[实用新型]应用于汽车碰撞吸能盒上的三明治结构

说明书

本实用新型提供了应用于汽车碰撞吸能盒上的三明治结构，包括：层叠设置的上层复合板、复合夹层和底层复合板；其中，上层复合板包括层叠设置的复合材料纤维布和钛金属板；复合夹层包括葫芦管薄壁结构和花环式蜂窝结构；底层复合板包括层叠设置的钛金属板和多孔金属材料。上述的三明治结构克服了传统碰撞吸能结构峰值应力高、低效、质量重等问题，能够设计出低峰值应力、高效、轻质的汽车碰撞吸能结构，达到安全、轻质、环保的汽车发展目标。

技术领域

本实用新型是的汽车碰撞三明治结构，属于汽车被动安全防护领域。

背景技术

随着汽车产业的不断发展，现目前已经成为国民经济重要支柱产业之一，截至2018年底，我国汽车保有量已达2.4亿辆。汽车数量的飞速增长，在给人民的生活带来便利的同时，也带来了较为严峻的安全问题和环保问题。因此，提高汽车安全性及环保性是目前全球汽车行业的共同目标。当汽车发生碰撞时，汽车横梁纵梁上的薄壁吸能盒结构通过压溃产生塑性变形来吸收碰撞产生的能量，进而最大可能的降低传递到乘员身上的碰撞能量，达到保护乘员的目的，故而汽车碰撞吸能盒至关重要。目前汽车碰撞吸能盒结构多为方形或圆管形构件，其峰值应力高、比吸能低，无法在汽车发生碰撞时达到较好的安全性能，同时目前大多数的碰撞吸能盒为了达到较高的耐撞性，其质量一般较重，而较重的车身质量所带来的就是更多的耗能和排放，因此当前的大多数吸能盒无法满足人们对车安全性、轻量化及环保性的要求。所以，设计具有低峰值应力、高吸能比、轻质的汽车防撞薄壁吸能盒具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要问题是克服传统碰撞吸能盒峰值应力高、低效、质量重等问题，设计出低峰值应力、高效、轻质的汽车碰撞吸能盒结构，达到安全、轻质、环保的汽车发展目标。

为了解决上述问题，本实用新型提供了应用于汽车碰撞吸能盒上的三明治结构，包括：层叠设置的上层复合板、复合夹层和底层复合板；

其中，上层复合板包括层叠设置的复合材料纤维布和钛金属板；复合夹层包括葫芦管薄壁结构和花环式蜂窝结构；底层复合板包括层叠设置的钛金属板和多孔金属材料；

所述葫芦管薄壁结构和花环式蜂窝结构组成阵列式排布，其中葫芦管薄壁结构位于阵列结构的四个顶角，花环式蜂窝结构位于阵列的其它位置；

所述葫芦管薄壁结构的特征曲线是由三段不同的正弦曲线组成，所述三段不同的正弦曲线分别为：y₁＝2sinx，y₂＝sinx，所述花环式蜂窝结构由三个圆、两段圆弧及八边形组成，其中两个圆沿着八边形的竖向对称轴分布，另一个圆设置在八边形的中心处；沿着八边形竖向对称轴分布的两个圆相切，并分别与八边形的上下两条边相切；两段圆弧的端点分别与沿着八边形竖向对称轴分布的两个圆相交，并且两段圆弧分别与八边形的左右两条边相切。

在一较佳实施例中：所述复合材料纤维布由芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维及金属纤维组成。

在一较佳实施例中：所述芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维及金属纤维从上到下分别以0°、45°、90°、135°的角度进行层压成型。

在一较佳实施例中：所述底层复合板的钛金属板与复合夹层的下表面接触。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供了应用于汽车碰撞吸能盒上的三明治结构，采用的是钛金属板，将其安放在复合夹层的两端，钛金属本身具有的高强度性能，能够在碰撞发生时，将产生的能量有效稳定的传递到复合夹层，有效防止碰撞力的传递方向突变，更加有效的利用复合夹层的吸能性，提高吸能效率。