裝置均需要先制備相應的模具，然后通過擠壓成型才能制備處所需要的吸能裝置，而且若吸能裝置根據實際的應用每改變一次尺寸，則需要重新開模生產新的模具，由此產生高昂的費用；專利名稱為“一種折痕式碰撞吸能盒”，專利公開號為CN 101638076A，該專利將引入折痕紋路的薄壁管件作為碰撞吸能盒，由于該專利所描述的折痕式碰撞吸能盒壁面可展開，而可采用加工半殼，再通過焊接形成整體結構，這種結構雖然理論上可以實現降低加工成本，但由于折疊結構為開口結構，要封閉需要采用焊接，而焊接部位材料性質改變在吸能器變形過程中容易導致一些如開裂，變形不對稱等意外情況，使結構的能量吸收性能受到很大影響，此外這種結構僅對普通空管而言性能更好，與多胞結構對比，吸能效率仍差很多。

綜上所述，目前有必要提出一種更加優化的設計，在滿足高比吸能率(單位質量的能量吸收)、高荷載一致性(平均力/峰值力)系數的前提下，進一步降低加工以及安裝成本，從而更好的滿足能量吸收器的實際生產要求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種裝配式自鎖型多胞能量吸收器，通過采用兩組開口薄壁管進行拼裝以形成自鎖結構，由此解決能量吸收器制造、維護、安裝成本高，能量吸收效率低的技術問題。