[发明专利]架构化汽车防撞梁

说明书

技术领域

本发明总体涉及弯曲夹心撞击结构，并且更具体地涉及包括夹在顶部蒙皮和底部蒙皮之间的微桁架芯的弯曲撞击结构，所述芯具有在顶部蒙皮的外部上的吸能微桁架层。

相关技术的讨论

           现代车辆都装备有数个防撞梁，这些防撞梁提供了抵抗与物体，例如其他的车辆，之间的碰撞和撞击的结构完整性。尤其是，防撞梁传统上被用在车辆设计中以通过在发生撞车时变形吸能并且把被应用的动态载荷分布到该车辆上的其它吸能子系统来保护占用者免受前面、侧面和/或后面撞击。例如，已知在车辆上前能量管理或保险杠组件、后能量管理或保险杠组件和侧撞击组件中提供防撞梁。在车辆的前面和后面的防撞梁通常被称为保险杠梁，并且在车辆的侧面上的防撞梁有时被称为防侵入杆。在所有情况下，期望提供质量小、弯曲刚度和强度高、且每单位质量吸能高的防撞梁。这个重量小的要求是由燃料经济性标准以及防撞梁被定位成离车辆的质心非常近和非常远的事实提出的。如果想要防撞梁能承受低速撞击而不损坏并且在高速撞击事件的全部持续时间中都传输撞击载荷，最大化弯曲刚度和强度就是必须的。另外，高水平的吸能实现了向车辆的占用者的能量转移的减少，因此增加了安全性。

在一个已知的车辆前能量管理系统中，防撞梁包括顶部面薄板和底部面薄板以及内部结构芯以通过重量轻和成本有效的方式提供高能量撞击阻力。通常，用于这种系统的防撞梁包括铝、钢、碳纤维等的层，这些层被挤压成型、滚轧成型等。硬吸能层可被形成在防撞梁上，该硬吸能层在更接近车身外饰板件的一侧上具有车身外饰板件装饰板的大致形状并且在更接近防撞梁的一侧上具有防撞梁的前面的大致形状。软吸能层此后被形成在硬吸能层上并且前车身外饰板件面板此后被设置在软吸能层上。硬吸能层和软吸能层的组合提供了在防撞梁和前车身外饰板件面板之间的过渡，从而允许该系统符合前车身外饰板件面板的期望形状，该期望形状可能具有由车辆款式所要求的明显的角度和形式。硬吸能层和软吸能层还提供了在车身外饰板件面板和防撞梁之间的过渡以有效地吸收低速撞击而不损坏系统整体性。

本领域已知提供具有夹心结构的车辆防撞梁。这些现有技术的防撞梁可基本上被分成三种设计，即，完全或部分地由聚合物或金属泡沫加强的中空梁、由蜂窝状多孔芯加强的单个或双侧面薄板、以及成形复合防撞梁。对于中空金属或聚合物基质复合管结构，这些结构完全或部分地由轻质泡沫芯加强，用于该芯的材料可以是金属的或聚合物的泡沫，该泡沫被粘合、机械附接或干涉配合到所述管结构内。所述芯的目的是在低速或高速撞击时承载所述夹心结构中的剪切载荷和吸能，这种不同取决于泡沫的密度和组成。使用蜂窝或蜂窝状排列的多孔芯来给一个或两个平坦面薄板提供加强具有侧面开放夹心设计并具有蜂窝、不连续强化或葡萄酒板条箱结构，所述结构从防撞梁的前面向后朝着车辆的客舱延伸。如果第二面薄板没有被包括在芯和客舱之间，那么芯材料必须是相对密实的，因为它提供了弯曲刚度中的大部分给邻近剪切载荷传递的结构。

对于连续的或不连续的纤维加强的聚合物基质复合防撞梁，基质材料可以是通过树脂传递模塑、压缩模塑、吹塑、或其它类似制造工艺引入的热塑性或热固性聚合物。

本领域还已知的是制造光聚合物波导管的三维网络，所述三维网络具有统一的桁架或格子架构，此后被等同地称为微桁架或微格子。例如，美国专利 7653279和7382959公开了制造这种微桁架结构的过程。总的来说，该过程包括提供装有一定体积的可固化单体并由包括被策略地定位的小孔的面具覆盖的容器或模具。UV光源被相对于该面具定位并且通过面具小孔暴露给平行的UV光形成了一系列的互连的自传播光聚合物波导管，在本文中被称为支柱，以形成所述桁架或格子架构。一旦形成了光聚合物波导管，就将容器中的没有被暴露给UV光的未聚合的单体排空。微桁架结构此后可经历固化后操作以增加光聚合物波导管中的交联密度。这种后固化可通过热固化、额外的暴露给UV光、等效的方法或它们的组合实现。

发明内容

本公开描述了用于车辆的具有微桁架芯的弯曲夹心撞击结构。在一个实施例中，该夹心撞击结构包括夹在两个面薄板之间的微桁架层、在其中一个面薄板的外部上的设计用于吸能的微桁架层、和与该吸能微桁架层接触的车身外饰板件面板。

通过结合附图理解下面的描述和所附的权利要求能够容易理解本发明的另外的特征。

本申请还提出了如下方案：

方案1. 一种结构组件，包括：

              不易弯曲的微桁架层，该层包括基部薄板和在该薄板上形成的微桁架芯；以及