CN212766082U - 吸能盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吸能盒，包括吸能体，吸能体从外至内依次设置有外壳、多孔芯体及内部波纹管；多孔芯体的中部设置有让位通道，内部波纹管设置于所述让位通道内；多孔芯体由上盒体及下盒体构成；上盒体从上至下依次包括多层阶数依次增高的面层级蜂窝结构；位于所述上盒体最上方的面层级蜂窝结构具体为第一面层级蜂窝结构，第一面层级蜂窝结构的基本单元具体为第一六边形，位于第一面层级蜂窝结构的下方的面层级蜂窝结构具体为第二面层级蜂窝结构，第二面层级蜂窝结构的基本单元由第一六边形的角单元向内衍生六个第二六边形形成；下盒体内填充有面型晶格结构。应用本技术方案可实现吸能过程稳定，提高车身吸能能力的作用。

Description

吸能盒

技术领域

本实用新型涉及车辆安全领域，具体是指一种吸能盒。

背景技术

众所周知，客车的吸能盒是一种安装在横梁和车架纵梁的一种吸能装置，作为一种低速安全保护***而存在，其与乘员约束***相配合，构成降低乘员伤亡风险最重要的一道防线，具有十分重要的研究价值。当客车发生碰撞时，其能量主要由三方面承担，分别是车身结构，乘员约束***和人体，合理的提高车身吸能能力，不仅能减轻乘员约束***的负担，还能降低人员收受的伤害，在有限的生存空间里，提高了乘员生存的可能性。目前，应用在大多数客车车身上的吸能盒结构仍然是普通构型管件，包括薄壁方管、薄壁圆管等，防撞效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种吸能盒，实现吸能过程稳定，提高车身吸能能力的作用。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种吸能盒，包括吸能体，所述吸能体从外至内依次设置有外壳、多孔芯体及内部波纹管；所述多孔芯体的中部设置有让位通道，所述内部波纹管设置于所述让位通道内；所述多孔芯体由上盒体及下盒体构成；所述上盒体从上至下依次包括多层阶数依次增高的面层级蜂窝结构；位于所述上盒体最上方的面层级蜂窝结构具体为第一面层级蜂窝结构，所述第一面层级蜂窝结构的基本单元具体为第一六边形，位于所述第一面层级蜂窝结构的下方的面层级蜂窝结构具体为第二面层级蜂窝结构，所述第二面层级蜂窝结构的基本单元由第一六边形的角单元向内衍生六个第二六边形形成；所述下盒体内填充有面型晶格结构。

在一较佳的实施例中，所述面型晶格结构的基本单元由六个相互背向的半球体构成；所述半球体的半径为其平面至所述面型晶格结构的基本单元的中心的四分之三，在形成所述面型晶格结构的基本单元过程中去除各个半球体相交的部分。

在一较佳的实施例中，位于所述第二面层级蜂窝结构下方的面层级蜂窝结构具体为第三面层级蜂窝结构，所述第三面层级蜂窝结构的基本单元由所述第二六边形的角单元向内衍生六个第三六边形形成。

在一较佳的实施例中，所述下盒体的横截面从上至下依次增大。

在一较佳的实施例中，所述让位通道的横截面从上至下依次增大，所述内部波纹管的横截面也从上至下依次增大。

在一较佳的实施例中，所述内部波纹管的管壁从外至内依次是碳纤维铺层、铝合金制层以及玻璃纤维层。

在一较佳的实施例中，所述外壳具体为钛合金外壳；所述外壳的侧部均匀分布有六个侧面，每间隔一个侧面就设置有一个诱导长槽以及圆形缺陷孔。

在一较佳的实施例中，所述诱导长槽水平设置且设置于所述侧面的上方。

在一较佳的实施例中，所述圆形缺陷孔从上至下依次设置有多个。

在一较佳的实施例中，所述吸能体的上方和下方分别固定有上法兰盘及下法兰盘。

相较于现有技术，本实用新型的技术方案具备以下有益效果：

1.吸能水平高，吸能效果好。

本发明中下盒体填充面型的晶格结构相较于杆式的晶格结构具有更高的吸能水平。其在压缩碰撞过程中，通过较小塑性变形就能吸收相当可观的动能，很大程度的降低了乘员约束***和乘客身体所承受的负担，有效保证乘客安全。此外，相对于传统蜂窝，上盒体中所填充的新型蜂窝具有更高的吸能潜力，在单位质量中能耗散更多的能量。

2.逐级吸能，吸能稳定。

首先，上盒体填充的不同阶数的面层级蜂窝，上次至下，所衍生出的面内子结构依次增多，吸能效果也逐级递增。尤其是在高速碰撞发生时，可以在提高总吸能量的同时有效保障吸能的持续性和稳定性，对保证车内乘员安全十分有利。其次所述的面层级蜂窝结构，由于增加子结构对其基本单元的约束，能促进其折叠变形，使汽车碰撞前期具有较平稳的吸能水平，有利于乘员约束***的调控，同理由于吸能更加稳定，能有效将峰值力平摊到碰撞过程的各个时刻，较低相响应力曲线的第一个波峰。

3.有效降低峰值力，减少乘员所受的伤害

首先，所述的钛合金外壳的六个侧面每隔一个面就设有诱导槽和圆形缺陷孔，诱导槽控制变形模式，缺陷孔能降低峰值碰撞力。其次，芯体内镶嵌的锥形波纹管的波纹结构，所产生的峰值碰撞力要小于直筒圆管。最后由下盒体高水平的吸能效果，能够很大程度的分摊处在发动机处的最高峰值力。

4.承载能力强，多角度冲击适应性好

为了增强该吸能盒的承载能力，下盒体中的面型晶格结构，其基本单元之间采用面面接触，具有较高的结构稳定性，下盒体外壳采用上小下宽的台体结构，在一定程度上也增加了其承载稳定性，增强该吸能盒多角度冲击适应性。此外，内部波纹管采用纤维复合金属材料，能有效的发挥出不同材料的优势，增强结构的力学性能，内部波纹管的锥形结构，也进一步扩大了本发明所能承受冲击载荷的范围。

5.轻量化水平高。

首先，本专利采用的材料包括铝合金、钛合金、碳纤维、玻璃纤维，均具备质量轻强度高的特点。其次，吸能芯体的所填充的上下盒体均为轻量化水平高的多孔结构。最后芯体内部镶嵌锥形波纹管，进一步减少填充结构的体积。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例中吸能盒的整体结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例中吸能盒的整体结构***示意图；

图3为本实用新型优选实施例中吸能体的外壳的整体结构示意图；

图4为本实用新型优选实施例中吸能体的多孔芯体的整体结构示意图；

图5为本实用新型优选实施例中内部波纹管的整体结构示意图；

图6为本实用新型优选实施例中吸能体的多孔芯体的上盒体及下盒体的位置关系示意图；

图7为本实用新型优选实施例中吸能体的多孔芯体的上盒体的面层级蜂窝结构的位置关系及其基本单元示意图；

图8为本实用新型优选实施例中吸能体的上盒体的第一面层级蜂窝结构、第二面层级蜂窝结构及第三面层级蜂窝结构的基本单元示意图；

图9为本实用新型优选实施例中吸能体的多孔芯体的下盒体的结构及其基本单元示意图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

一种应用于客车的吸能盒，参考图1至2，包括吸能体102以及所述吸能体102的上方和下方分别固定的上法兰盘101及下法兰盘103。参考图3至5，所述吸能体102从外至内依次设置有外壳203、多孔芯体201及内部波纹管202；所述多孔芯体201的中部设置有让位通道2011，所述内部波纹管202设置于所述让位通道2011内；所述让位通道2011的横截面从上至下依次增大，所述内部波纹管202的横截面也从上至下依次增大。所述内部波纹管202的管壁从外至内依次是碳纤维铺层2021、铝合金制层2022以及玻璃纤维层2023。所述外壳203具体为钛合金外壳203；所述外壳203的侧部均匀分布有六个侧面，每间隔一个侧面就设置有一个诱导长槽2031以及圆形缺陷孔2032。所述诱导长槽2031水平设置且设置于所述侧面的上方。所述圆形缺陷孔2032从上至下依次设置有多个。首先，所述的钛合金外壳203的六个侧面每隔一个面就设有诱导长槽2031和圆形缺陷孔2032，诱导长槽2031控制变形模式，缺陷孔能降低峰值碰撞力。其次，芯体内镶嵌的锥形波纹管的波纹结构，所产生的峰值碰撞力要小于直筒圆管。最后由下盒体302高水平的吸能效果，能够很大程度的分摊处在发动机处的最高峰值力。

参考图6，所述多孔芯体201由上盒体301及下盒体302构成；参考图7 至8，所述上盒体301从上至下依次包括多层阶数依次增高的面层级蜂窝结构；位于所述上盒体301最上方的面层级蜂窝结构具体为第一面层级蜂窝结构401，所述第一面层级蜂窝结构401的第一基本单元501具体为第一六边形，位于所述第一面层级蜂窝结构401的下方的面层级蜂窝结构具体为第二面层级蜂窝结构402，所述第二面层级蜂窝结构402的第二基本单元502由第一六边形的角单元向内衍生六个第二六边形5021形成；位于所述第二面层级蜂窝结构402下方的面层级蜂窝结构具体为第三面层级蜂窝结构403，所述第三面层级蜂窝结构403的第三基本单元503由所述第二六边形的角单元向内衍生六个第三六边形5031形成。首先，上盒体301填充的不同阶数的面层级蜂窝，上次至下，所衍生出的面内子结构依次增多，吸能效果也逐级递增。尤其是在高速碰撞发生时，可以在提高总吸能量的同时有效保障吸能的持续性和稳定性，对保证车内乘员安全十分有利。其次所述的面层级蜂窝结构，由于增加子结构对其基本单元的约束，能促进其折叠变形，使汽车碰撞前期具有较平稳的吸能水平，有利于乘员约束***的调控，同理由于吸能更加稳定，能有效将峰值力平摊到碰撞过程的各个时刻，较低相响应力曲线的第一个波峰。

参考图9，所述下盒体302内填充有面型晶格结构601。所述面型晶格结构的第四基本单元602由六个相互背向的半球体603构成；所述半球体603的半径为其平面至所述面型晶格结构的第四基本单元602的中心的四分之三，在形成所述面型晶格结构的第四基本单元602过程中去除各个半球体603相交的部分，所述的面型晶格结构601由其第四基本单元602通过面面接触组合而成。所述下盒体302的横截面从上至下依次增大。本发明中下盒体302填充面型的晶格结构相较于杆式的晶格结构具有更高的吸能水平。其在压缩碰撞过程中，通过较小塑性变形就能吸收相当可观的动能，很大程度的降低了乘员约束***和乘客身体所承受的负担，有效保证乘客安全。此外，相对于传统蜂窝，上盒体301中所填充的新型蜂窝具有更高的吸能潜力，在单位质量中能耗散更多的能量。

为了增强该吸能盒的承载能力，下盒体302中的面型晶格结构601，其基本单元之间采用面面接触，具有较高的结构稳定性，下盒体302外壳203采用上小下宽的台体结构，在一定程度上也增加了其承载稳定性，增强该吸能盒多角度冲击适应性。此外，内部波纹管202采用纤维复合金属材料，能有效的发挥出不同材料的优势，增强结构的力学性能，内部波纹管202的锥形结构，也进一步扩大了本发明所能承受冲击载荷的范围。

本专利采用的材料包括铝合金、钛合金、碳纤维、玻璃纤维，均具备质量轻强度高的特点。其次，吸能芯体的所填充的上下盒体302均为轻量化水平高的多孔结构。最后芯体内部镶嵌锥形波纹管，进一步减少填充结构的体积。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种吸能盒，其特征在于包括吸能体，所述吸能体从外至内依次设置有外壳、多孔芯体及内部波纹管；所述多孔芯体的中部设置有让位通道，所述内部波纹管设置于所述让位通道内；所述多孔芯体由上盒体及下盒体构成；所述上盒体从上至下依次包括多层阶数依次增高的面层级蜂窝结构；位于所述上盒体最上方的面层级蜂窝结构具体为第一面层级蜂窝结构，所述第一面层级蜂窝结构的基本单元具体为第一六边形，位于所述第一面层级蜂窝结构的下方的面层级蜂窝结构具体为第二面层级蜂窝结构，所述第二面层级蜂窝结构的基本单元由第一六边形的角单元向内衍生六个第二六边形形成；所述下盒体内填充有面型晶格结构。

2.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述面型晶格结构的基本单元由六个相互背向的半球体构成；所述半球体的半径为其平面至所述面型晶格结构的基本单元的中心的四分之三，在形成所述面型晶格结构的基本单元过程中去除各个半球体相交的部分。

3.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，位于所述第二面层级蜂窝结构下方的面层级蜂窝结构具体为第三面层级蜂窝结构，所述第三面层级蜂窝结构的基本单元由所述第二六边形的角单元向内衍生六个第三六边形形成。

4.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述下盒体的横截面从上至下依次增大。

5.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述让位通道的横截面从上至下依次增大，所述内部波纹管的横截面也从上至下依次增大。

6.根据权利要求2所述的吸能盒，其特征在于，所述内部波纹管的管壁从外至内依次是碳纤维铺层、铝合金制层以及玻璃纤维层。

7.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述外壳具体为钛合金外壳；所述外壳的侧部均匀分布有六个侧面，每间隔一个侧面就设置有一个诱导长槽以及圆形缺陷孔。

8.根据权利要求7所述的吸能盒，其特征在于，所述诱导长槽水平设置且设置于所述侧面的上方。

9.根据权利要求8所述的吸能盒，其特征在于，所述圆形缺陷孔从上至下依次设置有多个。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的吸能盒，其特征在于，所述吸能体的上方和下方分别固定有上法兰盘及下法兰盘。

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