[发明专利]一种具有回转式折叠凹角的碰撞吸能盒的工作方法

说明书

本发明公开了一种具有回转式折叠凹角的碰撞吸能盒的工作方法，所述碰撞吸能盒由多个立体吸能区和折叠吸能区采用至上而下交叉排列的方式所组成；立体吸能区为具有多边形截面的薄壁管件；折叠吸能区由引入折痕纹路形成的圆周排列的回转式折叠凹角所构成；在碰撞过程中，折叠吸能区的回转式折叠凹角在载荷作用下先行被压缩变形，实现一级缓冲；立体吸能区后被压缩变形，完成主体碰撞能量的吸收与耗散，实现二级缓冲；本发明通过碰撞吸能盒的两级缓冲不但能有效降低碰撞过程中的初始峰值力，还能保证碰撞吸能盒有较高的能量吸收率，同时，也因回转式折叠凹角的存在使碰撞吸能盒具有稳定的变形模式和良好的抗缺陷能力。

技术领域

本发明涉及汽车碰撞安全技术领域，具体涉及一种具有回转式折叠凹角的碰撞吸能盒的工作方法。

背景技术

汽车的耐撞性能是汽车安全性能的重要指标之一。目前，人们通常将不同结构形式的碰撞吸能盒安装在汽车易发生碰撞的部位，以此来有效吸收碰撞过程中所产生的巨大冲击能量。常见的碰撞吸能盒为金属制作的薄壁结构管件，通过薄壁结构管件的变形来吸收和耗散掉冲击能量，从而保证汽车主体结构和汽车乘员的安全性。

碰撞吸能盒的耐撞性通常由以下几个指标进行评判：⑴具有较低的峰值载荷，以保障碰撞开始阶段传递的力不对人体或货物造成过多伤害；⑵具有较高的比吸能(比吸能定义为吸收能量与自身质量的比值)；⑶具有较为稳定的预设变形模式；⑷较高的可压缩行程；⑸制造成本较低。然而，考虑到汽车碰撞过程中如冲击速度快，冲击载荷不确定(可能是正面碰撞，也能是偏置碰撞)等复杂的工况条件，吸能盒还需要具备很好的抗缺陷能力。

在实际的碰撞过程中，现有碰撞吸能盒的吸能效果有限，并存在以下问题：

1.现有的碰撞吸能盒往往采用普通薄壁结构或多胞薄壁结构，但这种结构的碰撞吸能盒会产生很大的初始峰值力。为降低碰撞吸能盒的初始峰值力，少部分现有技术使用了引入折痕纹路的技术方案，如公开号为CN101638076A，名称为“一种折痕式碰撞吸能盒”的专利，其技术方案为：在一个薄壁管沿轴向分为若干模块，在每一个模块的每个角部区域，分别沿轴向每间隔一定距离有一个钻石型凹角。但这种折痕纹路在几何缺陷的影响下，钻石凹角中尖角对缺陷较为敏感，存在结构稳定性问题。

2.为了克服碰撞吸能盒变形模式不稳定这一缺点，少部分现有技术通过增加约束条件来实现这一目的，如公开号为CN102700618A，名称为“一种横隔板加强的薄壁能量吸收管”的专利，该专利中起加强作用的横隔板在薄壁管内部按一定间距排列。通过增加约束条件，抑制薄壁管的非紧凑变形模式，使得薄壁结构在轴向冲击压缩下产生渐进稳定变形模式。由于薄壁能量吸收管增加了附加内置结构并与薄壁管精密连接，给加工工艺带来难度。

3.在实际的碰撞过程中会出现比较复杂的载荷工况，而现有的碰撞吸能盒结构存在抗缺陷能力较弱的缺点，无法应对复杂的碰撞载荷。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的具有回转式折叠凹角的碰撞吸能盒的工作方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种具有回转式折叠凹角的碰撞吸能盒的工作方法，所述碰撞吸能盒由多个立体吸能区和折叠吸能区所构成；所述立体吸能区和折叠吸能区采用至上而下交叉排列的方式组成；所述立体吸能区为具有多边形截面的薄壁管件；所述折叠吸能区通过折痕纹路并结合旋转折叠方式形成圆周排列的回转式折叠凹角；

工作步骤如下：步骤一、在碰撞过程中，所述碰撞吸能盒中折叠吸能区的回转式折叠凹角在载荷作用下先行被压缩变形，引导碰撞吸能盒的变形方向按碰撞吸能盒上布置的多个折叠吸能区的压缩方向进行，实现一级缓冲；步骤二、在碰撞过程中，在折叠吸能区压缩变形后，折叠吸能区上这些圆周排列的回转式折叠凹角形成横隔板的约束作用，碰撞吸能盒变成仅由多个立体吸能区构成的吸能盒；步骤三、在碰撞过程中，待折叠吸能区压缩变形后，所述碰撞吸能盒的立体吸能区再被压缩变形，完成主体碰撞能量的吸收与耗散，实现二级缓冲。