陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器的製作方法

2023-04-25 17:24:11 2

專利名稱：陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種吸能器。
背景技術：
金屬薄壁結構是傳統的吸能結構，也是應用最廣泛的緩衝吸能結構之一， 但是薄壁金屬圓柱管作為吸能器在衝擊過程中，其載荷波動較大，使被保護 對象會受到不平穩的衝擊載荷，且單位體積內吸收的能量較小。鋁蜂窩及泡 沬鋁吸能器具有結構簡單，比吸能較高、衝擊載荷較平穩及可回收等優點， 在結構耐撞性等領域具有廣泛的應用。但是，相對於組合式吸能器，上述兩 類吸能器的比吸能相對較小，不利於吸能器的輕量化及小型化設計。於是， 在此基礎上，誕生了用鋁蜂窩及泡沬鋁等多孔材料填充在薄壁結構的組合式 吸能器，主要有鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在薄壁金屬圓柱管中和鋁蜂 窩及泡沫鋁等多孔材料填充在帽形薄壁結構中兩種形式，通過組合，多孔材 料和薄壁結構在緩衝過程中能夠同時工作，另外，多孔材料與薄壁結構之間 存在相互作用效應，使得這兩類組合式吸能器的緩衝吸能能力得到了大大的 提高，但是，對於鋁蜂窩及泡沬鋁等多孔材料填充在薄壁圓柱管的組合式吸 能器，其缺點是在緩衝的開始階段，其衝擊力很大，而過了這一階段，緩衝 力將趨於平穩。因此，不利於推廣。

發明內容
本發明的目的是為解決現有鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在薄壁圓柱 管的組合式吸能器，在緩衝的開始階段，其衝擊力很大，而過了這一階段， 緩衝力將趨於平穩的問題，提供一種陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器。本發 明包含薄壁金屬板，在薄壁金屬板上的同一側方向衝壓有多個杯形凸起，多 個杯形凸起呈陣列分布。
本發明具有以下有益效果 一、由於採用了變截面的薄壁杯形結構形式， 可以使得本發明的衝擊力更加平穩，從而使被保護對象能夠得到很好的保護。 二、工作可靠性高。由於本發明可以分解成由多個子吸能器相加的形式，使得該吸能器的工作可靠性更高。三、應用範圍廣。本發明可應用在汽車安全 及高速列車的結構耐撞性領域中。


圖l是本發明的整體結構示意圖，圖2是圖1的側視圖，圖3是具體實 施方式三的結構示意圖，圖4是具體實施方式
四的結構示意圖，圖5是具體 實施方式五的結構示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一(參見圖1 圖4)本實施方式包含薄壁金屬板l，在薄 壁金屬板1上的同一側方向衝壓有多個杯形凸起2，多個杯形凸起2呈陣列 分布。杯形凸起2的截面形狀是圓形，每一個杯形凸起2為一個子吸能器。
具體實施方式
二(參見圖1)本實施方式的多個杯形凸起2在薄壁金屬 板1上水平方向及豎直方向進行均布布置，其吸能器吸收的能量等於各子吸 能器吸收的能量之和。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三(參見圖3)本實施方式的多個杯形凸起2錯位的分布 在同一薄壁金屬板1上面，吸能器吸收的能量等於各子吸能器吸收的能量之 和，由於採用錯位的布置方式，相對於具體實施方式
一，本實施方式可以布 置更多的子吸能器，使得其吸能能力更強。其它與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四(參見圖4)本實施方式杯形凸起2的截面形狀是長圓 形。其它與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五(參見圖5)本實施方式增加有多孔材料3，多孔材料 3填充在杯形凸起2內。本實施方式可以分解為多個多孔材料填充薄壁杯形 金屬結構的吸能器，吸能器吸收的能量等於各子吸能器吸收的能量之和。由 於填充了多孔材料， 一方面，多孔材料會吸收能量，另一方面，由於多孔材 料與薄壁金屬結構之間的相互作用效應，使得其吸能能力得到了大大的提高。 其它與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式的多孔材料3為鋁蜂窩或泡沫鋁材料。其
它與具體實施方式
五相同。
多孔材料填充杯形薄壁結構的組合式吸能'器具有單位體積吸收能量大、 單位質量吸收的能量大(比吸能大)的優點，有利於吸能器的輕量化設計。由於該多孔材料填充陣列式杯形薄壁結構的組合式吸能器的所有構件均採用 金屬材料，使得該吸能器能夠很好地適應不同的環境溫度，擴大了該吸能器 的使用範圍。
工作原理當外部輸入衝擊載荷超過某一閾值時，吸能器開始發生作用， 將外部的衝擊能量轉換為各杯形薄壁金屬結構的變形能，從而達到吸收能量 的目的。當外部輸入衝擊載荷超過某一閾值時，吸能器開始發生作用，能量 的吸收主要來自於以下三個方面(1)杯形薄壁金屬結構在衝擊載荷的作用 下發生塑性屈曲從而吸收衝擊能量；(2)多孔材料(金屬蜂窩材料或泡沫金 屬材料)在衝擊載荷的作用下發生塑性屈曲及坍塌從而吸收衝擊能量；(3) 杯形薄壁結構與多孔材料的相互作用效應吸收來自於衝擊的能量。
權利要求
1、一種陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，它包含薄壁金屬板(1)，其特徵在於在薄壁金屬板(1)上的同一側方向衝壓有多個杯形凸起(2)，多個杯形凸起(2)呈陣列分布。
2、 根據權利要求1所述的陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，其特徵在於: 杯形凸起(2)的截面形狀是圓形。
3、 根據權利要求1所述的陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，其特徵在於: 杯形凸起(2)的截面形狀是長圓形。
4、 根據權利要求1所述的陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，其特徵在於: 多個杯形凸起(2)在薄壁金屬板(1)上水平方向及豎直方向進行均布布置。
5、 根據權利要求1所述的陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，其特徵在於: 多個杯形凸起(2)錯位的分布在同一薄壁金屬板(1)上面。
6、 根據權利要求l、 2、 3、 4或5所述的陣列式金屬杯形薄壁結構吸能 器，其特徵在於它還包含多孔材料(3)，多孔材料(3)填充在杯形凸起(2) 內。
7、 根據權利要求6所述的陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，其特徵在於: 多孔材料(3)為鋁蜂窩或泡沫鋁材料。
全文摘要
陣列式金屬杯形薄壁結構吸能器，它涉及一種吸能器。本發明的目的是為解決現有鋁蜂窩及泡沫鋁等多孔材料填充在薄壁圓柱管的組合式吸能器，在緩衝的開始階段，其衝擊力很大，而過了這一階段，緩衝力將趨於平穩的問題。本發明包含薄壁金屬板(1)，在薄壁金屬板(1)上的同一側方向衝壓有多個杯形凸起(2)，多個杯形凸起(2)呈陣列分布。本發明由於採用了變截面的薄壁杯形結構形式，可以使得本發明的衝擊力更加平穩，從而使被保護對象能夠得到很好的保護。工作可靠性高由於本發明可以分解成由多個子吸能器相加的形式，使得該吸能器的工作可靠性更高。可應用在汽車安全及高速列車的結構耐撞性領域中。
文檔編號B61F11/00GK101413560SQ20081020950
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者劉榮強, 周安亮, 萌 李, 羅昌傑, 鄧宗全 申請人:哈爾濱工業大學