[實用新型]一種多層級的吸能管

有效

• 申請號: 202020595000.1
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN212407410U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 姚曙光;楊紫;許平;彭勇;魯寨軍;姚松
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: F16F7/12
• 分類號: F16F7/12;B60R19/18;B61F19/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 姚瑤

本實用新型公開了一種多層級的吸能管，所述吸能管至少由兩層管道壁拼接構成，所述吸能管包括由內層管道壁圍成的一級中空管道以及相鄰兩層管道壁拼接形成的若干二級中空管道，所述二級中空管道排布在所述一級中空管道四周。尤其提供一種吸能管的橫截面為n個正弦波紋拼接形狀，具體的一種結構是吸能管橫截面上拼接的每兩個正弦波紋中外層正弦波紋的波谷與內層正弦波紋的波峰相切；另一種結構是雙層吸能管，其橫截面上拼接的兩個正弦波紋的波峰與波谷一一正對。利用改進的吸能管結構使得內外層管在變形過程中的相互作用起到穩定作用，改善變形，提升吸能效果。

技術領域

本實用新型屬于汽車碰撞技術領域，具體涉及一種多層級的吸能管。

背景技術

薄壁結構由于其低成本和高能量吸收特性而被廣泛應用。其中薄壁圓管是應用最廣泛的能量吸收結構之一。傳統圓管在受到軸向沖擊載荷作用時，往往表現出較高的初始峰值力并且力的波動幅度較大。在較大的初始峰值力作用下會使得撞擊時產生較大的加速度，增加對乘員的傷害。許多研究者通過在軸向引入波紋來起到降低初始峰值力的效果，但同時也會使結構比吸能SEA降低，減弱結構的吸能效果。

Xiaolin Deng等人提出了單層橫向正弦波紋管吸能結構，與普通圓管相比，單層橫向正弦波紋管吸能結構結構達到了提高結構吸能特性的效果，但仍然存在著變形模式不穩定的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對單層橫向正弦波紋管吸能結構存在變形模式不穩定的問題，提供了一種多層級的吸能管，其通過內外層管在變形過程中的相互作用起到穩定作用，改善變形，相較于單層結構擁有更加的吸能效果。

本實用新型提供的一種多層級的吸能管，所述吸能管至少由兩層管道壁拼接構成，所述吸能管包括由內層管道壁圍成的一級中空管道以及相鄰兩層管道壁拼接形成的若干二級中空管道，所述二級中空管道排布在所述一級中空管道四周，所述吸能管的橫截面為n個正弦波紋拼接形狀，n為所述吸能管的層級數。

進一步優選，所述橫截面上拼接的每兩個正弦波紋中外層正弦波紋的波谷與內層正弦波紋的波峰相切，且所述兩個正弦波紋對應正弦函數的振幅、波紋數分別相同，基本公稱半徑不同。

該結構可以在發生碰撞的過程中有效地提高能量吸收并提高變形的穩定性。在此類結構當中，當兩個正弦波紋中外層正弦波紋的波谷與內層正弦波紋的波峰相切時，會產生孔隙結構，由于孔隙結構在變形過程中內外層壁相互制約，使得變形過程更加穩定，并且所采用的正弦結構構建的層次結構有效的避免了在頂端產生尖角；在相切處內外層管壁交匯形成角點，角點的增加提高了結構在壓縮過程中膜能的耗散。

進一步優選，所述吸能管為雙層吸能管，所述橫截面上拼接的兩個正弦波紋的波峰與波谷一一正對，且所述兩個正弦波紋對應的正弦函數的振幅、波紋數、基本公稱半徑分別相同。

在此類結構當中，兩個正弦波紋的波峰與波谷一一正對，孔隙數目和角點的數目均進一步增加，變形的穩定性得到增強，并且壓縮過程中膜能的耗散也進一步增加。

進一步優選，所述正弦波紋對應的正弦函數r如下：

r＝R₀+A×sin(N×θ)，θ∈[0°,360°]

式中，R₀為正弦波紋的基本公稱半徑，A為正弦波紋的振幅，N為波紋數，波紋數N為正偶數。

進一步優選，正弦波紋的振幅A的取值范圍為0到8的自然數。

進一步優選，所述吸能管的層級數n為2。

進一步優選，所述吸能管的最外層管道壁上設有開孔或在所述最外層管道壁的頂端向下開設切槽，所述開孔和所述切槽的位置與所述最外層管道壁與相鄰內層管道壁的銜接位置錯開。

有益效果