一種汽車防撞梁結構及車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車內(nèi)外飾技術領域，特別是指一種輕質(zhì)且可提高沖擊性能以及碰撞性能的汽車防撞梁結構及車輛。
【背景技術】
[0002]隨著汽車保有量的不斷增加、車速的不斷提高，交通事故及人員傷亡形勢嚴峻。改善汽車前防撞橫梁的性能可以提高汽車在碰撞過程中的被動安全性能。目前市場上的前防撞梁都是單一的截面形狀，填充了蜂窩材料的防撞橫梁將具有更強的緩沖及吸能能力。吸能盒內(nèi)填充的縱向蜂窩材料可以增大和縱梁的接觸面積保證力的傳遞路徑。
[0003]多孔材料因其比剛度、比強度高而不斷應用在航空航天等高科技領域，其中蜂窩材料是力學性能較好、應用較廣泛、生產(chǎn)工藝較成熟的多孔材料之一。蜂窩材料是類似蜂巢的形狀，各個蜂窩孔均為正六邊形，蜂窩芯相互連接，所以結構在整個面板內(nèi)相當穩(wěn)定，既不容易發(fā)生彎曲變形也不容易出現(xiàn)剪切破壞。
[0004]隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車制造業(yè)正在向著質(zhì)量輕、低油耗、環(huán)境污染少、安全性高的趨勢發(fā)展，并且達成了制造低成本汽車的共識，為此提出了輕質(zhì)高強汽車的設計理念。蜂窩材料是比強度、比剛度高，且輕質(zhì)、隔熱的新型材料，已被廣泛應用于發(fā)動機外殼、車架保險杠、車身防撞設施、車門、座椅等處，蜂窩材料的使用大大減輕了車身重量，提高了車身的抗沖擊和抗撞性能。
[0005]汽車前防撞梁是在汽車發(fā)生正面碰撞時對乘員及車體形成保護作用的主要安全構件，前防撞梁的結構設計最重要的是要考慮其安全性能，現(xiàn)有技術的汽車防撞梁結構難以在輕質(zhì)和防撞性能的設計上取得很好的平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種汽車防撞梁結構及車輛，以解決現(xiàn)有技術中汽車防撞梁設計不合理以及強度不高的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供一種汽車防撞梁結構，包括一橫梁以及設于所述橫梁后方的后置板，所述橫梁通過對稱設于所述橫梁兩側的吸能盒安裝于前縱梁上，所述橫梁和后置板為中空管件，所述橫梁和后置板的內(nèi)部填充有多孔件。
[0008]其中，所述橫梁內(nèi)設有橫向貫穿的蜂窩結構的鋁制夾層。
[0009]其中，所述吸能盒內(nèi)設有縱向布置的鋁制蜂窩材料。
[0010]其中，所述多孔件呈蜂窩狀。
[0011]其中，所述后置板中部位置的厚度大于兩端部。
[0012]其中，所述后置板由中部位置向兩端部的結構厚度變化采用圓滑過渡。
[0013]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例還提供一種車輛，包括如上所述的汽車防撞梁結構。
[0014]本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下:
[0015]上述方案中，本發(fā)明的汽車防撞梁結構可以增強橫梁的抗彎剛度從而使更多的碰撞力沿著橫梁傳遞到吸能盒以及前縱梁上，同時內(nèi)部填充的蜂窩結構增加了防撞梁的吸能效果；增大吸能盒與橫梁接觸面積保證力的傳遞路徑，吸收碰撞能力強。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例的汽車防撞梁結構的結構示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實施例的汽車防撞梁結構中正六邊形蜂窩狀多孔件的結構示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例的汽車防撞梁結構的蜂窩狀多孔件的應力-應變曲線和吸能效率-應變曲線圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實施例的局部放大圖；
[0020]圖5是本發(fā)明實施例的橫梁的結構尺寸圖一；
[0021]圖6是本發(fā)明實施例的橫梁的結構尺寸圖二 ；
[0022]圖7是本發(fā)明實施例的橫梁的結構尺寸圖三。
[0023][主要元件符號說明]
[0024]1-1:橫梁；
[0025]1-2:橫向貫穿橫梁的蜂窩結構的鋁制夾層；
[0026]2-1:吸能盒；
[0027]2-2:縱向布置的鋁制蜂窩材料；
[0028]3-1:安裝板；
[0029]4-1:后置板。
【具體實施方式】
[0030]為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0031]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中汽車防撞梁設計不合理以及強度不高的問題，提供一種汽車防撞梁結構及車輛。
[0032]如圖1所示的，本發(fā)明實施例提供的一種汽車防撞梁結構，包括一橫梁1-1以及設于所述橫梁1-1后方的后置板4-1，所述橫梁1-1通過對稱設于所述橫梁1-1兩側的吸能盒2-1安裝于前縱梁(未圖示)上，所述吸能盒2-1后方設有安裝板3-1，所述橫梁1-1和后置板4-1為中空管件，所述橫梁1-1和后置板4-1的內(nèi)部填充有多孔件，所述多孔件呈蜂窩狀。
[0033]由于蜂窩狀的多孔材料的等效力學行為不同于連續(xù)介質(zhì)材料，其受尺寸效應影響明顯。國外學者研宄表明，試件尺寸最小應為胞孔尺寸的7倍以上，才可避免試件邊緣效應對楊氏模量與屈服強度等力學性能參數(shù)的影響；在準靜態(tài)條件下，若試件厚度與孔徑之比大于5時，則測試的尺寸效應可忽略不計。以此為標準選擇蜂窩結構的尺寸。
[0034]蜂窩材料尺寸:蜂窩材料每個胞孔均為正六邊形，在結構上具有對稱性，胞孔均為單層胞壁。如圖2所示，蜂窩單胞孔壁厚t為0.08±0.02mm，邊長D為2.5±0.5mm，內(nèi)切圓直徑為d，單層胞孔與X2方向的夾角為Θ。
[0035]如圖3所示，進行壓縮實驗時，胞孔局部應力超過屈服強度，蜂窩試件表面出現(xiàn)初始塑性屈曲。隨著壓縮的進行胞孔局部褶皺逐層遞增。即蜂窩試件以固定褶皺波長發(fā)生塑性屈曲變形，胞孔逐層褶皺，其變形形式表明其吸能能力強。
[0036]蜂窩結構在整個面板內(nèi)相當穩(wěn)定，既不容易發(fā)生彎曲變形也不容易出現(xiàn)剪切破壞。具有蜂窩結構的汽車防撞梁提供一種可以保證吸能效果、又能提供一條很好的傳力路徑一從防撞梁到前縱梁。
[0037]進一步的，所述橫梁1-1后方設有后置板4-1，所述后置板4-1中部位置的厚度大于兩端部。所述后置板4-1由中部位置向兩端部的結構厚度變化采用圓滑過渡。后置板4-1中間大兩端小的結構設計更有利于將碰撞力沿后置板4-1的長度方向向兩側傳遞，使更多的碰撞力能傳遞到吸能盒2-1。
[0038]進一步的，如圖4所示，本發(fā)明包括橫梁1-1、橫向貫穿橫梁的蜂窩結構的鋁制夾層1-2、對稱設置在橫梁1-1倆側的吸能盒2-1以及其內(nèi)縱向布置的鋁制蜂窩材料2-2。所述橫梁1-1和橫向貫穿橫梁的蜂窩結構的鋁制夾層1-2可以增強橫梁的抗彎剛度、抗剪能力、耐撞性能；所述吸能盒2-1內(nèi)部填充的蜂窩結構材料增加了防撞梁的吸能能力，增大所述吸能盒2-1與橫梁1-1接觸面積，保證力的傳遞路徑。
[0039]上述蜂窩結構的汽車防撞梁結構，吸能盒2-1的結構如圖4所示，所述吸能盒尺寸，高度方向的尺寸為100 ± 20mm，縱向長度為100 ± 20mm，橫向寬度為65±10mm。
[0040]上述蜂窩結構的汽車防撞橫梁，如圖5至圖7所示，所述橫梁尺寸為，橫梁的縱向長度A為900 ± 300mm，橫梁的高度B為100 ± 20mm，橫梁的厚度E為25 ±5mm0
[0041]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例還提供一種車輛，包括如上所述的汽車防撞梁結構。
[0042]本發(fā)明的汽車防撞梁結構可以增強橫梁的抗彎剛度從而使更多的碰撞力沿著橫梁傳遞到吸能盒以及前縱梁上，同時內(nèi)部填充的蜂窩結構增加了防撞梁的吸能效果；增大吸能盒與橫梁接觸面積保證力的傳遞路徑，吸收碰撞能力強。
[0043]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種汽車防撞梁結構，其特征在于，包括一橫梁以及設于所述橫梁后方的后置板，所述橫梁通過對稱設于所述橫梁兩側的吸能盒安裝于前縱梁上，所述橫梁和后置板為中空管件，所述橫梁和后置板的內(nèi)部填充有多孔件。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車防撞梁結構，其特征在于，所述橫梁內(nèi)設有橫向貫穿的蜂窩結構的鋁制夾層。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽車防撞梁結構，其特征在于，所述吸能盒內(nèi)設有縱向布置的鋁制蜂窩材料。
4.根據(jù)權利要求1所述的汽車防撞梁結構，其特征在于，所述多孔件呈蜂窩狀。
5.根據(jù)權利要求4所述的汽車防撞梁結構，其特征在于，所述后置板中部位置的厚度大于兩端部。
6.根據(jù)權利要求5所述的汽車防撞梁結構，其特征在于，所述后置板由中部位置向兩端部的結構厚度變化采用圓滑過渡。
7.—種車輛，其特征在于，包括如權利要求1至4中任一項所述的汽車防撞梁結構。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種汽車防撞梁結構及車輛，所述汽車防撞梁結構包括一橫梁以及設于所述橫梁后方的后置板，所述橫梁通過對稱設于所述橫梁兩側的吸能盒安裝于前縱梁上，所述橫梁和后置板為中空管件，所述橫梁和后置板的內(nèi)部填充有多孔件。本發(fā)明的汽車防撞梁結構可以增強橫梁的抗彎剛度從而使更多的碰撞力沿著橫梁傳遞到吸能盒以及前縱梁上，同時內(nèi)部填充的蜂窩結構增加了防撞梁的吸能效果；增大吸能盒與橫梁接觸面積保證力的傳遞路徑，吸收碰撞能力強。
【IPC分類】B60R19-26, B60R19-18
【公開號】CN104724018
【申請?zhí)枴緾N201510076507
【發(fā)明人】金達鋒, 王慧明
【申請人】蘇州紫荊清遠新能源汽車技術有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月13日