车辆及其保险杆制造技术

本发明专利技术公开了一种保险杆，包括横梁和固定设于横梁外侧的吸能盒，横梁的外壳之内设有密封腔，密封腔与吸能盒内均设有多孔内芯，多孔内芯中设有剪切增稠液。该保险杆中，多孔内芯可以将冲击力传导到其他部分，可以衰减应力波和耗散冲击能量，从而克服传统保险杆吸能缓冲性能差的缺点，可以显著提高保险杆吸能缓冲性能。同时，在多孔内芯中充入剪切增稠液，通过剪切增稠液来吸收大量碰撞能，消除应力波，能够大幅减少碰撞中对车辆损坏，从而提高对乘员的保护作用，降低了车辆维修成本，且能够降低对行人的反弹作用，有效降低对行人的二次伤害。本发明专利技术还公开了一种包括上述保险杆的车辆，其保险杆的吸能缓冲性能较高。

Vehicles and their bumpers

The invention discloses a bumper, which comprises a cross beam and an energy absorbing box fixed on the outer side of the cross beam. The outer shell of the cross beam is provided with a sealing cavity, the sealing cavity and the energy absorbing box are provided with a porous inner core, and the porous inner core is provided with a shear thickening liquid. In the bumper, the porous inner core can transmit the impact force to other parts, attenuate the stress wave and dissipate the impact energy, so as to overcome the disadvantage of poor energy absorption and cushioning performance of the traditional bumper, and significantly improve the energy absorption and cushioning performance of the bumper. At the same time, filling shear thickening fluid in porous inner core can absorb a large amount of collision energy and eliminate stress wave, which can greatly reduce the damage to vehicles in collision, thus improving the protection of passengers, reducing vehicle maintenance costs, and reducing the rebound effect on pedestrians, effectively reducing the impact on pedestrians. Two injuries. The invention also discloses a vehicle comprising the aforementioned bumpers, which have high energy absorption and cushioning performance.

【技术实现步骤摘要】
车辆及其保险杆
本专利技术涉及车辆工程
，特别涉及一种保险杆。此外，本专利技术还涉及一种包括上述保险杆的车辆。
技术介绍
随着我国汽车保有量的不断增加，汽车碰撞事故随之增多，而大多数碰撞事故都涉及保险杆。现有技术中，汽车保险杆通常为一块钢板或铝板冲压成的U型槽结构，吸能缓冲性能差，对行人伤害大，且易造成行人反弹倒地等二次伤害。因此，如何提高保险杆的吸能缓冲性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种保险杆，吸能缓冲性能较高。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述保险杆的车辆，其保险杆的吸能缓冲性能较高。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种保险杆，包括横梁和固定设于所述横梁外侧的吸能盒，所述横梁的外壳之内设有密封腔，所述密封腔与所述吸能盒内均设有多孔内芯，所述多孔内芯中设有剪切增稠液。优选地，所述横梁的外壳包括弧形的外板和与所述外板正对的第一内板，所述外板的两端与所述第一内板的两端对应连接，所述外板的中部朝向远离所述第一内板的方向凸出，所述吸能盒固定设于所述第一内板上。优选地，所述外板的曲面方程为：y＝-0.0598x2+1.667x-31.698其中，x表示所述外板曲线的横坐标，以车体横向为x方向，以车头纵向为y正向。优选地，所述横梁一体化成型，所述吸能盒一体化成型。优选地，所述吸能盒为具有空腔的方管，且两个所述吸能盒沿所述第一内板的延伸方向依次设置，所述空腔中设有所述剪切增稠液。优选地，所述横梁的外壳由靠近所述密封腔的碳纤维层和设于所述碳纤维层外的芳纶纤维层构成；所述吸能盒采用碳纤维材料制成。优选地，所述多孔内芯的致密度由外至内逐渐减小。优选地，所述横梁上还设有安全气囊。优选地，所述多孔内芯包括多孔内芯基体和编织于所述多孔内芯基体的表面的若干种纤维丝。一种车辆，包括保险杆，所述保险杆为如上述任意一项所述的保险杆。本专利技术提供的保险杆包括横梁和固定设于横梁外侧的吸能盒，横梁的外壳之内设有密封腔，密封腔与吸能盒内均设有多孔内芯，多孔内芯中设有剪切增稠液。该保险杆利用啄木鸟头骨多孔结构对保险杆中的横梁与吸能盒内部结构进行仿真设计，多孔内芯可以将冲击力传导到其他部分，可以衰减应力波和耗散冲击能量，从而克服传统保险杆吸能缓冲性能差的缺点，可以显著提高保险杆吸能缓冲性能。同时，剪切增稠也对啄木鸟舌骨的黏弹性缓冲器进行仿真设计，在多孔内芯中充入剪切增稠液，通过剪切增稠液来吸收大量碰撞能，消除应力波，能够大幅减少碰撞中对车辆损坏，从而提高对乘员的保护作用，降低了车辆维修成本。另外，与行人发生碰撞的事故时，此保险杆由于可以吸收大量的碰撞能，可以降低对行人的反弹作用，有效降低对行人的二次伤害。本专利技术提供的包括上述保险杆的车辆，其保险杆的吸能缓冲性能较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供保险杆的结构图；图2为本专利技术所提供保险杆的俯视图；图3为本专利技术所提供保险杆的内部结构图；图4为本专利技术所提供保险杆的制作流程框图。图1至图3中：1-横梁，11-第一内板，12-第二内板，13-第三内板，14-外板，2-吸能盒，3-多孔内芯，4-剪切增稠液。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种保险杆，吸能缓冲性能较高。本专利技术的另一核心是提供一种包括上述保险杆的车辆，其保险杆的吸能缓冲性能较高。本专利技术所提供保险杆的一种具体实施例中，请参考图1至图3，包括横梁1和固定设置在该横梁1外侧的吸能盒2。其中，横梁1外壳之内设有密封腔，该密封腔与吸能盒2内均设有多孔内芯3，多孔内芯3中设有剪切增稠液4。可选地，该保险杆可以应用于汽车。需要说明的是，剪切增稠液4(ShearThickeningFluid,简称STF)是一种新型功能材料，其在正常状态下是略微黏稠的液体，而当受冲击作用时表观粘度会急急剧增加，呈现出固体的抗冲击性能，当冲击力消失之后又迅速回复到原来的柔性状态。由此可见，这种剪切增稠效应是一种非牛顿流体行为并且此过程具有可逆性，此过程可以吸收大量的能量。同时，对于剪切增稠液4的种类可以根据不同车型的需求和不同的多孔材料进行选择，是剪切增稠液4既要满足吸能的要求，又能满足不同工艺。需要说明的是，多孔内芯3中的孔可以为圆孔、方孔、多边形孔或者其他形状。在多孔内芯3中，孔可以是规则分布的，也可以是孔不规则分布的。同时，孔的大小也是不限制的，具体可以根据不同车型的要求进行确定。另外，多孔内芯3的制作可以采用传统工艺制作，比如采用各种毡蓬松后模拟多孔材料，也可以采用增材制造等先进工艺制作，通过按需自由设计多孔材料以达到最优的吸能。需要说明的是，密封腔的大小可以根据仿真优化结果、不同车型需要及不同工艺进行确定，不作具体限定。本实施例中的保险杆利用啄木鸟头骨多孔结构对保险杆中的横梁1与吸能盒2内部结构进行仿真设计，多孔内芯3可以将冲击力传导到其他部分，可以衰减应力波和耗散冲击能量，从而克服传统保险杆吸能缓冲性能差的缺点，可以显著提高保险杆吸能缓冲性能。同时，剪切增稠也对啄木鸟舌骨的黏弹性缓冲器进行仿真设计，在多孔内芯3中充入剪切增稠液4，通过剪切增稠液4来吸收大量碰撞能，消除应力波，能够大幅减少碰撞中对车辆损坏，从而提高对乘员的保护作用，降低了车辆维修成本。另外，与行人发生碰撞的事故时，此保险杆由于可以吸收大量的碰撞能，可以降低对行人的反弹作用，有效降低对行人的二次伤害。在上述实施例的基础上，请参考图2，横梁1的外壳可以包括弧形的外板14和与外板14正对的第一内板11，外板14的两端与第一内板11的两端对应连接，外板14的中部朝向远离第一内板11的方向凸出，吸能盒2固定设于第一内板11上。需要说明的是，根据不同车型的需要及国家法规、标准的要求，横梁1具体的外轮廓曲线进行相应伸缩，也可以对吸能盒2的安装位置进行调整。本实施例中，保险杆利用啄木鸟头骨外形进行仿真设计，弧形的外板14的中间凸起部分能够有效减弱冲击力，使该保险杆从外形、结构及多孔结构中的填充物剪切增稠液4都可以起吸能缓冲作用。更具体地，横梁1的外壳可以由外板14、第二内板12、第一内板11和第三内板13依次首尾连接围成，第二内板12和第三内板13相对设置，该外壳为四面体结构，密封腔由外板14、第二内板12、第一内板11与第三内板13连接后形成。另外，外板14、第二内板12、第一内板11与第三内板13可以均为厚度均匀的板，从而使密封腔的形状与横梁1的外形相适应，相应地，多孔内芯3填充于密封腔的整个空间，可以适应横梁1的外形来提高保险杆的缓冲能力。优选地，根据对啄木鸟头部外形轮廓的所特有的弧度曲线参数的提取，外板14的曲面方程可以为：y＝-0.059本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保险杆，其特征在于，包括横梁(1)和固定设于所述横梁(1)外侧的吸能盒(2)，所述横梁(1)的外壳之内设有密封腔，所述密封腔与所述吸能盒(2)内均设有多孔内芯(3)，所述多孔内芯(3)中设有剪切增稠液(4)。

【技术特征摘要】
1.一种保险杆，其特征在于，包括横梁(1)和固定设于所述横梁(1)外侧的吸能盒(2)，所述横梁(1)的外壳之内设有密封腔，所述密封腔与所述吸能盒(2)内均设有多孔内芯(3)，所述多孔内芯(3)中设有剪切增稠液(4)。2.根据权利要求1所述的保险杆，其特征在于，所述横梁(1)的外壳包括弧形的外板(14)和与所述外板(14)正对的第一内板(11)，所述外板(14)的两端与所述第一内板(11)的两端对应连接，所述外板(14)的中部朝向远离所述第一内板(11)的方向凸出，所述吸能盒(2)固定设于所述第一内板(11)上。3.根据权利要求2所述的保险杆，其特征在于，所述外板(14)的曲面方程为：y＝-0.0598x2+1.667x-31.698其中，x表示所述外板(14)曲线的横坐标，以车体横向为x方向，以车头纵向为y正向。4.根据权利要求2所述的保险杆，其特征在于，所述横梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲永锋，马芳武，庄健，梁鸿宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22