一种车前缓冲结构及具有该结构的车体制造技术

本发明专利技术涉及方程式汽车设备技术领域，尤其涉及一种车前缓冲结构及具有该结构的车体。本发明专利技术的车前缓冲结构中，固定板和抗冲击前端板之间连接有抗冲击侧壁，抗冲击侧壁内设有中空的封闭空间；抗冲击侧壁用于在抗冲击前端板承受碰撞冲击时通过断裂压溃吸收冲击能量，从而在保证车前缓冲结构的吸能特性优秀的前提下，有效减小车前缓冲结构的体积和重量，实现结构轻量化，并有利于对赛车进行空气动力学优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种车前缓冲结构及具有该结构的车体
本专利技术涉及方程式汽车设备
，尤其涉及一种车前缓冲结构及具有该结构的车体。
技术介绍
国大学生方程式汽车大赛(简称“中国FSC”)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。为了保证赛车的安全性能，大赛规则对赛车的车前缓冲结构做出规定，要求当前端缓冲安装在总重量为300kg的赛车上，并以7.0m/s的初速度与刚性障碍物发生碰撞时，整车的平均减速度不超过20g，最大减速度不超过40g，总吸收能量必须达到或超过7350J，峰值力不超过12kN。目前现有的赛车使用的标准缓冲结构如图1所示的BSCI标准缓冲结构(BSCI为美国一家专门生产赛场缓冲材料的厂商)，该标准缓冲结构通过固定板1固定在赛车前端，在固定板1上向前伸出有梯形结构。但是由于赛车在比赛时根据比赛环境需要满足非常高的轻量化要求，并为了保证车体行使稳定，车体需要满足诸如具有较高抓地性等空气动力学需求，而上述的标准缓冲结构虽然具备一定的缓冲效果，但因其设计冗余量过大导致该缓冲结构具有较大的体积和重量，无法满足日益增长的空气动力学需求和结构轻量化要求。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供了一种车前缓冲结构，该结构的吸能特性优秀，而且大大降低了结构所需体积和重量，满足日益增长的空气动力学需求和结构轻量化要求。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种车前缓冲结构，包括固定板和抗冲击前端板，所述固定板和抗冲击前端板之间连接有抗冲击侧壁，所述抗冲击侧壁内设有中空的封闭空间；所述抗冲击侧壁用于在所述抗冲击前端板承受碰撞冲击时，通过断裂压溃吸收冲击能量。进一步的，所述抗冲击侧壁包括由内至外设置的内壁、过渡壁和加固壁，所述内壁的两端分别连接在所述固定板与抗冲击前端板之间，所述过渡壁和加固壁的尾端分别固定在固定板上，所述过渡壁和加固壁的前端由内至外成阶梯状设置在所述内壁层外。进一步的，所述内壁、过渡壁和加固壁分别包括一层或多层辅层，相邻各层所述辅层之间紧密贴合。进一步的，所述铺层的层数由前向后沿轴向分段增大。进一步的，所述抗冲击侧壁的外部分别设有多个凸起部和内凹部，各个所述凸起部和内凹部间隔设置。进一步的，每个所述凸起部和内凹部均为弧面，相邻的各个所述凸起部和内凹部之间通过弧面平滑连接。进一步的，所述抗冲击侧壁的各个横截面的形状相同。进一步的，所述抗冲击侧壁的材质为碳纤维增强树脂。进一步的，所述碳纤维增强树脂由碳纤维与树脂混合而成。本专利技术还提供了一种车体，包括如上所述的车前缓冲结构。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术的车前缓冲结构中，固定板和抗冲击前端板之间连接有抗冲击侧壁，抗冲击侧壁内设有中空的封闭空间；抗冲击侧壁用于在抗冲击前端板承受碰撞冲击时通过持续断裂压溃的过程吸收冲击能量，从而在保证车前缓冲结构的吸能特性优秀的前提下，有效减小车前缓冲结构的体积和重量，实现结构轻量化；2、本专利技术的车前缓冲结构中，抗冲击侧壁通过间隔设置的多个凸起部和内凹部连续合围成波浪形，从而利用该侧壁的形状特征有效提高车前缓冲结构在受到碰撞冲击时的压溃稳定性，避免侧壁在压溃时发生过弯折而影响侧壁的粉碎断裂，从而进一步提高车前缓冲结构的吸能效果。3、本专利技术的车前缓冲结构中，抗冲击侧壁设置有由内至外成阶梯状分布的内壁、过渡壁和加固壁，从而诱导车前缓冲结构的基体和抗冲击侧壁发生持续的粉碎断裂，进而提高车前缓冲结构的吸能效果；4、本专利技术的车前缓冲结构采用T700碳纤维增强树脂制成，该材料具有优秀的断裂吸能特性，以使该车前缓冲结构能够在碰撞过程中通过材料纤维和基体的断裂吸收能量，即通过碳纤维增强树脂的整体粉碎消耗的断裂能吸收冲击能量；5、本专利技术的车前缓冲结构安装在车体上时，除了能够满足车体在碰撞时具有优秀的吸能特性和结构轻量化要求外，还能满足车体在一般行进时的空气动力学需求，保证车体在比赛时不会对车速造成不良影响。附图说明图1为现有技术中所述的标准缓冲结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例的车前缓冲结构的结构示意图；图3为本专利技术实施例的抗冲击侧壁的纵向剖视图；图4为本专利技术实施例的试验例与对比例的试验力-位移曲线对比图；图中：1、固定板；2’、碰撞缓冲接触部；3’、安装管；2、抗冲击前端板；3、凸起部；4、内凹部；5、内壁；6、过渡壁；7、加固壁。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图2所示，本实施例提供的车前缓冲结构中，固定板1和抗冲击前端板2之间连接有抗冲击侧壁，抗冲击侧壁内设有中空的封闭空间；抗冲击侧壁用于在抗冲击前端板2承受碰撞冲击时通过持续断裂压溃的过程吸收冲击能量，从而在保证车前缓冲结构的吸能特性优秀的前提下，有效减小车前缓冲结构的体积和重量，实现结构轻量化。本实施例中，上述的抗冲击侧壁的材质优选为碳纤维增强树脂。该碳纤维增强树脂优选采用T700碳纤维增强树脂制成，T700碳纤维增强树脂由碳纤维与树脂混合而成。该材料具有优秀的断裂吸能特性，以使该车前缓冲结构能够在碰撞过程中通过材料纤维和基体的断裂吸收能量，即通过碳纤维增强树脂的整体粉碎消耗的断裂能吸收冲击能量。为了诱导结构体在冲击压溃过程中发生稳定持续的纤维及基体断裂(材料失效)，需要充分考虑车前缓冲结构外形的压稳性。本实施例抗冲击侧壁的外部分别设有多个凸起部3和内凹部4，各个凸起部3和内凹部4间隔设置，从而利用多个凸起部3和多个内凹部4连续合围成具有中空的波浪围板，以诱导车前缓冲结构的基体和抗冲击侧壁发生持续的粉碎断裂，进而提高车前缓冲结构的吸能效果。为了进一步提高诱发侧壁的持续断裂的几率，有效降低侧壁上的应力集中情况，优选每个凸起部3和内凹部4均为弧面，优选相邻的各个凸起部3和内凹部4之间通过弧面平滑连接，以使侧壁整体构成波浪形围板，该侧壁的形状特征能有效提高车前缓冲结构在受到碰撞冲击时的压溃稳定性，避免侧壁在压溃时发生过弯折而影响侧壁的粉碎断裂，从而进一步提高车前缓冲结构的吸能效果。需要说明的是，本实施例的每个凸起部3和内凹部4均为弧面，从而使得该抗冲击侧壁形成波浪结构，除了该波浪形结构外，还可以设置每个凸起部3和内凹部4均为平直面，即使得该抗冲击侧壁形成锯齿结构，或者设置设置每个凸起部3和内凹部4为平直面和弧面相结合，从而使得该抗冲击侧壁形成不规则结构。如图3所示，该车前缓冲结构的抗冲击侧壁包括由内至外设置的内壁5、过渡壁6和加固壁7，内壁5的两端分别连接在固定板1与抗冲击前端板2之间，过渡壁6和加固壁7的尾端分别固定在固定板1上，过渡壁6和加固壁7的前端由内至外成阶梯状设置在内壁5层外，从而诱导车前缓冲结构的基体和抗冲击侧壁发生持续的粉碎断裂，进而提高车前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车前缓冲结构，其特征在于，包括固定板和抗冲击前端板，所述固定板和抗冲击前端板之间连接有抗冲击侧壁，所述抗冲击侧壁内设有中空的封闭空间；所述抗冲击侧壁用于在所述抗冲击前端板承受碰撞冲击时，通过断裂压溃吸收冲击能量。

【技术特征摘要】
1.一种车前缓冲结构，其特征在于，包括固定板和抗冲击前端板，所述固定板和抗冲击前端板之间连接有抗冲击侧壁，所述抗冲击侧壁内设有中空的封闭空间；所述抗冲击侧壁用于在所述抗冲击前端板承受碰撞冲击时，通过断裂压溃吸收冲击能量。2.根据权利要求1所述的车前缓冲结构，其特征在于，所述抗冲击侧壁包括由内至外设置的内壁、过渡壁和加固壁，所述内壁的两端分别连接在所述固定板与抗冲击前端板之间，所述过渡壁和加固壁的尾端分别固定在固定板上，所述过渡壁和加固壁的前端由内至外成阶梯状设置在所述内壁层外。3.根据权利要求2所述的车前缓冲结构，其特征在于，所述内壁、过渡壁和加固壁分别包括一层或多层辅层，相邻各层所述辅层之间紧密贴合。4.根据权利要求3所述的车前缓冲结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕江毅，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：发明
国别省市：北京,11