[实用新型]一种嵌入式吸能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及被动安全技术领域，特别是涉及一种嵌入式碰撞吸能装置。

背景技术

随着科技的迅速发展，人们对效率的追求越来越苛刻，各种交通工具的最高时速不断刷新纪录。不断提高的速度尽管带来了高的效率，但同时也成为了一个很大的不安全因素。近年来交通事故频发，每年因此死亡的人数大幅度上升，因此，被动安全领域技术的革新迫在眉睫。而被动安全技术中，吸能装置的吸能性能是最重要的一环，好的吸能装置可以在发生碰撞事故时更好的保护人员的安全。

但是，目前大多数吸能装置主要运用的吸能方式是较为单一的传统薄壁管件，在碰撞时靠其压缩变形吸收冲击能量。这种吸能装置整体吸能量小，效率低下，在碰撞压缩过程中变形不稳定，从而产生冲击波，不能有效地保护人员的安全。此外，只能在一定的速度工况范围内的碰撞才能发挥其效能，运用范围窄。因此，传统吸能装置远远不能满足日益苛刻的要求，必须实用新型一种新型高效的吸能装置，以改进当前被动安全领域吸能装置的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种嵌入式碰撞吸能装置，结构简单，利用巧妙的结构布局，满足了强度高、柔韧性好、吸能效率高等对高性能吸能装置的要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种嵌入式吸能装置，包括活塞、上圆锥薄壁套管、下圆锥薄壁套管和缓冲耗材；

该上圆锥薄壁套管由外向内设有复数个互相平行的上环形薄壁，且所述上圆锥薄壁套管的中心设有上导向让位槽；该下圆锥薄壁套管由外向内设有复数个互相平行的下环形薄壁，且所述下圆锥薄壁套管的中心设有下导向让位槽；所述缓冲耗材填充于所述下导向让位槽，并配合于所述上导向让位槽；

所述上环形薄壁和下环形薄壁错位套接在一起，并使上环形薄壁和下环形薄壁滑动配合，形成摩擦耗能结构；所述活塞通过一柱形空心承力管装接于所述上圆锥薄壁套管；所述上圆锥薄壁套管采用CFPR材料，所述下圆锥薄壁套管为铝材质。

CFPR材料为碳纤维增强复合材料的简称。

作为一种优选，所述柱形空心承力管的侧壁具有多层承力结构，该侧壁自外向内依次为铝材料层、CFPR材料层和铝材料层。

作为一种优选，所述下圆锥薄壁套管的环形薄壁表面贴设有橡胶耗能层。

作为一种优选，所述橡胶耗能层为丁苯橡胶。

作为一种优选，所述上圆锥薄壁套管的环形薄壁表面为锯齿形结构。

作为一种优选，所述缓冲耗材为聚氨酯泡沫。

作为一种优选，所述活塞的底面设有定位台；该定位台的边缘设有第一导向角，相应的，所述下圆锥薄壁套管的下导向让位槽设有第二导向角；该第一导向角和第二导向角的倾斜角度相同。

本实用新型的有益效果为：

1、本吸能装置采用了使用了新材料CFRP，有效地利用了其高强度、高吸能性和质量轻等优点，在增加装置强度和吸能性能的同时，满足了轻量化设计的要求。且材料利用率高，每一个结构都能在碰撞中通过变形或撕裂，吸收相应的能量。

2、本吸能装置采用多级梯度形式，从吸能始点到吸能终点的吸能量逐级递增，满足不同冲击工况的要求。如在冲击速度较小时，只需要吸能较少的SBR5参与吸能即可，随着碰撞速度的加大，吸能较多的部件逐渐参与进行吸能。当受到较小的冲击时，在更换部件的过程中，仅需对相应的配件进行更换即可，未参与吸能的部件还可以继续使用。

3、橡胶耗能层采用拥有高摩擦系数的丁苯橡胶(SBR)进行摩擦吸能，吸能效果好，且易于更换。

4、本吸能装置结合了塑性良好的铝材和脆性较大的CFRP，既利用了铝材柔韧性好的优点又利用了CFRP撕裂吸能多和强度大的优点。CFRP材料与铝材料的交互作用，使其综合吸能量远远大于单独CFRP和铝的吸能量之和。本装置中，上圆锥薄壁套管(CFRP)嵌于下圆锥套管(AL)中，因外部铝的约束，CFRP撕裂产生“楔形”的碎屑进一步促使CFRP产生撕裂吸能；而内部撕裂的CFRP客观上形成外部铝的填充物，增加了其变形吸能效率。一般CFRP材料在受压时会撕裂，但通过适当地诱导后，可以使薄壁CFRP材料产生折叠变形，比撕裂吸收更多的能量。如该装置中的柱形空心承力管结构，通过两侧夹层铝材的折叠变形，诱导芯部薄壁CFRP的折叠变形，大大提升吸能效能。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种嵌入式吸能装置不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图一(剖视图)；