本公開涉及用于車輛的碰撞能量吸收組件。

背景技術：

碳纖維增強聚合物(以下簡稱為“CFRP”)零件堅固但是易碎，并且當在碰撞中受到彎曲或軸向載荷時會斷裂。如果碳纖維增強聚合物零件斷裂，則會損害零件的結構完整性。

諸如車架縱梁和副車架縱梁的縱向結構構件通常由鋼成型，并且被設計成響應于在碰撞沖擊載荷中施加的彎曲或軸向載荷而彎曲。與鋼零件相比，碳纖維增強聚合物零件的強度和輕重量特性可能為車輛提供重量節(jié)省。然而，遭受碰撞沖擊的零件通常并不是由碳纖維增強聚合物制成，因為該材料易碎且容易斷裂，其中，零件所受的碰撞沖擊必須被吸收以達到碰撞標準。在零件斷裂時，其能量吸收的能力也基本喪失。

本公開針對解決上述以及如下文概括的其它問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種沖擊吸收組件，以至少地實現(xiàn)在減輕重量同時增大能量吸收能力。

根據本公開的一方面，提供一種用于車輛的沖擊吸收組件，該沖擊吸收組件包括由金屬零件連接的第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件。第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件彼此間隔開并且定位成以形成彎曲觸發(fā)位置，其中，金屬零件響應施加至組件的沖擊載荷而彎曲。

根據本實用新型的一個方面，提供一種用于車輛的沖擊吸收組件，該沖擊吸收組件包括：第一碳纖維增強聚合物零件；與第一碳纖維增強聚合 物零件間隔開的第二碳纖維增強聚合物零件；將第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件連接在一起以形成彎曲觸發(fā)位置的金屬零件，其中金屬零件響應沖擊載荷彎曲。

根據本實用新型的一個實施例，金屬零件為管狀構件，管狀構件限定從管狀構件的第一端延伸至第二端的開口，并且其中，管狀構件分別在第一端和第二端中接收第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件。

根據本實用新型的一個實施例，金屬零件為比碳纖維增強聚合物第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件具有更大延展性的鋁制品。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件在車輛中縱向延伸且在前端沖擊中經受彎曲載荷。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件在車輛中縱向延伸且在側面沖擊中經受軸向載荷。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件為縱向延伸梁。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件為副車架臂。

根據本公開的另一方面，公開一種沖擊吸收組件，其包括碳纖維增強聚合物零件，該碳纖維增強聚合物零件包括由金屬彎曲鉸鏈連接的第一部分和第二部分。金屬鉸鏈響應施加至組件的沖擊力而彎曲，以防止碳纖維增強聚合物零件響應施加至組件的沖擊載荷而斷裂。

根據本實用新型的另一方面，提供一種沖擊吸收組件，該沖擊吸收組件包括：包括第一部分和第二部分的碳纖維增強聚合物零件；將第一部分與第二部分連接在一起的金屬彎曲鉸鏈，其中金屬彎曲鉸鏈響應施加至沖擊吸收組件的沖擊力彎曲，并且防止碳纖維增強聚合物零件斷裂。

根據本實用新型的一個實施例，金屬彎曲鉸鏈為管狀構件，管狀構件限定從管狀構件的第一端延伸至第二端的開口，并且其中，管狀構件分別在第一端和第二端中接收第一部分和第二部分。

根據本實用新型的一個實施例，金屬彎曲鉸鏈為比碳纖維增強聚合物零件具有更大延展性的鋁制品。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件在車輛中縱向延伸并且在前端沖擊中經受彎曲載荷。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件在車輛中縱向延伸并且在側面沖擊中經受軸向載荷。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件為縱向延伸梁。

根據本實用新型的一個實施例，沖擊吸收組件為副車架臂。

本公開的另一方面涉及一種用于車輛的沖擊吸收組件，該沖擊吸收組件包括第一碳纖維增強聚合物零件、第二碳纖維增強聚合物零件和設于第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件之間的用于吸收沖擊力的裝置。

根據本實用新型的又一方面，提供一種用于車輛的沖擊吸收組件，該沖擊吸收組件包括：第一碳纖維增強聚合物零件；與第一碳纖維增強聚合物零件間隔開的第二碳纖維增強聚合物零件；以及設置在第一碳纖維增強聚合物零件與第二碳纖維增強聚合物零件之間的用于吸收沖擊的裝置。

根據本實用新型的一個實施例，用于吸收沖擊的裝置為管狀構件，管狀構件限定從管狀構件的第一端延伸至第二端的開口，并且其中，管狀構件分別在第一端和第二端中接收第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件。

根據本實用新型的一個實施例，用于吸收沖擊的裝置為比碳纖維增強聚合物第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件具有更大延展性的金屬連接器。

本公開的替代方面可包含在一個或多個以上的沖擊吸收組件中，其可包括：金屬零件為管狀構件，管狀構件限定從該管狀構件的第一端延伸至第二端的開口。管狀構件可分別在第一端中和第二端中接收第一碳纖維增強聚合物零件和第二碳纖維增強聚合物零件。

沖擊吸收組件的一個實例在車輛中縱向延伸，并且可在前端沖擊中受到彎曲載荷，或在側面沖擊中受到軸向載荷。沖擊吸收組件可為縱向延伸梁或副車架臂。

金屬零件可由具有比碳纖維增強聚合物零件更好的延展性的鋁制成。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型的沖擊吸收組件能夠在減輕重量同時增大能量吸收能力。

下面將結合附圖對本公開的上述方面以及其它方面進行更詳細的描述。

附圖說明

圖1為包括碳纖維增強聚合物副車架臂的車輛的側視圖，其中副車架臂包括在觸發(fā)點位置連接兩個碳纖維增強聚合物部分的金屬鉸接部分。

圖2為副車架臂的側視圖。

圖3A為對沒有金屬鉸接部分的碳纖維增強聚合物梁執(zhí)行的三點彎曲試驗的示意性表示。

圖3B為圖3A中示出的梁在斷裂后的局部圖。

圖4A為對包括金屬鉸接部分的碳纖維增強聚合物梁進行三點彎曲試驗的示意性表示。

圖4B為圖4A所示的梁在彎曲后的局部圖。

圖5為比較圖3和圖4的彎曲試驗的結果的以kN.mm為單位吸收的內能的圖表。

圖6為比較圖3、圖4和基礎全鋁梁的彎曲試驗的結果的以kN為單位的載荷的圖表。

具體實施方式

結合附圖公開所例示的實施例。然而，應了解的是所公開的實施例僅為示例，其可以各種和替代形式實施。各圖形不一定按照比例繪制，并且一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的細節(jié)。所公開的指定結構和功能細節(jié)不應理解為具有限制性，而應該是用于教授本技術領域的技術人員如何實施本公開的概念的代表性基礎。

參考圖1，所示的車輛10包括下邊梁(rocker)組件12。下邊梁組件12包括位于兩個碳纖維增強聚合物(“CFRP”)部分18和20之間的金屬彎曲鉸鏈連接器16。

參考圖2，所示的下邊梁組件12和副車架臂21作為子組件相互隔離。金屬連接器16可為管狀件，其限定從第一端24延伸到第二端26的開口22，其中，第一端24接收第一碳纖維增強聚合物部分18，第二端26接收第二碳纖維增強聚合物部分20。金屬連接器16可由鋁或鋼制成，以提供比碳纖維增強聚合物更好的抗拉強度和延展性。

觸發(fā)點28設在下邊梁組件12的對應于應力梯級或優(yōu)選彎曲位置的位置上。金屬連接器16在第一碳纖維增強聚合物部分18與第二碳纖維增強聚合物部分20之間連接在觸發(fā)點28處。如圖2所示，觸發(fā)點設置在第一碳纖維增強聚合物部分18和第二碳纖維增強聚合物部分20彼此間隔開的位置，使得金屬連接器橋接該間隔。

參考圖3A，圖示地例示出三點彎曲試驗以示出碳纖維增強聚合物試驗梁30，碳纖維增強聚合物試驗梁30由于移動位于兩個端柱34之間的中央柱32而發(fā)生變形，并抵靠碳纖維增強聚合物試驗梁30直至碳纖維增強聚合物試驗梁30斷裂。如圖3B所示，碳纖維增強聚合物試驗梁30的一個片段被示出帶有裂紋36。

參考圖4A，圖示地例示了另一個三點彎曲試驗以示出混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40，該試驗梁40因移動位于兩個端柱34之間的中央柱32而發(fā)生變形，并抵靠混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40直至混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40彎曲。如圖4B所示，示出混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40的一個片段具有在金屬連接器16中形成的彎曲部42，其中金屬連接器16連接第一碳纖維增強聚合物部分18和第二碳纖維增強聚合物部分20以提高混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40的能量吸收能力。

參考圖5，提供圖表以例示將碳纖維增強聚合物梁30的彎曲試驗結果(如虛線44)與混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40的彎曲試驗結果(如實線46)進行比較的以kN.mm為單位吸收的內能的量。在此模似試驗中，混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40比碳纖維增強聚合物梁30多吸收120％以上的能量。由碳纖維增強聚合物梁吸收的最大內能約為4,500KN.mm，而混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40吸收的最大內能約為 10,000kN.mm。

參考圖6，提供圖表以例示在模擬試驗中隨著時間推移施加至基礎鋁梁、碳纖維增強聚合物試驗梁30和混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40的載荷(單位為kN)，其中，基礎鋁梁的質量為2.9Kg，碳纖維增強聚合物試驗梁30的質量為2.1Kg，混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40的質量為2.2Kg。基礎鋁梁試驗由虛線48示出，碳纖維增強聚合物試驗梁30由深實線50示出，混合碳纖維增強聚合物/金屬試驗梁40由淺實線52示出。該圖表示出：碳纖維增強聚合物梁30迅速吸收高達14kN的載荷后斷裂，并在不到10毫秒的時間內失效?；A梁和混合碳纖維增強聚合物試驗梁40均吸收最大值超過14kN的載荷并繼續(xù)吸收減小量的載荷直到所吸收的載荷下降至約7kN?；A鋁梁和混合碳纖維增強聚合物試驗梁40雖然獲得幾乎相同的性能，但是混合碳纖維增強聚合物試驗梁40卻實現(xiàn)了24％的減重。

以上所述實施例均為未描述本公開的所有可能形式的具體實例。所述實施例的特征可以結合以形成所公開的概念的進一步實施例。說明書中所用詞語為描述性詞語，而非限制性詞語。附屬權利要求的范圍比所述公開的具體實施例的范圍更加廣泛，并且也包括所述實施例的更改。