[发明专利]一种可增加材料韧性和缓冲能力的结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种可增加材料韧性和缓冲能力的结构。

背景技术

防护用品，是指保护人在进行某种动作时的人身安全与健康的一种防御性装配，对于减少外界冲击力危害起着相当重要的作用。防护用品在各种领域中均能使用到，比如，直接包覆在人身体上的保护结构、铺设在路面的橡胶跑道、安装在车身前侧的保险杠等等。这些防护用品通常是根据可能存在的冲击力选择对应的材料，并设计相适应的结构对不同的保护对象进行保护。现在的运动防护用品都是采用厚或薄的大片、大块或宽条状的海绵、毛毡、泡沫塑料、橡胶等材料作为缓冲防护层，这些运动防护用品都存在如下的问题：为了更大强度的冲击力，需要将缓冲层加厚，但却使得运动防护用品的柔韧灵活性能大大降低，极大地影响妨碍了关节部位的灵活性，而将缓冲层变薄以改善运动防护用品的灵活性能，但抗冲击力性能却又大大地降低，这一矛盾，从增减材料用量这方面始终无法得到完美的解决方案。汽车保险杠是吸收和减缓外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。许多年以前汽车前后保险杠是用钢板冲压成槽钢，与车架纵梁铆接或焊接在一起的，与车身有一段较大的间隙，看上去十分不美观。随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。一般汽车的塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成，其中外板和缓冲材料用塑料制成，缓冲材料的缓冲能力有限，同样受到厚度限制，无法最大限度的发挥缓冲性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种对外界冲击力吸收率高和材料消耗少的可增加材料韧性和缓冲能力的结构。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种可增加材料韧性和缓冲能力的结构，它包括本体、孔组和边缘包覆面，所述的孔组有多个，多个孔组设置在本体上，孔组的轴线垂直于本体的表面，孔组包含至少一个孔洞单元，边缘包覆面设置于本体的侧面上；所述的孔组具有n×60°旋转不变性，其中，n为正整数，即孔洞单元绕孔组的中心旋转n×60°保持与旋转前一致；孔组在本体上的循环方式为：以一个孔组的中心为起始点，平移距离为L，平移后得到的相邻两个孔组之间相位角为60°，且R≤L≤2R，其中，R为孔组中心到其所包含的孔洞单元中心的最远距离。

所述的孔组包括孔洞单元A、孔洞单元B和孔洞单元C。

所述的孔洞单元A和孔洞单元C的横截面为正六边形结构，孔洞单元B的横截面为圆形结构，且孔洞单元A和孔洞单元C间隔均匀地分布于以孔洞单元B为圆心的同一圆周上，且相邻的孔洞单元A和孔洞单元C之间的相位角为60°。

所述的孔洞单元A的横截面为六角星形结构，孔洞单元B的横截面为两侧具有内凹面的长方形结构，孔洞单元C为三角形结构，且六个孔洞单元B均匀地分布于以孔洞单元A为圆心的同一圆周上，六个孔洞单元C均匀地分布于以孔洞单元A为圆心的同一圆周上，孔洞单元C位于孔洞单元B的外侧。

所述的孔洞单元A和孔洞单元B的横截面均为扇形结构，孔洞单元C的横截面为三角形结构，六个孔洞单元A间隔均匀设置，且孔洞单元A的圆弧边位于同一圆周上；六个孔洞单元B分别设置于相邻两个孔洞单元A之间，且孔洞单元B的圆弧边位于同一圆周上；孔洞单元C设置于孔洞单元A的外侧。

本发明具有以下优点：

1、在不改变原材料的情况下，通过改变板材的结构，在普通弹性材料制成的板材上设置孔组，孔组由不同形状的孔构成，各孔之间规律排布，在受到外力冲击时，各孔变形，以吸收外力冲击，从而增加板材的韧性和缓冲能力，对外界冲击力吸收率高，相比于通过采用新材料来增加板材的韧性和缓冲能力的成本更低。

2、在弹性材料制成的板材上设置孔组，大大的减小了板材的重量，使得板材更轻量化。

3、在弹性材料制成的板材上设置孔组，虽然相比于不设置孔组的板材强度更低，但是本发明的强度降低所带来的负面效果远小于本发明的韧性和缓冲能力增加所带来的正面效果。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为第一种实施例中孔组的结构示意图；

图3为第一种实施例中孔组循环的结构示意图；

图4为本发明第二种实施例的结构示意图；

图5为第二种实施例中孔组的结构示意图；

图6为第二种实施例中孔组循环的结构示意图；

图7为本发明第三种实施例的结构示意图；