一种客车侧翻碰撞吸能结构制造技术

本发明专利技术属于客车侧翻碰撞安全技术领域，具体的说是一种侧翻碰撞中具有高效、合理吸能特性的客车侧翻碰撞吸能结构。该结构包括斜撑梁、弯梁、第一吸能盒、第二吸能盒、第三吸能盒和第四吸能盒，且各结构各部件之间通过焊接的方式连接,其中斜撑梁和弯梁采用“日”字型的空心钢管。其中，第一、二、三和四吸能盒均由矩形截面薄壁梯形钢管组成。为准确控制其吸能模式和轴向压溃时最大承载能力，在管壁上设有梯形诱导槽且诱导槽仅设置在吸能盒关于中轴线对称的两个较宽平面内，另两个平面不设置诱导槽。本发明专利技术是一种专门用于客车侧翻过程中碰撞能量吸收的有高效吸能结构，以最大程度减少碰撞能量传入乘员生存空间，保护乘员安全。

【技术实现步骤摘要】
一种客车侧翻碰撞吸能结构
本专利技术属于客车侧翻碰撞安全
，具体的说是一种侧翻碰撞中具有高效、合理吸能特性的客车侧翻碰撞吸能结构。
技术介绍
随着高速公路的建设和道路运输业的飞速发展，道路交通事故已经成为引起重大人员伤亡、造成严重经济损失和产生强烈社会反响的主要原因。其中客车侧翻碰撞事故是公认的造成重大人员伤亡和经济损失的罪魁祸首。现有客车骨架由6大片结构组成(左、右侧围结构，前、后围结构，顶盖结构和底架结构)，六部分之间通过焊接的方式连接，其中左、右侧围骨架和顶盖骨架的连接处是客车发生侧翻碰撞时最先与地面接触的位置。客车在侧翻碰撞过程中车身结构的受力近似为横向水平冲击载荷，在其作用下产生的力矩主要由车身结构中的封闭环结构中形成力偶矩来承担，所产生的横向位移主要由封闭环结构的弯曲变形及组成封闭环结构的梁和柱的轴向变形引起的横向位移组成。所以当客车发生侧翻碰撞时，能量主要通过封闭环结构中侧围立柱与顶盖横梁的弯曲变形来吸收能量，由于这种吸能方式效率较低，经常导致侧围骨架变形过大而侵入生存空间，严重威胁乘员安全。客车上部结构强度要求(GB/T17578)中规定，当客车在800mm高的实验台上侧翻，客车结构不得侵入生存空间(图4)。为满足该要求，客车企业通过加强侧围结构的强度防止侧翻碰撞过程中乘员生存空间被侵入，然后由于结构强度匹配不合理，导致侧翻碰撞过程中的能量未被吸能盒及时、有效吸收而传入乘员生存空间引发造成乘员损伤。因此，现有客车结构主要存在以下缺点：(1)现有客车结构在侧翻碰撞过程中，主要通过构成封闭环结构的侧围立柱和顶盖横梁的弯曲变形吸收能量，这种低效的吸能方式导致侧围立柱变形过大而侵入生存空间，严重威胁乘客安全。(2)为满足法规所规定的客车上部结构强度的要求，现有客车通过大幅度增强封闭环结构的强度来保证乘员生存空间不被侵入，但由于结构强度匹配不合理导致碰撞过程中加速度过大而对乘员造成更大损伤。此外，由于结构强度的增加会导致整车质量、重心高度和制造成本增加。中国专利授权公告号为：CN105383569A，授权公告日为：2016年3月9日的专利技术专利公开一种双梯度强度客车立柱结构，该结构由纵向梯度强度立柱和横向填充梯度密度泡沫材料组成，能保证客车在侧翻过程中，客车闭环结构关键部件的碰撞力和对应位置的强度相匹配，使客车侧围各部件受力更加均匀，避免了客车侧围发生过大的塑性变形而侵入生存空间，但碰撞能量主要通过封闭环结构的弯曲变形吸收，并没有改善结构的吸能效率和降低碰撞时的峰值加速度；(3)现有客车结构在侧翻碰撞过程中能量传递路径不合理、能量吸能效率低。侧翻碰撞过程中碰撞能量主要通过封闭环结构中的顶盖横梁传递到侧围立柱，通过弯曲变形吸收能量，导致侧围立柱变形过大而侵入生存空间。为解决该问题，部分客车骨架结构加装了封闭环加强结构，如中国专利授权公告号为：CN202806893U，授权公告日为：2013年03月20日的技术专利公开一种旅游客车封闭环加强结构，以增加侧翻过程中封闭环结构的刚度，减小侧翻过程中客车结构的变形量，但是这些方法仍是通过增加强度的方法减小变形量，并没有从根本上减小传入生存空间的能量，而且增加了整车质量。(4)现有客车结构并没有设计专用的侧翻碰撞吸能结构，导致碰撞能量直接传递到客车结构中，使得客车结构产生大变形或者大碰撞加速度，进而对车内乘员产生损伤。为解决该问题，有些专利提出了在客车侧窗立柱上增加吸能结构的方法，如中国专利授权公告号为：CN105172899A，授权公告日为：2015年12月23日的专利技术专利公开一种客车吸能窗立柱总成，该结构可以吸收一定的能量，使窗立柱的变形量减小，但是由于这种吸能方式效率低、吸能少，未能有效抑制能量传入生存空间。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于客车侧翻碰撞的吸能结构，该结构位于左、右侧围与顶盖结构的连接区域中，具体位于该区域的封闭环结构中，该吸能结构通过高效的轴向塑性变形吸能碰撞能量，而非低效的横向变形方式，使得在客车发生侧翻碰撞时，位于客车侧围第一立柱、侧围第二立柱上端与顶盖横梁之间的吸能区首先与地面接触并吸收碰撞产生的大部分能量，最大程度上降低碰撞加速度和减小侧围立柱的弯曲变形量，保证碰撞过程中乘员损伤最低，克服了现有客车车身结构的不足。本专利技术技术方案结合附图说明如下：一种客车侧翻碰撞吸能结构，该结构为位于客车侧围结构和顶盖结构之间的过渡区域Ⅱ，所述的过渡区域Ⅱ分成了6个封闭环结构Ⅰ，6个所述的封闭环结构Ⅰ将行李架分为5个区域；所述的封闭环结构Ⅰ包括均由矩形截面薄壁钢管构成的顶盖横梁01、侧围第一立柱02、侧围第二立柱03、侧翻碰撞吸能结构04、底架第一横梁05、底架第二横梁06、底架第一立柱07、底架第二立柱08、底架第一斜撑09、底架第二斜撑10、底架第三斜撑11和底架第四斜撑12；其中两个所述的侧翻碰撞吸能结构04与顶盖横梁01的两端焊接；所述的侧围第一立柱02和侧围第二立柱03平行布置，且在侧围第二立柱03和侧围第一立柱02的七分之一处即f点、q点和七分之三处即d点、e点分别通过底架第一横梁05和底架第二横梁06以焊接的方式垂直连接；所述的侧围第一立柱02和侧围第二立柱03的上端通过焊接的方式与侧翻碰撞吸能结构04连接；所述的底架第一横梁05和底架第二横梁06平行布置且在其三等分点即c、b点和h、g点通过相互平行的底架第一立柱07和底架第二立柱08垂直焊接；所述的底架第一斜撑09的两端分别与侧围第三立柱03的七分之一点即f点和底架第二横梁06的三分之一点即g点焊接；所述的底架第二斜撑10的两端分别与侧围第一立柱02的七分之三点即d点和底架第一横梁05的三等分点即c点焊接；所述的底架第三斜撑包括两根交叉布置的斜撑梁，两根所述的斜撑梁的两端分别与底架第一横梁05的三等分点即c点、h点和底架第二横梁06的三等分点即b点、g点焊接。所述的底架第一斜撑09、侧围第二立柱03和底架第二横梁06通过焊接的方式连接并构成直角三角形，其中底架第二横梁06和底架第一斜撑09的夹角为41°；所述的底架第二斜撑10、底架第一立柱07和底架第二横梁06通过焊接的方式连接并构成直角三角形，其中底架第一立柱07和底架第二斜撑10的夹角为41°；所述的底架第三斜撑11和底架第四斜撑12对称交叉布置，并与底架第一立柱07和底架第二立柱08构成两个等边三角形。所述的顶盖横梁01、侧围第一立柱02、侧围第二立柱03、底架第一横梁05、底架第二横梁06、底架第一立柱07、底架第二立柱08、底架第一斜撑09、底架第二斜撑10、底架第三斜撑11和底架第四斜撑12均采用截面尺寸为高40～50mm、宽40～50mm、厚1.5～2mm的方形钢管。所述的侧翻碰撞吸能结构04包括斜撑梁041、弯梁042、第一吸能盒043、第二吸能盒044、第三吸能盒045和第四吸能盒046；所述的斜撑梁041的两端与弯梁042的两端焊接；所述的第一吸能盒043、第二吸能盒044、第三吸能盒045和第四吸能盒046的两端分别与斜撑梁041的两端与弯梁042焊接；所述的斜撑梁041采用截面尺寸为高80～100mm、宽40～50mm、厚1.5～2mm的“日”字型截面的空心钢管；所述的弯梁042采用截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种客车侧翻碰撞吸能结构，其特征在于，该结构为位于客车侧围结构和顶盖结构之间的过渡区域Ⅱ，所述的过渡区域Ⅱ分成了6个封闭环结构Ⅰ，6个所述的封闭环结构Ⅰ将行李架分为5个区域；所述的封闭环结构Ⅰ包括均由矩形截面薄壁钢管构成的顶盖横梁(01)、侧围第一立柱(02)、侧围第二立柱(03)、侧翻碰撞吸能结构(04)、底架第一横梁(05)、底架第二横梁(06)、底架第一立柱(07)、底架第二立柱(08)、底架第一斜撑(09)、底架第二斜撑(10)、底架第三斜撑(11)和底架第四斜撑(12)；其中两个所述的侧翻碰撞吸能结构(04)与顶盖横梁(01)的两端焊接；所述的侧围第一立柱(02)和侧围第二立柱(03)平行布置，且在侧围第二立柱(03)和侧围第一立柱(02)的七分之一处即f点、q点和七分之三处即d点、e点分别通过底架第一横梁(05)和底架第二横梁(06)以焊接的方式垂直连接；所述的侧围第一立柱(02)和侧围第二立柱(03)的上端通过焊接的方式与侧翻碰撞吸能结构(04)连接；所述的底架第一横梁(05)和底架第二横梁(06)平行布置且在其三等分点即c点、b点和g点、h点通过相互平行的底架第一立柱(07)和底架第二立柱(08)垂直焊接；所述的底架第一斜撑(09)的两端分别与侧围第三立柱(03)的七分之一点即f点和底架第二横梁(06)的三分之一点即g点焊接；所述的底架第二斜撑(10)的两端分别与侧围第一立柱(02)的七分之三点即d点和底架第一横梁(05)的三等分点即c点焊接；所述的底架第三斜撑包括两根交叉布置的斜撑梁，两根所述的斜撑梁的两端分别与底架第一横梁(05)的三等分点即c点、h点和底架第二横梁(06)的三等分点即b点、g点焊接。...

【技术特征摘要】
1.一种客车侧翻碰撞吸能结构，其特征在于，该结构为位于客车侧围结构和顶盖结构之间的过渡区域Ⅱ，所述的过渡区域Ⅱ分成了6个封闭环结构Ⅰ，6个所述的封闭环结构Ⅰ将行李架分为5个区域；所述的封闭环结构Ⅰ包括均由矩形截面薄壁钢管构成的顶盖横梁(01)、侧围第一立柱(02)、侧围第二立柱(03)、侧翻碰撞吸能结构(04)、底架第一横梁(05)、底架第二横梁(06)、底架第一立柱(07)、底架第二立柱(08)、底架第一斜撑(09)、底架第二斜撑(10)、底架第三斜撑(11)和底架第四斜撑(12)；其中两个所述的侧翻碰撞吸能结构(04)与顶盖横梁(01)的两端焊接；所述的侧围第一立柱(02)和侧围第二立柱(03)平行布置，且在侧围第二立柱(03)和侧围第一立柱(02)的七分之一处即f点、q点和七分之三处即d点、e点分别通过底架第一横梁(05)和底架第二横梁(06)以焊接的方式垂直连接；所述的侧围第一立柱(02)和侧围第二立柱(03)的上端通过焊接的方式与侧翻碰撞吸能结构(04)连接；所述的底架第一横梁(05)和底架第二横梁(06)平行布置且在其三等分点即c点、b点和g点、h点通过相互平行的底架第一立柱(07)和底架第二立柱(08)垂直焊接；所述的底架第一斜撑(09)的两端分别与侧围第三立柱(03)的七分之一点即f点和底架第二横梁(06)的三分之一点即g点焊接；所述的底架第二斜撑(10)的两端分别与侧围第一立柱(02)的七分之三点即d点和底架第一横梁(05)的三等分点即c点焊接；所述的底架第三斜撑包括两根交叉布置的斜撑梁，两根所述的斜撑梁的两端分别与底架第一横梁(05)的三等分点即c点、h点和底架第二横梁(06)的三等分点即b点、g点焊接。2.根据权利要求1所述的一种客车侧翻碰撞吸能结构，其特征在于，所述的底架第一斜撑(09)、侧围第二立柱(03)和底架第二横梁(06)通过焊接的方式连接并构成直角三角形，其中底架第二横梁(06)和底架第一斜撑(09)的夹角为41°；所述的底架第二斜撑(10)、底架第一立柱(07)和底架第二横梁(06)通过焊接的方式连接并构成直角三角形，其中底架第一立柱(07)和底架第二斜撑(10)的夹角为41°；所述的底架第三斜撑(11)和底架第四斜撑(12)对称交叉布置，并与底架第一立柱(07)和底架第二立柱(08)构成两个等边三角形。3.根据权利要求1所述的一种客车侧翻碰撞吸能结构，其特征在于，所述的顶盖横梁(01)、侧围第一立柱(02)、侧围第二立柱(03)、底架第一横梁(05)、底架第二横梁(06)、底架第一立柱(07)、底架第二立柱(08)、底架第一斜撑(09)、底架第二斜撑(10)、底架...

【专利技术属性】
技术研发人员：任春，高振刚，刘姁升，陆鹏，李浩宇，
申请(专利权)人：鄂尔多斯应用技术学院，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15