可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒的製作方法

2023-11-10 18:36:57 1

專利名稱：可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車用裝置，特別是適用於各種小型轎車、可有效控制吸能及殘餘 變形的前防撞梁吸能盒結構，屬汽車技術領域。
背景技術：
隨著科技水平快速發展和人們生活的不斷提高，越來越多的各種小型汽車作為運 輸及代步工具進入千家萬戶，但隨之而來的交通事故也在逐漸增加。各種小型輕量化汽車 如何能夠在發生碰撞事故時，最大限度地保護乘員的安全，並儘可能的減少汽車重要部件 的損壞，將損失降到最低，已成為各汽車廠家努力的方向。前防撞梁是汽車的主要安全部 件，前防撞梁結構在正面碰撞時的吸能效果是汽車安全性能的重要衡量指標。吸能盒是前 防撞梁結構的主要吸能件，吸能盒結構直接影響吸能盒的吸能及壓潰量。2006年，美國及歐 洲分別提出了 RCAR低速碰撞要求，S卩汽車在發生低速碰撞時，除了要吸收一定能量以保 證車上人員不受到傷害外，同時還要求不損壞汽車縱梁及其它前後結構件，如前後大燈、水 箱、後圍板等，以減少汽車維修費用，降低損失。欲達到上述標準，就要求吸能盒有儘量少的 壓潰量，以減少碰撞物的侵入量，即提高吸能盒在碰撞過程中的殘餘變形。現有吸能盒多在 盒體上設有不規則結構的引導筋，這種引導筋在發生碰撞時很難控制吸能盒結構的變形過 程及吸能，通常吸能多時，吸能盒的壓潰量很大，減少引導筋以減小壓潰量時，吸能又減少， 很難達到平衡。如何能使吸能盒的變形可控、可預見，並使吸能盒既能有效吸能，又能保證 一定量的殘餘變形是目前吸能盒結構設計的主要困難及技術攻關目標。

發明內容
本發明用於解決上述已有技結構術之缺陷而提供一種能夠預估吸能盒變形模式 的可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒。本發明所稱問題是通過以下技術方案解決的
一種可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，構成中包括橫梁和對稱 設置在橫梁兩側的吸能盒，吸能盒呈鬥狀，其大端固接橫梁、小端固接安裝板，其特別之處 是所述吸能盒上設有規則分布的凸、凹引導筋，在吸能盒的各側壁上所述凸引導筋、凹引 導筋交替設置，其中，吸能盒相對兩側壁上的凸凹引導筋位置對應；吸能盒相鄰兩側壁上凹 引導筋與凸引導筋位置對應。上述可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，所述規則分布的凸、 凹引導筋，其截面形狀為圓弧形，圓弧半徑R為3-10mm，兩排引導筋間距E為5_30mm。上述可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，所述吸能盒上規則分 布的凸、凹引導筋排數彡2。上述可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，所述橫梁的橫截面為 槽狀，吸能盒大端位於橫梁槽中，所述吸能盒上規則分布的凸、凹引導筋設置範圍自規則筋 基面至吸能盒小端，所述規則筋基面垂直於吸能盒軸向，其距吸能盒大端的距離為吸能盒
3被橫梁槽包容的最大軸向尺寸H與焊接工藝延伸尺寸h之和為76-85mm，其中h為26mm。本發明針對小型汽車前防撞梁吸能盒變形無法預見、不可控的問題進行改進，設 計了一種在低速碰撞過程中可以有效控制吸能及殘餘變形的吸能盒結構。該結構通過對吸 能盒上引導筋設置的優化設計，使汽車前防撞梁發生碰撞時規則分布的引導筋依次壓潰吸 能，變形時呈S型壓潰形式，在滿足吸能的同時，有效疊加並支撐吸能盒變形後高度，保證 吸能盒壓潰後的的殘餘變形。本發明通過改變吸能盒的結構設計，大大提高了轎車低速碰 撞的安全性能。經過CAE分析及試驗驗證，此種吸能盒變形模式與設計預期基本吻合，能夠 幫助設計人員預估吸能盒變形模式，並根據汽車結構需要設計滿足車輛低速碰撞要求的吸 能盒結構。


圖1是本發明結構示意圖； 圖2是吸能盒結構示意圖。附圖中標號如下1.安裝板，2.吸能盒，2-1.凸引導筋，2-2.凹引導筋，3.橫梁， 4.規則筋基面。
具體實施例方式參看圖1，本發明構成包括橫梁3和吸能盒2，吸能盒2類似鬥狀，它對稱安裝在橫 梁兩端，其大埠與橫梁焊合，小埠與安裝板1焊合。參看圖1、圖2，本發明的技術要點是對吸能盒上的引導筋進行了改進，吸能盒2上 設有規則分布的凸、凹引導筋，所述規則分布的凸、凹引導筋按照如下方式設置在吸能盒 的各側壁上凸引導筋2-1、凹引導筋2-2交替設置，其中，吸能盒相對兩側壁上的凹、凸引導 筋位置對應；吸能盒相鄰兩側壁上凹引導筋與凸引導筋位置對應。換言之，環繞吸能盒的每 排引導筋，分別由兩條凸筋、兩條凹筋構成，其中凸筋與凹筋相鄰。上述規則分布的凸、凹引 導筋2-1、2-2，其截面形狀為圓弧形，圓弧半徑R為3-10mm，兩排引導筋間距E為5_30mm。 所述規則分布的凸、凹引導筋排數> 2。仍參看圖1、圖2，橫梁3的橫截面為槽裝，吸能盒2大端位於橫梁槽中，考慮到焊 接工藝的要求，所述吸能盒上規則分布的凹、凸引導筋設置範圍自規則筋基面4至吸能盒 小端，所述規則筋基面垂直於吸能盒軸向，其距吸能盒大端的距離為吸能盒被橫梁槽包容 的最大軸向尺寸H與焊接工藝延伸尺寸h之和為76-85mm，其中h為26mm。在吸能盒上規 則分布的凹、凸引導筋設置範圍之外的區域(圖2中規則筋基面4的右側區域)也設有引導 筋，但出於對焊接工藝要求的考慮，該區域的引導筋未按照規則設置。本發明當吸能盒受到碰撞力作用時，吸能盒上規則筋基面4的右側區域部分先發 生變形，此部分變形及吸能不能預先確定。繼而碰撞力向規則筋基面4的左側區域傳導，靠 近規則筋基面、規則設置的第一排引導筋先變形吸能，其凸筋凸起，凹筋壓潰；隨後第二排 引導筋在第一排壓潰後開始變形，仍然是凹筋壓潰，凸筋凸起，第二排與第一排引導筋變形 結果銜接疊加；後面各排引導筋按照上述規律依次壓潰吸能，由於吸能盒的四面側壁引導 筋均為凹凸交替變換結構，所以在變形時呈S型壓潰形式，在滿足吸能的同時，有效疊加並 支撐吸能盒的變形後高度，保證吸能盒壓潰後的疊加厚度即吸能盒的殘餘變形。規則設置
4的引導筋排數及引導筋截面圓弧直徑決定了吸能盒的吸能量及殘餘變形量，經過CAE分析 及試驗驗證，本發明吸能盒變形模式與設計預期基本吻合。本發明能夠幫助設計人員根據 汽車結構需要設計滿足車輛低速碰撞要求的吸能盒結構，實現吸能盒變形過程及殘餘變形 的量化控制，設計人員可根據汽車結構設計吸能盒的上規則分布的引導筋排數及引導筋的 具體幾何尺寸。 參看圖2，圖中所示實施例中，規則設置的引導筋排數為6，圖中各部尺寸如下R 為 5mm, E 為 8 mm, H 為 56. 53mm, h 為 26mm, L 為 217. 433mm。
權利要求
一種可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒,它包括橫梁和對稱設置在橫梁兩側的吸能盒，吸能盒呈鬥狀，其大端固接橫梁、小端固接安裝板，其特徵在於所述吸能盒(2)上設有規則分布的凸、凹引導筋，在吸能盒的各側壁上所述凸引導筋(2 1)、凹引導筋(2 2)交替設置，其中，吸能盒相對兩側壁上的凸凹引導筋位置對應；吸能盒相鄰兩側壁上凹引導筋與凸引導筋位置對應。
2.根據權利要求1所述的可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，其特 徵在於所述規則分布的凸引導筋(2-1)、凹引導筋(2-2)，其截面形狀為圓弧形，圓弧半徑 R為3-10mm，兩排引導筋間距E為5-30mm。
3.根據權利要求1或2所述的可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒， 其特徵在於所述吸能盒上規則分布的凸、凹引導筋排數> 2。
4.根據權利要求3所述的可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，其特 徵在於所述橫梁(3)的橫截面為槽狀，吸能盒(2)大端位於橫梁槽中，所述吸能盒上規則 分布的凸、凹引導筋設置範圍自規則筋基面(4)至吸能盒小端，所述規則筋基面(4)垂直於 吸能盒軸向，其距吸能盒大端的距離為吸能盒被橫梁槽包容的最大軸向尺寸H與焊接工 藝延伸尺寸h之和為76-85mm，其中h為26mm。
全文摘要
一種可控制碰撞吸能及殘餘變形的小型汽車防撞梁吸能盒，用於解決前防撞梁吸能問題。它包括橫梁和對稱設置在橫梁兩側的吸能盒，改進後，吸能盒上設有規則分布的凸、凹引導筋，在吸能盒的各側壁上凸引導筋、凹引導筋交替設置，其中，吸能盒相對兩側壁上的凸凹引導筋位置對應；吸能盒相鄰兩側壁上凹引導筋與凸引導筋位置對應。本發明通過對吸能盒上引導筋設置的優化設計，使汽車前防撞梁發生碰撞時規則分布的引導筋依次壓潰吸能，變形時呈S型壓潰形式，在滿足吸能的同時，有效疊加並支撐吸能盒變形後高度，保證吸能盒壓潰後的殘餘變形。經過CAE分析及試驗驗證，此種吸能盒變形模式與設計預期基本吻合。
文檔編號B62D21/15GK101962038SQ201010511670
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者李彥波, 閆麗, 霍偉濤 申請人:凌雲工業股份有限公司