[發明專利]一種汽車復合材料吸能模塊

有效

• 申請號: 201910454643.6
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110194116B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 周秋萍;劉芬;丁樺
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院工業技術研究院
• 主分類號: B60R19/18
• 分類號: B60R19/18;B60R19/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種汽車復合材料吸能模塊，其內部設有至少一組相鄰的可用于摩擦吸能和結構粉碎性吸能的基礎模塊。本發明的有益效果為：可以實現逐級破壞，這樣可以使得汽車在不同的碰撞能量下破壞范圍不同，使得汽車進行維修時只需針對性的對局部結構進行替換，減少維修成本，能達到金屬材料吸能結構件的吸能效果。

技術領域

本發明涉及防護材料技術領域，更具體地，涉及一種汽車復合材料吸能模塊及吸能方法。

背景技術

在汽車防撞系統上，傳統的設計是，在防撞梁與車身主體結構之間設置吸能盒，當發生低速碰撞時，防撞梁將承受的撞擊力傳遞給吸能盒，讓吸能盒首先受損。當發生較高速碰撞時，吸能盒將能量傳至車身主體結構。這種傳統設計在發生碰撞的時候吸能結構會發生整體的破壞，進行維修的時候一般都是進行整體的替換。

隨著環保和節能的需求日益提高，汽車的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流，復合材料這一質輕高強的材料因而越來越受到汽車廠商的青睞。但是，相比金屬材料復合材料塑性區域面積小，吸能效果差，所以很少單獨把復合材料單獨作為吸能結構的。因此需尋求既能保證汽車的輕量化又能滿足優異抗沖擊、吸能效果的吸能盒。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術的至少一種不足，提供一種汽車復合材料吸能模塊，可以逐級吸能，吸能效果優異。

本發明采取的技術方案是：

一種汽車復合材料吸能模塊，其內部設有至少一組相鄰的可用于摩擦吸能和結構粉碎性吸能的基礎模塊。

可以通過兩個相鄰的基礎模塊之間因相對位移產生的摩擦力來消耗外部能量，同時基礎模塊也可以通過結構粉碎性改變消耗外部能量，這樣的吸能模塊可以實現逐級吸能，從而在不同能量的外力作用下，變形度隨外力大小而改變，減少維修時需全部更換的成本和工作量。

每個所述的基礎模塊包括至少兩個具有相鄰界面的基礎層，相鄰界面處的兩個基礎層在受力時相對移動并分別結構性粉碎。基礎模塊本身也可以通過內部基礎層的相對位移產生的摩擦消耗外部能量，并通過基礎層的粉碎性改變消耗外部能量，進一步實現逐級吸能，減少變形破壞的程度。

每個所述基礎層包括基材和設置在基材內的增強材，相鄰界面處的兩個所述基礎層之間設有柔性連接件，柔性連接件分別與相鄰的基材連接，當相鄰界面處的兩個所述基礎層之間的相對位移大于柔性連接件的伸長極限時，柔性連接件拉動基材運動。在外力作用下，相鄰界面處的兩個基礎層的表面相對位移，摩擦消耗外部能量，柔性連接件本身可以伸長，在相對位移時跟隨伸長，超過伸長極限后，柔性連接件可以拉動基材進行移動，從而使基礎層開始結構粉碎性變形，通過設置不同伸長極限的柔性連接件可以使得基礎層之間的相對位移不同時基礎層不同的位置發生粉碎性破壞，從而實現逐級吸能的效果。

每個所述基礎層包括基材和設置在基材內的增強材，相鄰界面處的兩個所述基礎層之間設有柔性連接件，柔性連接件分別與兩個所述基礎層內的增強材連接，當相鄰界面處的兩個所述基礎層之間的位移大于柔性連接件的伸長極限時，柔性連接件帶動增強材在基材內運動。在外力作用下，相鄰界面處的兩個基礎層的表面相對位移，摩擦消耗外部能量，柔性連接件本身可以伸長，在相對位移時跟隨伸長，超過伸長極限后，柔性連接件可以拉動增強材在基材內移動，通過增強材變形使基材結構粉碎性變形，通過設置不同伸長極限的柔性連接件可以使得基礎層之間的相對位移不同時基礎層不同的位置發生粉碎性破壞，從而實現逐級吸能的效果。

每個基礎模塊的基礎層在共同界面處的投影面積不同。每個基礎模塊的基礎層在共同界面處的不同投影面積，使得每個基礎模塊的界面破壞時的閾值不同，在被破壞時可以先后破碎，從而實現逐級吸能。

相鄰界面處的兩個所述基礎層在界面處的投影面積不同。不同面積的基礎層的變形程度不同，相應吸收能量的破壞閾值也不同，可實現逐級吸能。