專利名稱：復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)。適用于不同種類的汽車防碰撞。
背景技術(shù)：
中國專利CN2320468公告了一種汽車消能防碰撞裝置，由兩個(gè)協(xié)調(diào)消能器、油管、回位裝置構(gòu)成，協(xié)調(diào)消能器中裝有油液，十字活塞將協(xié)調(diào)消能器分為上油室和下油室，并通過油管將兩協(xié)調(diào)消能器的上、下油室分別連通，協(xié)調(diào)消能器的后端分別與兩個(gè)回位裝置連接。
中國專利CN2417076公告了一種汽車防碰撞保險(xiǎn)杠，包括保險(xiǎn)杠本體，并由保險(xiǎn)杠上裝有對稱設(shè)置的緩沖軸，及緩沖彈簧置入在活塞桿前端的桿套內(nèi)，活塞桿后部及活塞裝于缸體內(nèi)組成的多級緩沖裝置，缸體端的進(jìn)泄油管接于電磁換向閥。具有緩解和減輕各車輛之間的碰撞力，保護(hù)車輛和司乘人員的安全。
申請?zhí)枮?00410027328的中國專利公開了一種保險(xiǎn)杠前伸式汽車液壓緩沖自動(dòng)防撞安全技術(shù)，其特征在于，汽車減速、制動(dòng)以及保險(xiǎn)杠主動(dòng)前伸防撞是在汽車智能化微電腦控制系統(tǒng)作用下自動(dòng)進(jìn)行的。
申請?zhí)枮?00320119672的中國專利公開了一種保險(xiǎn)杠前伸式汽車自動(dòng)防撞安全裝置，由微電腦控制系統(tǒng)和液壓緩沖后座系統(tǒng)組成，其特征是微電腦控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)、測距機(jī)、報(bào)警器、剎車和防撞控制器組成，液壓緩沖后座系統(tǒng)主要由兩個(gè)內(nèi)部帶有節(jié)制裝置的阻退機(jī)和防撞保險(xiǎn)杠組成，二者通過控制器作用下的剎車壓力繼電器和防撞壓力繼電器連接。
目前，關(guān)于汽車防碰撞的專利技術(shù)還有很多，但其結(jié)構(gòu)大都采用液壓系統(tǒng)和微電腦控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要單獨(dú)提供能源，成本高，汽車防碰撞結(jié)構(gòu)安全性效果不盡理想，仍然有較大提高汽車碰撞結(jié)構(gòu)安全性的發(fā)展空間。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有汽車碰撞結(jié)構(gòu)安全性效果不佳的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，無須耗能的汽車防碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所涉及的汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括橫梁2、縱梁4，其特征在于在橫梁2前側(cè)連接有前部緩沖吸能器1，前部緩沖吸能器1個(gè)數(shù)及安裝位置可以根據(jù)車型的不同來確定，安裝一個(gè)時(shí)，安裝在橫梁2前側(cè)的中部，安裝兩個(gè)時(shí)，安裝在橫梁2前側(cè)的兩端，安裝三個(gè)時(shí)，安裝在橫梁2前側(cè)的中部及其兩端；在前部緩沖吸能器1外面再安裝覆蓋件；縱梁4前端連結(jié)有塑性變形吸能器3，塑性變形吸能器3里面并聯(lián)連接有后部緩沖吸能器5，塑性變形吸能器3一端焊接在橫梁2后側(cè)，另一端與縱梁4焊接連接。
前部緩沖吸能器1和后部緩沖吸能器5的彈性元件和阻尼元件由復(fù)合材料6制成，復(fù)合材料6由橡膠和鋼絲繩復(fù)合而成，復(fù)合材料6和上下夾固板7構(gòu)成緩沖吸能器基本元件；前部緩沖吸能器1包括兩個(gè)弧形的上下夾固板7，其弧度大小與橫梁2的弧度相配，后部緩沖吸能器5的上下夾固板7為直板，分別與塑性變形吸能器3及縱梁4相配，復(fù)合材料6在上下夾固板7間繞制成具有不同參數(shù)的螺旋形或圓環(huán)形或橢圓形結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同車型，上下夾固板7間用卡條和埋頭螺釘聯(lián)接。
塑性變形吸能器3由薄鋼板或復(fù)合材料成型成具有特殊變截面形狀的筒狀薄型結(jié)構(gòu)8構(gòu)成。
當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞接觸到前部緩沖吸能器1的前夾固板，在碰撞力達(dá)到使得緩沖吸能器1的復(fù)合材料彈性元件變形時(shí)，該緩沖吸能器開始起緩沖作用，同時(shí)阻尼元件中的粘性阻尼開始吸收并消耗碰撞沖擊能量，當(dāng)緩沖吸能器1的復(fù)合材料彈性元件變形達(dá)到使得其中鋼絲繩繩股間發(fā)生滑移時(shí)，干摩擦阻尼開始大量吸收并消耗碰撞沖擊能量，復(fù)合材料彈性元件變形繼續(xù)增大時(shí)，粘性阻尼、干摩擦阻尼和高次阻尼同時(shí)開始大量吸收并消耗碰撞沖擊能量，這時(shí)緩沖吸能器1大大的緩釋了碰撞沖擊造成的損害。當(dāng)碰撞沖擊引起的緩沖吸能器1變形繼續(xù)增大達(dá)到極限變形位置時(shí)，碰撞沖擊力通過橫梁2傳遞給后部緩沖吸能器5和塑性變形吸能器3，在塑性變形吸能器3中具有特殊變截面形狀的筒狀薄型結(jié)構(gòu)8產(chǎn)生塑性變形大量吸收并消耗碰撞沖擊能量的同時(shí)后部緩沖吸能器5以緩沖吸能器1同樣原理和過程，緩沖和大量吸收并消耗碰撞沖擊能量。這一過程大大地緩解車輛碰撞對乘員和車輛設(shè)備造成的傷害和破壞。
本發(fā)明的有益效果是，通過復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)有序的變形形成的緩沖吸能過程，絕大部分碰撞沖擊能量被吸收和消耗在本復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)中，有效地保護(hù)了乘員的生命安全和車輛其它部位的安全，效果好；同時(shí)具有良好安裝性能，結(jié)構(gòu)簡單、美觀，成本低，可以安裝在汽車的正面和尾部，運(yùn)用范圍廣，適用于各類汽車碰撞緩沖吸能。


圖1是本發(fā)明復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)的整體示意圖。
圖2是本發(fā)明中的塑性變形吸能器3中具有特殊變截面形狀的筒狀薄型結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明中前部緩沖吸能器1和后部緩沖吸能器5相對位置4是本發(fā)明中后部緩沖吸能器5相對位置5是本發(fā)明中前部緩沖吸能器1和橫梁2的相對位置圖。
圖中，1.前部緩沖吸能器型材基體，2.橫梁，3.塑性變形吸能器，4.縱梁，5.后部緩沖吸能器，6.緩沖吸能器的彈性阻尼元件，7.上下夾固板，8.塑性變形吸能器中具有特殊變截面形狀的筒狀薄型結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步描述如下圖1-5中，當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞接觸到本發(fā)明的前部緩沖吸能器1的前夾固板，在碰撞沖擊力達(dá)到使得緩沖吸能器1的復(fù)合材料彈性元件變形時(shí)，該復(fù)合材料彈性元件發(fā)生彈性變形，開始蓄能并起緩沖作用，同時(shí)復(fù)合材料阻尼元件中的粘性阻尼開始吸收并消耗碰撞沖擊能量。如果這時(shí)碰撞沖擊結(jié)束，緩沖吸能器1的復(fù)合材料彈性元件將恢復(fù)原狀，碰撞沖擊能量消耗在緩沖吸能器1的復(fù)合材料阻尼元件中；當(dāng)碰撞沖擊力較大，緩沖吸能器1中的復(fù)合材料彈性元件彈性變形繼續(xù)增大，彈性元件進(jìn)一步蓄能并起緩沖作用，變形達(dá)到使得其中鋼絲繩繩股間發(fā)生滑移時(shí)，繩股間的干摩擦阻尼開始大量吸收并消耗碰撞沖擊能量，粘性阻尼、干摩擦阻尼和高次阻尼同時(shí)開始大量吸收并消耗碰撞沖擊能量，這時(shí)緩沖吸能器1大大的緩釋了碰撞沖擊造成的損害。如果這時(shí)碰撞沖擊在耗能中逐步結(jié)束，碰撞沖擊能量消耗在緩沖吸能器1的復(fù)合材料阻尼元件中，緩沖吸能器1的復(fù)合材料彈性元件將恢復(fù)原狀；如果碰撞沖擊力很大，緩沖吸能器1的復(fù)合材料彈性元件的變形繼續(xù)增大，變形達(dá)到使得其中鋼絲繩繩股間發(fā)生的滑移繼續(xù)增大達(dá)到極限變形位置時(shí)，剩余碰撞沖擊力通過橫梁2傳遞給后部緩沖吸能器5和塑性變形吸能器3，在塑性變形吸能器3中具有特殊變截面形狀的筒狀薄型結(jié)構(gòu)8產(chǎn)生塑性變形大量吸收并消耗碰撞沖擊能量的同時(shí)后部緩沖吸能器5以緩沖吸能器1同樣原理和過程，緩沖和大量吸收并消耗碰撞沖擊能量。在碰撞沖擊結(jié)束時(shí)，塑性變形吸能器3在發(fā)生塑性變形后將不能再恢復(fù)原狀，后部緩沖吸能器5中的復(fù)合材料彈性元件的變形也不能完全恢復(fù)原狀。這一過程大大地緩解車輛碰撞對乘員和車輛設(shè)備造成的傷害和破壞。
本發(fā)明的有益效果是，通過復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)有序的變形形成的緩沖吸能過程，絕大部分碰撞沖擊能量被吸收和消耗在本復(fù)合材料汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)中，有效地保護(hù)了乘員的生命安全和車輛其它部位的安全，效果好；同時(shí)具有良好安裝性能，結(jié)構(gòu)簡單、美觀，成本低，可以安裝在汽車的正面和尾部，運(yùn)用范圍廣，適用于各類汽車碰撞緩沖吸能。
權(quán)利要求
1.一種汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括橫梁(2)、縱梁(4)，其特征在于在橫梁(2)前側(cè)連接有前部緩沖吸能器(1)，前部緩沖吸能器(1)個(gè)數(shù)及安裝位置可以根據(jù)車型的不同來確定，安裝一個(gè)時(shí)，安裝在橫梁(2)前側(cè)的中部，安裝兩個(gè)時(shí)，安裝在橫梁(2)前側(cè)的兩端，安裝三個(gè)時(shí)，安裝在橫梁(2)前側(cè)的中部及其兩端；在前部緩沖吸能器(1)外面再安裝覆蓋件；縱梁(4)前端連結(jié)有塑性變形吸能器(3)，塑性變形吸能器(3)里面并聯(lián)連接有后部緩沖吸能器(5)，塑性變形吸能器(3)一端焊接在橫梁(2)后側(cè)，另一端與縱梁(4)焊接連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)，其特征在于前部緩沖吸能器(1)和后部緩沖吸能器(5)的彈性元件和阻尼元件由復(fù)合材料(6)制成，復(fù)合材料(6)由橡膠和鋼絲繩復(fù)合而成，復(fù)合材料(6)和上下夾固板(7)構(gòu)成緩沖吸能器基本元件；前部緩沖吸能器(1)包括兩個(gè)弧形的上下夾固板(7)，其弧度大小與橫梁(2)的弧度相配，后部緩沖吸能器(5)的上下夾固板(7)為直板，分別與塑性變形吸能器(3)及縱梁(4)相配，復(fù)合材料(6)在上下夾固板(7)間繞制成具有不同參數(shù)的螺旋形或圓環(huán)形或橢圓形結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同車型，上下夾固板(7)間用卡條和埋頭螺釘聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)，其特征在于塑性變形吸能器(3)由薄鋼板或復(fù)合材料成型成具有特殊變截面形狀的筒狀薄型結(jié)構(gòu)(8)構(gòu)成。
全文摘要
一種汽車碰撞緩沖吸能結(jié)構(gòu)，包括橫梁(2)、縱梁(4)，在橫梁(2)前側(cè)連接有前部緩沖吸能器(1)，前部緩沖吸能器(1)個(gè)數(shù)及安裝位置可以根據(jù)車型的不同來確定，安裝一個(gè)時(shí)，安裝在橫梁(2)前側(cè)的中部，安裝兩個(gè)時(shí)，安裝在橫梁(2)前側(cè)的兩端，安裝三個(gè)時(shí)，安裝在橫梁(2)前側(cè)的中部及其兩端；在前部緩沖吸能器(1)外面再安裝覆蓋件；縱梁(4)前端連結(jié)有塑性變形吸能器(3)，塑性變形吸能器(3)里面并聯(lián)連接有后部緩沖吸能器(5)，塑性變形吸能器(3)一端焊接在橫梁(2)后側(cè)，另一端與縱梁(4)焊接連接。本發(fā)明具有良好的緩沖、吸收和消耗碰撞沖擊能量的功能，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，適用于保障不同車型正面和尾部碰撞安全性。
文檔編號B60R19/36GK1903614SQ20061009502
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者龔憲生, 譚寧 申請人:重慶大學(xué)