本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

保險(xiǎn)杠系統(tǒng)是汽車車身的重要組成部分。其作用為當(dāng)汽年與其他車輛或障礙物發(fā)生碰撞時(shí)能保護(hù)乘客安全，降低車體損害程度。輕微事故時(shí)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)能吸收沖擊能量，然后自動(dòng)恢復(fù)原狀，有效地降低了汽車的修理費(fèi)用。遇上嚴(yán)重的撞車事故時(shí)，沖擊力經(jīng)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)被合理的分散給車身，以避免局部區(qū)域變形過大，保證乘客有足夠的生存空間。

保險(xiǎn)杠的種類很多，按其結(jié)構(gòu)形式大致分為三類：

第一類為結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，成本較低的簡(jiǎn)易非金屬材料的保險(xiǎn)杠，可直接用螺栓固定安裝到車身的托架上。此類保險(xiǎn)杠的緩沖吸能能力較差，通常裝備于抵擋經(jīng)濟(jì)型轎車。

第二類通常由橫杠以及緩沖吸能件和加強(qiáng)件等組成，這類保險(xiǎn)杠一般安裝在中、低檔汽車上。

第三類則帶有緩沖減震器，在保險(xiǎn)橫杠與車身底部縱梁之間安裝有緩沖減震器，緩沖減震器的結(jié)構(gòu)形式多樣，但多是利用液壓或氣壓減震，具有運(yùn)動(dòng)部件。

縱觀上述保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，帶有緩沖減震器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)吸能效果出色，性能最好，但其價(jià)格高，同時(shí)具有運(yùn)動(dòng)部件，因此其可靠性較低。而第一二類因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的先天缺陷，吸能效果較差。如何利用材料特性，設(shè)計(jì)具有媲美帶緩沖減震器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，同時(shí)又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，是本領(lǐng)域面臨的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其吸能效果好，沒有運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其包括最外面的有機(jī)材質(zhì)的外蓋板，外蓋板后裝配有泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件，內(nèi)襯件安裝在金屬橫梁上，金屬橫梁通過托架安裝于車體上。

泡沫鋁屬于多孔金屬材料，其鋁基體內(nèi)含有大量結(jié)構(gòu)及分布可控的孔洞，其是以孔洞(空氣)作為復(fù)合相的復(fù)合材料。當(dāng)泡沫鋁被壓縮時(shí)，其先是呈現(xiàn)彈性，繼而出現(xiàn)一個(gè)長長的平臺(tái)，這時(shí)應(yīng)變?cè)龃蠛艽蠖鴳?yīng)力幾乎恒定不變(塑性塌陷區(qū))，最后平臺(tái)胞壁被擠壓在一起，材料被壓實(shí)，應(yīng)力又迅速增大。因此泡沫鋁是良好的吸能材料，且其吸能主要發(fā)生在平臺(tái)階段。由于泡沫金屬在壓縮過程中，經(jīng)過很小的彈性形變后，就進(jìn)入一個(gè)很長的應(yīng)力平臺(tái)，這一平臺(tái)越長，在較小的應(yīng)力下，材料就能吸收越大的能量。但隨著材料密度的增加，平臺(tái)應(yīng)力隨之增加，平臺(tái)也隨之變短。所以泡沫材料的吸能能力與密度密切相關(guān)。

在現(xiàn)有的泡沫鋁研究中，一般采用泡沫鋁夾心結(jié)構(gòu)，例如泡沫鋁夾芯梁。所述泡沫鋁夾心結(jié)構(gòu)雖然吸能效果好，但其要用泡沫鋁制備夾心結(jié)構(gòu)，工藝較為復(fù)雜。因此本發(fā)明通過材料改性使泡沫鋁能夠達(dá)到夾心結(jié)構(gòu)的效果，制作又較為簡(jiǎn)單，能有效替代結(jié)構(gòu)復(fù)雜的帶緩沖減震器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。

本發(fā)明在鋁材料中添加2-10wt％的石墨烯，然后再制備成泡沫鋁，得到本發(fā)明的泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件。由于石墨烯的斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍。同時(shí)它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20％。同時(shí)其密度遠(yuǎn)小于鋁。因此將其摻雜到鋁材中制備成泡沫鋁后，其密度變小，平臺(tái)應(yīng)力變長，同時(shí)由于摻雜石墨烯以后，泡沫鋁彈性變高，其平臺(tái)應(yīng)力邊長。因此通過兩方面增加了泡沫鋁的吸能能力。

因此，以本發(fā)明的泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件置于塑料保險(xiǎn)杠之后，即可起到帶緩沖減震結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)杠的效果。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其包括最外面的有機(jī)材質(zhì)的外蓋板，外蓋板后裝配有泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件，內(nèi)襯件安裝在金屬橫梁上，金屬橫梁通過托架安裝于車體上。所述泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件中，石墨烯含量為2％。

實(shí)施例2

一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其包括最外面的有機(jī)材質(zhì)的外蓋板，外蓋板后裝配有泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件，內(nèi)襯件安裝在金屬橫梁上，金屬橫梁通過托架安裝于車體上。所述泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件中，石墨烯含量為5％。

實(shí)施例3

一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其包括最外面的有機(jī)材質(zhì)的外蓋板，外蓋板后裝配有泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件，內(nèi)襯件安裝在金屬橫梁上，金屬橫梁通過托架安裝于車體上。所述泡沫鋁/石墨烯復(fù)合內(nèi)襯件中，石墨烯含量為10％。