CN105035001A - 一种基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，包括保险杠、前纵梁，以及安装在保险杠与前纵梁之间的吸能装置，所述吸能装置包括吸能盒前杆、吸能盒翻转管、吸能盒底座；吸能盒翻转管的前端壁连接吸能盒前杆，后侧壁通过法兰固定在前纵梁端部的外端，吸能盒底座的开口端侧壁通过法兰固定在前纵梁端部的内端，吸能盒翻转管的开口端与吸能盒底座的开口端相对设置，中间填充有轻质吸能泡沫材料。吸能盒翻转管的前端壁向内凹陷，使吸能盒翻转管的前端壁与侧壁之间形成一个迂回连接部。本车用吸能盒技术手段简便易行，具有碰撞变形过程结构变形稳定、载荷波动小、有效压缩距离长、吸收能量大、防护效果好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及车用吸能盒结构，尤其涉及一种基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒。
背景技术
在汽车前保险杠后梁和前纵梁之间安装有吸能盒，该结构拆卸更换方便，而且压缩刚度低于前纵梁，因此先于前纵梁发生变形损伤。此结构是作为保护前纵梁的易损部件而被设计出来的，它的作用区域称为碰撞低速吸能区。可见，吸能盒是前端防撞系统的关键部件，用来吸收主要的碰撞冲击能。
传统的车用吸能盒一般采用薄壁金属结构的压溃变形模式进行能量吸收，但其存在变形触发载荷大，过程载荷波动明显等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、吸能效果好的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，以提高汽车碰撞安全性。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，包括保险杠、前纵梁，以及安装在保险杠与前纵梁7之间的吸能装置，所述吸能装置包括吸能盒前杆4、吸能盒翻转管5、吸能盒底座8；
所述吸能盒翻转管5的前端壁连接吸能盒前杆4，后侧壁通过法兰固定在前纵梁7端部的外端，吸能盒底座8的开口端侧壁通过法兰固定在前纵梁7端部的内端，吸能盒翻转管5的开口端与吸能盒底座8的开口端相对设置。
所述吸能盒翻转管5的前端壁向内凹陷，使吸能盒翻转管5的前端壁与侧壁之间形成一个迂回连接部5-1。
所述吸能盒翻转管5的开口端与吸能盒底座8的开口端相对设置并形成密闭空间，在密闭空间中填充金属泡沫材料9。
所述吸能盒前杆4与吸能盒翻转管5前端壁之间的接触面为平面接触。
所述吸能盒前杆4与吸能盒翻转管5前端壁之间的连接采用螺栓连接。
所述吸能盒前杆4、吸能盒翻转管5和吸能盒底座8均为一端开口的管状结构。
所述保险杠包括保险杠前防撞梁1、保险杠后梁2和保险杠安装支架3，所述吸能盒前杆4与保险杠安装支架3固定连接。
所述吸能盒翻转管5的法兰外部增加有吸能盒安装板6。
所述金属泡沫材料9为泡沫铝、泡沫铁、泡沫铜、泡沫钛、泡沫镍或者泡沫镁。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明吸能盒翻转管和吸能盒底座均为管状(圆管)结构，吸能盒翻转管的前端壁向内凹陷，使吸能盒翻转管的前端壁与侧壁之间形成一个迂回连接部。这种结构使发生碰撞时，吸能盒翻转管向内翻转变形，进行碰撞能的吸收。同时有效利用前纵梁内部空间及与吸能盒底座的相互配合，使碰撞吸能行程得到高效提升，并通过填充泡沫金属材料，提高了吸能过程的稳定性及总吸能量。
本发明技术手段简便易行，具有碰撞变形过程结构变形稳定、载荷波动小、有效压缩距离长、吸收能量大、防护效果好等特点。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为图1吸能盒未变形阶段的局部剖视图。
图3为图1吸能盒压缩吸能中间阶段的局部剖视图。
图4为图1吸能盒压缩吸能终止阶段的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本发明一种基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，包括保险杠、前纵梁，以及安装在保险杠与前纵梁7之间的吸能装置，所述吸能装置包括吸能盒前杆4、吸能盒翻转管5、吸能盒底座8；
所述吸能盒翻转管5的前端壁连接吸能盒前杆4，后侧壁通过法兰固定在前纵梁7端部的外端，吸能盒底座8的开口端侧壁通过法兰固定在前纵梁7端部的内端，吸能盒翻转管5的开口端与吸能盒底座8的开口端相对设置。
所述吸能盒翻转管5的前端壁向内凹陷，使吸能盒翻转管5的前端壁与侧壁之间形成一个迂回连接部5-1。
所述吸能盒翻转管5的开口端与吸能盒底座8的开口端相对设置并形成密闭空间，在密闭空间中填充金属泡沫材料9，如泡沫铝、泡沫铁、泡沫铜、泡沫钛、泡沫镍或者泡沫镁等。
所述吸能盒前杆4与吸能盒翻转管5前端壁之间的接触面为平面接触，它们之间采用焊接、铆接或者螺栓连接。
所述吸能盒前杆4、吸能盒翻转管5和吸能盒底座9均为一端开口的管状结构。
所述保险杠包括保险杠前防撞梁1、保险杠后梁2和保险杠安装支架3，所述吸能盒前杆4与保险杠安装支架3固定连接。
所述吸能盒翻转管5的法兰外部增加有吸能盒安装板6。
当汽车发生碰撞时，保险杠首先发生变形，并将碰撞力通过保险杠传递至吸能盒前杆4。保险杠与吸能盒前杆4采用较高强度钢材，发生碰撞时基本不发生结构变形。这样屈服强度较低的吸能盒翻转管5最先开始发生翻转变形，基于自由翻转过程稳定的载荷特性进行能量吸收。由于吸能盒前杆4与吸能盒翻转管5这种组合结构接触面大，传力均衡性更强，所以变形稳定性也得到提升。随着吸能盒翻转管5的翻转变形，带动吸能盒翻转管5的前端壁通过迂回连接部5-1向内凹陷，并压缩金属泡沫材料9，吸能量大大提高。由于吸能盒底座8安装在前纵梁7内部空间，使得吸能盒翻转管5在翻转后期进入到前纵梁5内部，使得实际吸能过程的有效行程达到初始结构长度的80％以上，吸能效率大大增强。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，包括保险杠、前纵梁，以及安装在保险杠与前纵梁之间的吸能装置，其特征在于：所述吸能装置包括吸能盒前杆(4)、吸能盒翻转管(5)、吸能盒底座(8)；
所述吸能盒翻转管(5)的前端壁连接吸能盒前杆(4)，后侧壁通过法兰固定在前纵梁(7)端部的外端，吸能盒底座(8)的开口端侧壁通过法兰固定在前纵梁(7)端部的内端，吸能盒翻转管(5)的开口端与吸能盒底座(8)的开口端相对设置。
2.根据权利要求1所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述吸能盒翻转管(5)的前端壁向内凹陷，使吸能盒翻转管(5)的前端壁与侧壁之间形成一个迂回连接部(5-1)。
3.根据权利要求1所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述吸能盒翻转管(5)的开口端与吸能盒底座(8)的开口端相对设置并形成密闭空间，在密闭空间中填充金属泡沫材料(9)。
4.根据权利要求3所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述吸能盒前杆(4)与吸能盒翻转管(5)前端壁之间的接触面为平面接触。
5.根据权利要求4所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述吸能盒前杆(4)与吸能盒翻转管(5)前端壁之间的连接采用螺栓连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述吸能盒前杆(4)、吸能盒翻转管(5)和吸能盒底座(8)均为一端开口的管状结构。
7.根据权利要求6所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述保险杠包括保险杠前防撞梁(1)、保险杠后梁(2)和保险杠安装支架(3)，所述吸能盒前杆(4)与保险杠安装支架(3)固定连接。
8.根据权利要求6所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述吸能盒翻转管(5)的法兰外部增加有吸能盒安装板(6)。
9.根据权利要求3所述的基于自由翻转变形模式吸能的车用吸能盒，其特征在于：所述金属泡沫材料(9)为泡沫铝、泡沫铁、泡沫铜、泡沫钛、泡沫镍或者泡沫镁。
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