CN106795933B - 冲击吸收部件 - Google Patents

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Abstract

一种能够确保吸收能量且轻量化的、通过周期性的压曲来吸收在轴向上负荷的冲击载荷的冲击吸收部件(10)，冲击吸收部件(10)具备：主体(20)，其由金属板构成，在与轴向垂直的截面中的形状为多边形状；和中板(30)，其由金属板构成，在主体内的中空部沿着轴向设置，主体(20)的多边形状具有互相相对的一对长边(20a、20b)，中板(30)与主体(20)的多边形状的各长边(20a、20b)接合，主体(20)的板厚t1和中板(30)的板厚t2满足1.3×t1≤t2，板厚t1和板厚t2的单位为mm。

Description

冲击吸收部件
技术领域
本发明涉及通过周期性的压曲来吸收在轴向上负荷(负载)的冲击载荷的冲击吸收部件。
背景技术
在汽车、铁路、船舶等运输设备中使用了冲击吸收部件。该冲击吸收部件在碰撞时承受冲击载荷而变形，由此能够吸收碰撞的能量，与此相伴，能够确保乘客的安全。作为这样的冲击吸收部件，例如具有汽车的骨架部件和/或碰撞吸能盒(crush box)。
图1是示意性地表示汽车中的骨架部件和碰撞吸能盒的配置的立体图。如该图1所示，在汽车的侧部配置了前纵梁2、后纵梁3以及下纵梁7。这些部件均沿着汽车的前后方向设置。前纵梁2配置于汽车的侧部中的前部，后纵梁3配置于汽车的侧部中的后部，下纵梁7配置于汽车的侧部中的中间部。
在汽车的前后方向的中间部设置了地板(floor)。在该地板配置地板横梁(4、4’)，地板横梁(4、4’)在汽车的宽度方向上延伸。
碰撞吸能盒(1a、1b)配置于由上述的骨架部件构成的框架的头端。更具体的是，第1碰撞吸能盒1a设置于前纵梁2的前端，第2碰撞吸能盒1b设置于后纵梁3的后端。
所述前纵梁2、后纵梁3、下纵梁7以及地板横梁(4、4’)等骨架部件和碰撞吸能盒(1a、1b)有时会在碰撞时在各自的轴向上被施加负荷。在该情况下，这些部件以在轴向上折皱状地收缩的方式压曲变形，由此吸收冲击载荷。
这样的冲击吸收部件能够通过将作为材料的金属板弯曲和/或重叠焊接而制作。由金属板制作的冲击吸收部件为筒状。即，在与轴向垂直的截面中的形状封闭。因此，冲击吸收部件的内部为中空。
一直以来，提出了涉及通过周期性的压曲来吸收冲击载荷的冲击吸收部件的各种技术方案。
在专利文献1中记载了碰撞吸能盒。该碰撞吸能盒在形成中空截面的部件的基础上，还具备以在中空截面的上下方向的中央附近将中空区域上下分隔的方式水平状地延伸的中板。由于具备中板，因此碰撞吸能盒在碰撞时压曲而不会压塌地抑制折弯。在该构成例中，形成中空截面的部件(第1部件、第2部件)和构成中板的第3部件的金属板的板厚均相同。
在专利文献2中也记载了碰撞吸能盒。该碰撞吸能盒配置于前纵梁与该前纵梁的车辆前方侧的保险杠横梁之间。另外，碰撞吸能盒具备：筒状的盒主体；和将盒主体的互相相对的一对相对壁部连结的加强件。若像这样在盒主体的中空部设置加强件，则在对以碰撞吸能盒的性能为目标的性能进行设定的情况下，能够通过加强件的形状和/或大小来设定为所期望的性能。在该专利文献2中，关于盒主体和加强件所使用的金属板的板厚没有进行任何研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许4766422号公报
专利文献2：日本特许5168477号公报
发明内容
发明要解决的问题
冲击吸收部件如前所述，存在由金属板制作的情况。在该情况下，在与轴向垂直的截面中的形状封闭，例如为多边形状。因此，冲击吸收部件的内部为中空。
在这样的由金属板制作的冲击吸收部件中，作为确保轴压塌性能的方法，若截面形状为矩形状，则可以采用减小短边的直线部的幅宽Wp(参照后述的图2(b)，单位：mm)与板厚t(mm)的比(Wp/t)的方法。在该方法中，通过减小Wp/t从而压曲波长变短，能够使冲击吸收部件的吸收能量增加。
另外，也可以采用使连接边与边的棱线(脊线)部的截面积的总和增加的方法。在该方法中，压曲载荷变高且压曲动作稳定，能够使冲击吸收部件的吸收能量增加。
另一方面，在专利文献1和专利文献2中记载了在中空部沿着轴向设置中板、加强件等金属板材的情况。以下，也将形成中空部的金属板材称为“主体”，将在中空部沿着轴向设置的金属板材称为“中板”。
这样，若由主体和中板构成冲击吸收部件，则中板能够辅助基于主体进行的能量的吸收。因此，能够提高冲击吸收部件的吸收能量，例如在大型车的冲击吸收部件中很有效。
在由主体和中板构成冲击吸收部件的情况下，主要由主体承担能量的吸收，中板辅助承担能量的吸收。因此，中板的板厚比主体的板厚薄。或者，如专利文献1的构成例所示，中板的板厚与主体的板厚相同。
另外，在汽车中，从提高燃料经济性的观点出发，要求零部件的轻量化。因此，在冲击吸收部件中，要求确保吸收能量且轻量化。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够确保吸收能量且轻量化的冲击吸收部件。
用于解决问题的技术方案
本发明人针对确保吸收能量且轻量化的方法，对冲击吸收部件进行了锐意研究。
为了使冲击吸收部件轻量化，考虑减薄主体的板厚。然而，通常若减薄主体的板厚，则在冲击吸收部件承受了冲击载荷的情况下，变形由面外变形(向封闭的截面的外侧的变形)支配(主导)，冲击吸收能量变小。
本发明人的研究的结果是发现了下述情况：若适当地设计冲击吸收部件的中板，则能够在中板的两侧使相位不同的压曲变形发生，能够减小变形的振幅、能够减短波长。由此，冲击吸收部件承受了冲击载荷的情况下的变形由压曲支配，其结果，不仅冲击吸收部件的吸收能量增加，并且能够使每单位质量的吸收能量增加。因此可知：即使在减薄主体的板厚的情况下，也能够确保吸收能量，能够确保吸收能量且进行轻量化。
本发明是基于上述的见解完成的，其主旨如下。
1.一种冲击吸收部件，对在轴向上负荷的冲击载荷进行吸收，其特征在于，上述冲击吸收部件具备：主体，其由金属板构成，与上述轴向垂直的截面中的形状为多边形状；和中板，其由金属板构成，在上述主体内的中空部沿着所述轴向设置，上述主体的上述多边形状具有互相相对的一对长边，上述中板与上述主体的上述多边形状的各长边接合，上述主体的板厚为2mm以下，上述中板的板厚比上述主体的板厚厚。
2.根据所述1的冲击吸收部件，其特征在于，所述主体的板厚为2.3mm以下。
3.根据所述1或2的冲击吸收部件，其特征在于，所述主体的板厚t1(mm)、所述中板的板厚t2(mm)满足下述(1)式。
1.3×t1≤t2…(1)
4.根据所述1～3中任一项的冲击吸收部件，其特征在于，关于所述一对长边的任意长边，所述长边的幅宽(幅度)W1(mm)都满足下述(2)式。
W1/t1≥20…(2)
5.根据所述1～4中任一项的冲击吸收部件，其特征在于，所述主体由一块金属板构成，所述中板通过重叠焊接而接合于所述主体的所述多边形状的各长边，关于所述一对长边的任意长边，从所述中板的幅宽方向(幅度方向)的中央位置的所述中板的板厚中心到所述长边的两端点为止的、沿着所述长边的幅宽方向的距离d1a(mm)和d1b(mm)都满足下述(3)式。
0.5≤d1a/d1b≤2…(3)
6.根据所述1～5中任一项的冲击吸收部件，其特征在于，所述主体由成为所述多边形状的一部分的第1金属板和成为所述多边形状的剩余部分的第2金属板构成，所述第1金属板和所述第2金属板在所述多边形状的各长边与所述中板一起通过重叠焊接而接合，关于所述一对长边的任意长边，从所述中板的幅宽方向的中央位置的所述中板的板厚中心到所述第1金属板的所述长边的端点为止的、沿着所述长边的幅宽方向的距离d3a(mm)和从所述中板的幅宽方向的中央位置的所述中板的板厚中心到所述第2金属板的所述长边的端点为止的、沿着所述长边的幅宽方向的距离d3b(mm)满足下述(4)式。
0.5≤(d3a/t1a)/(d3b/t1b)≤2…(4)
这里，t1a(mm)是第1金属板的板厚，t1b(mm)是第2金属板的板厚。
7.根据所述1～6中任一项的冲击吸收部件，其特征在于，构成所述主体的金属板是抗拉强度为780MPa以上的钢板。
8.根据所述1～7中任一项的冲击吸收部件，其特征在于，构成所述中板的金属板的杨氏模量为180GPa以上。
9.根据所述1～8中任一项的冲击吸收部件，其特征在于，所述冲击吸收部件是汽车的碰撞吸能盒,或者是前纵梁、后纵梁、下纵梁或者地板横梁。
发明的效果
关于本发明的冲击吸收部件，在中板的两侧使相位不同的压曲变形发生，该变形的振幅变小且波长变短。由此，不仅冲击吸收部件的吸收能量增加，而且能够使每单位质量的吸收能量增加。因此，即使在减薄主体的板厚的情况下，也能够确保吸收能量，能够确保吸收能量且进行轻量化。
附图说明
图1是示意性地表示汽车中的骨架部件和碰撞吸能盒的配置的立体图。
图2是表示本发明的冲击吸收部件的构成例的示意图，图2(a)是主视图，图2(b)是A-A剖视图。
图3是表示使中板的板厚变化的情况下的主体的板厚与每单位质量的吸收能量的关系的图。
图4是表示主体由一块金属板构成的情况下的另外的构成例的剖视图，图4(a)表示中板的直线状部相对于主体的长边为非垂直的构成例，图4(b)表示主体为梯形状的构成例。
图5是示意性地表示主体由两块金属板构成的情况下的构成例的剖视图。
图6是表示实施例的载荷与位移(轴向位移)的关系的图。
图7是表示比较例1和比较例2中的冲击吸收部件的长边面的X方向上的位移(移位)的图。
图8是表示本发明例1和比较例2中的冲击吸收部件的长边面的X方向上的位移的图。
具体实施方式
以下参照附图对本实施方式的冲击吸收部件进行说明。
图2是表示本发明的冲击吸收部件的构成例的示意图，(a)是主视图，(b)是A-A剖视图。图2所示的冲击吸收部件10具备主体20和中板30。
主体20在与轴向垂直的截面中的形状为多边形状。图2(b)所示主体20的截面形状为四边形。主体20的截面形状封闭，为筒状。
多边形状的各边为直线状，通过圆弧与相邻的边连接。另外，多边形状具有互相相对的一对长边。在此，长边指的是多边形状的各边中的最长的边。在图2(b)所示的主体20的多边形状中，第1长边20a和第2长边20b相当于一对长边。第1长边20a和第2长边20b比除此之外的边长。
在长边中，不需要金属板连续，也可以在中途包括连接部。在图2(b)中，第2长边20b由连续的金属板构成，第1长边20a的金属板在长边上不连续，中途包括连接部。本发明的多边形状也可以是这样的构成。
中板30在主体20内的中空部沿着轴向设置。该中板30具有与主体20接合的两处缘部和设置于该两缘部之间的直线状部，两缘部与直线状部分别由圆弧连接。
另外，中板30与主体的多边形状的各长边(20a、20b)接合。具体而言，以从主体20形成的多边形状的第1长边20a的中间直到第2长边20b的中间的方式设置。在图2(b)所示的冲击吸收部件中，中板30的两缘部在多边形状的第1长边20a的中间和多边形状的第2长边20b的中间与主体20重叠地焊接。
在能够采用这样的构成例的本实施方式的冲击吸收部件中，主体20的板厚为2.3mm以下，中板30的板厚比主体20的板厚厚。
使中板30的板厚比主体20的板厚厚，由此，可抑制在对冲击吸收部件施加了冲击载荷时的主体的面外变形，能够使连续的压曲变形发生，因此，即使减薄主体20的板厚，也能够增大吸收能量。
图3是表示使中板的板厚变化的情况下的主体的板厚与每单位质量的吸收能量的关系的图。在图3中的中板的板厚为2mm的情况下，依据后述的实施例的本发明例进行该试验。另外，在中板的板厚为1mm的情况下，依据后述的实施例的比较例1进行该试验。在没有中板的情况下，依据没有设置中板的后述的实施例的比较例2进行该试验。无论在哪种情况下，均使主体的板厚在0.8～2.0mm的范围内变化。图3所示的每单位质量的吸收能量(无单位)是每单位质量的吸收能量(kJ/kg)除以主体的板厚为0.8mm且没有设置中板的情况下的每单位质量的吸收能量(kJ/kg)而得到的。即，以主体的板厚为0.8mm且没有设置中板的情况下的每单位质量的吸收能量为基准，通过相对值来表示。
从图3可知，每单位质量的吸收能量根据中板的板厚而变化。具体而言，中板的板厚越厚，每单位质量的吸收能量越大。即，若使中板的板厚增加，则能够提高每单位质量的吸收能量。
然而，当中板的板厚增加时，冲击吸收部件的质量变大，因此，只要考虑质量的增加与吸收能量的提高的平衡来决定主体与中板的板厚即可。在考虑质量的增加与吸收能量的提高的平衡时，优选主体的板厚t1、中板的板厚t2满足下述(1)式。
1.3×t1≤t2…(1)
接着，对比以往的冲击吸收部件的变形行为，对本实施方式的冲击吸收部件的变形行为进行说明。
本实施方式的冲击吸收部件通过在轴向上折皱状地收缩的周期性的压曲变形来吸收冲击载荷。具体而言，若为图2所示的冲击吸收部件，则包括与中板接合的接合部(重叠焊接部)的主体的长边(面，标号：20a、20b)以在与该长边(面)垂直的方向(图2的X方向)上产生位移的方式变形，由此折皱状地变形。
图7是表示以往的冲击吸收部件的长边面的X方向上的位移的图，是表示后述的比较例1的试验结果的图。在比较例1中，主体的板厚设为0.8mm，中板的板厚设为1.0mm，主体的板厚与中板的板厚设为相同程度。在图7中同时示出了比较例2的试验结果。比较例2是没有设置中板的例。图7所示的X方向位移是长边面的位移，关于该长边面中的、中板的两侧(图2(a)的P1和P2)分别示出。
如图7所示，在以往的冲击吸收部件(比较例1)中，因位移而产生的波形(压曲的周期)在中板的两侧(P1、P2)为相同相位。在此，在以往的冲击吸收部件中，中板的板厚比主体的板厚薄或者为相同程度。因此，中板的刚性比主体的刚性低，其结果，因位移而产生的波形在中板的两侧为相同相位。
另外，中板随着主体的长边面变形。因此，在以往的冲击吸收部件中，波长与没有设置中板的情况(图7的比较例2)为相同程度。其结果，虽然通过设置中板从而吸收能量增加，但每单位质量的吸收能量几乎不变化。
此外，关于比较例1，主体的板厚为0.8mm，中板的板厚为1.0mm，严格而言，中板的板厚比主体的板厚稍厚。这样，中板的板厚与主体的板厚相同程度的情况下的变形行为虽然省略了试验结果，但是与以往的冲击吸收部件、即与中板的板厚比主体的板厚薄的情况和中板的板厚与主体的板厚相同的情况同样。
图8是表示本发明的冲击吸收部件的X方向上的位移的图，是表示后述的本发明例1的试验结果的图。在本发明例1中，主体的板厚设为0.8mm，中板的板厚设为2.0mm，中板的板厚设为比主体的板厚厚。在图8中同时示出了比较例2的试验结果。比较例2是没有设置中板的例。图8所示的X方向位移是主体的长边面的位移，关于该长边面中的、中板的两侧(图2(a)的P1和P2)分别示出。
如图8所示，在本实施方式的冲击吸收部件中，因位移而产生的波形的一部分在中板的两侧为相反相位。这是由于在本实施方式的冲击吸收部件中，中板的板厚比主体的板厚厚，因此中板的刚性高。
因此，虽然中板随着主体的长边面变形，但是其变形大幅降低。在该情况下，主体的长边面能够在中板的两侧分别独立地变形。其结果，主体的长边面的一部分在中板的两侧相位相反地变形。另外，与没有设置中板的情况(图8的比较例2)相比，因位移而产生的波形的振幅变小且波长变短。因此，本实施方式的冲击吸收部件不仅吸收能量增加，而且能够使每单位质量的吸收能量增加。
这样，本实施方式的冲击吸收部件也能够使每单位质量的吸收能量增加，因此，即使在减薄主体的板厚的情况下，也能够确保吸收能量。因此，能够确保吸收能量且进行轻量化。
若主体20的板厚t1和中板30的板厚t2满足所述(1)式，即，若板厚t2为(1.3×t1)以上，则能够确保中板相对于主体的刚性。因此，参照图8进行了说明的那样的变形行为发生，不仅吸收能量增加，而且也能够使每单位质量的吸收能量增加。从提高使该每单位质量的吸收能量增加的效果的观点来看，优选板厚t2为(1.4×t1)以上，更优选的是(1.5×t1)以上。
另一方面，基于加厚中板的板厚的效果具有如下倾向：当板厚t2超过(8×t1)时则效果饱和(达到极限)。因此，优选板厚t2为(8×t1)以下，更优选的是(5×t1)以下。
如使用图3进行的说明那样，主体的板厚越薄，则因中板的板厚增加而每单位质量的吸收能量提高的效果越大。从零部件的轻量化的观点来看，优选主体的板厚为2.3mm以下，更优选的是2.0mm以下，进一步优选的是1.6mm以下。
主体在与轴向垂直的截面中的形状为多边形状。例如可以像所述的构成例那样设为四边形。在设为四边形的情况下，可以设为矩形状、梯形状、平行四边形状。另外，也可以设为四边形以外的多边形状，例如也可以是六边形。
关于一对长边(20a、20b)的任意长边，优选长边的幅宽W1(mm)都满足下述(2)式(参照图2(b))。在本实施方式中，“长边的幅宽W1”指的是除去了棱线部的直线状的部分的长度。
W1/t1≤20…(2)
主体的一对长边均与中板接合。若这些长边的幅宽W1相对于主体的板厚t1的比例(W1/t1)均为20以上，则在主体的长边面变形时能够充分确保用于在中板的两侧分别独立地变形的幅宽。因此，本实施方式的、使每单位质量的吸收能量增加的效果稳定。从进一步使该效果稳定的观点来看，进一步优选W1/t1为25以上。
另一方面，当W1/t1超过200时，使每单位质量的吸收能量增加的效果饱和。因此，优选W1/t1为200以下。
关于主体与中板的接合，只要能够在碰撞时主体与中板不分离地一体变形即可，可以通过各种方法进行，例如可以采用重叠焊接。在该情况下，例如可以采用连续焊接或按预定间距的点焊。
主体例如可以由单一的金属板制作。在该情况下，将金属板弯折成截面为多边形状，如所述图2所示，只要将其两端与中板一起重叠焊接即可。
这样，在主体20由一块金属板构成且以重叠焊接的方式接合的情况下，关于一对长边(20a、20b)的任意长边，优选从中板30的幅宽方向的中央位置的中板30的板厚中心C到长边(20a、20b)的两端点为止的、沿着长边(20a、20b)的幅宽方向的距离d1a(mm)和d1b(mm)都满足下述(3)式。
0.5≤d1a/d1b≤2…(3)
参照中板的直线状部相对于主体的长边为非垂直的构成例和主体为梯形状的构成例，对d1a(mm)和d1b(mm)进行说明。
图4是表示主体由一块金属板构成的情况下的另外的构成例的剖视图，(a)是中板的直线状部相对于主体的长边为非垂直的构成例，(b)是主体为梯形状的构成例。在(a)所示的构成例中，主体20的截面形状为矩形状。另一方面，中板30的直线状部相对于主体的长边为非垂直。在(b)所示的构成例中，主体为梯形状，中板30的直线状部相对于主体的长边为非垂直。
如图2(b)、图4(a)以及图4(b)所示，距离d1a和距离d1b是从中板30的幅宽方向的中央位置的中板30的板厚中心C到长边(20a、20b)的两端点为止的距离。这样的距离d1a和距离d1b均为长边(20a、20b)的幅宽方向的距离。换言之，距离d1a和距离d1b是，从中板30的幅宽方向的中央位置的中板30的板厚中心C向长边(20a、20b)的板厚中心线作垂线，从该垂线与长边(20a、20b)的板厚中心线的交点到长边(20a、20b)的两端点为止的直线距离。
在本实施方式中，“中板的幅宽方向的中央位置”指的是中板中的直线状部的幅宽方向的中央位置。另外，在本实施方式中，“长边的端点”指的是除去了棱线部的直线状的部分的端点。
通过满足(3)式，从而与主体的长边相关的距离(d1a、d1b)均适宜，在主体的长边面变形时能够充分确保用于在中板的两侧分别独立地变形的幅宽。因此，本实施方式的、使每单位质量的吸收能量增加的效果稳定。
主体也可以通过将两块金属板重叠焊接而制作，在该情况下，两块金属板的板厚可以不同。
图5是示意性地表示主体由两块金属板构成的情况的构成例的剖视图。图5所示的主体20由第1金属板21和第2金属板22构成。第1金属板21成为多边形状的一部分，第2金属板22成为多边形状的剩余部分。换言之，主体20在各长边(20a、20b)的中间，即，在要焊接中板30的部位被分割为第1金属板21和第2金属板22这两个。因此，在重叠焊接的部位，主体的第1金属板21和第2金属板22，与中板30一起，在重叠的状态下被焊接。
这样，在主体由重叠焊接了的两块金属板构成并且两块金属板的板厚不同的情况下，为了得到所述的本实施方式的变形行为，两块金属板中任意一块金属板的板厚都需要满足(1)式。另外，相对于主体的两块金属板中任意一块金属板的板厚，优选中板的板厚t2都为(1.4×t1)以上，进一步优选的是(1.5×t1)以上。另一方面，相对于主体的两块金属板中任意一块金属板的板厚，优选中板的板厚t2都为(8×t1)以下，进一步优选的是(5×t1)以下。而且，优选主体的两块金属板中任意一块金属板的板厚都为2.3mm以下，进一步优选的是1.6mm以下。
在主体由重叠焊接了的两块金属板构成的情况下，优选一对长边(20a、20b)的任意长边的距离d3a(mm)和距离d3b(mm)都满足下述(4)式。在此，距离d3a是从中板30的幅宽方向的中央位置的中板30的板厚中心到第1金属板21的长边(20a、20b)的端点为止的距离。另外，距离d3b是从中板30的幅宽方向的中央位置的中板30的板厚中心到第2金属板22的长边(20a、20b)的端点为止的距离。这些距离d3a和距离d3b均为长边(20a、20b)的幅宽方向的距离(参照图5)。
0.5≤(d3a/t1a)/(d3b/t1b)≤2…(4)
通过满足(4)式，从而与主体的长边相关的距离(d3a、d3b)均适宜，在主体的长边面变形时能充分确保用于在中板的两侧分别独立地变形的幅宽。因此，本实施方式的、使每单位质量的吸收能量增加的效果稳定。
主体所使用的金属板没有特别地限定。当使用抗拉强度为780MPa以上的钢板作为主体时，在使用该主体作为汽车用的冲击吸收部件的情况下，从强度方面来看有利，当使用抗拉强度为980MPa以上的钢板时更有利。
中板所使用的金属板没有特别地限定。当使用杨氏模量为180GPa以上的金属板作为中板时，在抑制主体的面外变形的方面优选。
本实施方式的冲击吸收部件能够作为汽车、铁路、船舶等运输设备中的冲击吸收部件使用。更具体的是，只要在作为汽车的冲击吸收部件使用的情况下，就能够在碰撞吸能盒或骨架部件中使用。在骨架部件的情况下，能够在前纵梁、后纵梁、下纵梁或地板横梁中使用。
实施例
为了确认本实施方式的冲击吸收部件的效果，进行了冲击试验。
在本试验中，进行了模拟落锤式冲击试验的解析。具体而言，在将图2所示的形状的冲击吸收部件配置为使其轴向沿着铅直方向的状态下，通过使质量700kg的碰撞体从13.8m的高度落下，从而使该碰撞体与冲击吸收部件的一端碰撞。此时，算出碰撞体的轴向的载荷与轴向的位移，求得载荷与位移的关系。另外，对于冲击试验后的冲击吸收部件的长边面中的一方，求得与包括其焊接部的面垂直的方向(X方向)上的位移。X方向的位移在中板的两侧、具体而言在图2(a)的P1和P2位置求得。
冲击吸收部件10的轴向的长度设为300mm。主体20的截面形状为矩形状。一对长边(20a、20b)的任意长边的W1都设为128mm，d1a都设为56.6mm，d1b都设为83.4mm，相对的长边之间的距离都设为70mm。另外，将矩形状的长边与短边连接的棱线部均设为半径为6mm的圆弧。中板30中的与主体20的短边平行配置的部分以位于相对的短边的中央的方式设置。主体20和中板30均使用抗拉强度为980MPa级的钢板。
主体20与中板30的焊接部设定了模拟点焊的边界条件，更具体的是，模拟以45mm的间距进行直径为5mm的点焊的情况而设定边界条件。
在本发明例中，主体20的板厚设为0.8mm，中板30的板厚设为2mm。在比较例1中，主体20的板厚设为0.8mm，中板30的板厚设为1mm。在比较例2中，没有设置中板30，主体20的板厚设为0.8mm。
图6是表示实施例的载荷与位移(轴向位移)的关系的图。在图6中，由每单位质量的载荷(kN/kg)表示载荷(kN)。如图6所示，在变形初期位移小于10mm程度的情况下，本发明例和比较例中载荷为相同程度，在位移为10mm以上的情况下，本发明例的载荷大部分比比较例1和比较例2的载荷高。即，可知本实施方式的冲击吸收部件在能量吸收效率上优异。
图7是表示比较例1和比较例2中的冲击吸收部件的长边面的X方向上的位移的图。根据图7，在比较例1中，因位移而产生的波形在中板的两侧为相同相位。另外，在比较例1中，波长与没有设置中板的比较例2为相同程度。
图8是表示本发明例1和比较例2中的冲击吸收部件的长边面的X方向上的位移的图。根据图8，在本发明例中，因位移而产生的波形的一部分在中板的两侧为相反相位。另外，与没有设置中板的情况(图8的比较例2)相比，振幅变小且波长变短。
这样，本实施方式的冲击吸收部件在中板的两侧发生相位不同的压曲变形，该变形的振幅变小且波长变短。由此，能够确认本实施方式的冲击吸收部件的能量吸收效率优异。
产业上的可利用性
本发明的冲击吸收部件能确保吸收能量且轻量化。因此，若应用于汽车的碰撞吸能盒和/或骨架部件，则能够对燃料经济性的提高有很大贡献。
附图标记说明
1a、1b 碰撞吸能盒
2 前纵梁
3 后纵梁
4、4’ 地板横梁
5 保险杠加强件
6 中柱
7 下纵梁
10 冲击吸收部件
10a 焊接位置
20 主体
20a 第1长边
20b 第2长边
21 第1金属板
22 第2金属板
30 中板

Claims (8)

1.一种冲击吸收部件，将在轴向上负荷的冲击载荷吸收，其特征在于，
所述冲击吸收部件具备：
主体，其由金属板构成，在与所述轴向垂直的截面中的形状为多边形状；和
中板，其由金属板构成，在所述主体内的中空部沿着所述轴向设置，
所述主体的所述多边形状具有互相相对的一对长边，
所述中板与所述主体的所述多边形状的各长边接合，
所述中板的板厚比所述主体的板厚厚，
所述主体的板厚t1、所述中板的板厚t2满足下述(1)式：
1.3×t1≤t2…(1)，
所述板厚t1和所述板厚t2的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的冲击吸收部件，其特征在于，
所述主体的板厚为2.3mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的冲击吸收部件，其特征在于，
关于所述一对长边的任意长边，所述长边的幅宽W1都满足下述(2)式：
W1/t1≥20…(2)，
所述幅宽W1的单位为mm。
4.根据权利要求1或2所述的冲击吸收部件，其特征在于，
所述主体由一块金属板构成，
所述中板通过重叠焊接而接合于所述主体的所述多边形状的各长边，
关于所述一对长边的任意长边，从所述中板的幅宽方向的中央位置的所述中板的板厚中心到所述长边的两端点为止的、沿着所述长边的幅宽方向的距离d1a和d1b都满足下述(3)式：
0.5≤d1a/d1b≤2…(3)，
所述距离d1a和所述距离d1b的单位为mm。
5.根据权利要求1或2所述的冲击吸收部件，其特征在于，
所述主体由成为所述多边形状的一部分的第1金属板和成为所述多边形状的剩余部分的第2金属板构成，
所述第1金属板和所述第2金属板在所述多边形状的各长边与所述中板一起通过重叠焊接而接合，
关于所述一对长边的任意长边，从所述中板的幅宽方向的中央位置的所述中板的板厚中心到所述第1金属板的所述长边的端点为止的、沿着所述长边的幅宽方向的距离d3a和从所述中板的幅宽方向的中央位置的所述中板的板厚中心到所述第2金属板的所述长边的端点为止的、沿着所述长边的幅宽方向的距离d3b都满足下述(4)式：
0.5≤(d3a/t1a)/(d3b/t1b)≤2…(4)，
所述距离d3a和所述距离d3b的单位为mm，
t1a是第1金属板的板厚，t1b是第2金属板的板厚，t1a和t1b的单位为mm。
6.根据权利要求1或2所述的冲击吸收部件，其特征在于，
构成所述主体的金属板是抗拉强度为780MPa以上的钢板。
7.根据权利要求1或2所述的冲击吸收部件，其特征在于，
构成所述中板的金属板的杨氏模量为180GPa以上。
8.根据权利要求1或2所述的冲击吸收部件，其特征在于，
所述冲击吸收部件是汽车的碰撞吸能盒，或者是前纵梁、后纵梁、下纵梁或者地板横梁。
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