一种旋转压溃吸能结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋转压溃吸能结构，包括多个晶胞结构，每个晶胞结构包括一个正六边形框架和六个分别与正六边形框架的每一边长对应设置的正三角形框架，正六边形框架的任一顶点均与其中一正三角形框架的顶点重合，所述正三角形框架关于正六边形框架的中心旋转对称，所述正三角形框架的边长为D，所述正六边形框架边长为d，D＝2d；相邻晶胞结构的两相近正三角形框架重合。本实用新型专利技术具有结构简单，具有良好吸能作用的优点。具有良好吸能作用的优点。具有良好吸能作用的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转压溃吸能结构


[0001]本技术涉及缓冲吸能领域，尤其涉及一种旋转压溃吸能结构。

技术介绍

[0002]目前，国内外对车辆侧面保护的研究主要有三种方向。第一、提升侧面受力部件的刚强度，减少内凹形变；第二，约束乘员的运动，使其和车体运动同步减少二次伤害；第三，改变车身内饰品的刚强度和结构，达到降低冲击损伤的目的。
[0003]现有的蜂窝吸能结构，在面对城市低速行驶环境的侧面碰撞，因为其峰值应力过大，若碰撞产生的能量不足，结构便难以溃缩吸能，碰撞所产生的能量将全部通过车体结构传递给内部乘客承受。现有的旋转三角形结构，具有二阶平台应力(第一阶旋转、第二阶压溃)，当结构受到撞击作用时，结构首先发生旋转变形，因为碰撞入侵范围有限，入侵距离难以到达二阶高平台应力的范围，使旋转三角形结构在侧面碰撞时，难以达到较好的吸能效果。综上所述，现有结构在低速撞击时会存在不压溃、吸能少等技术问题，并且结构复杂难以加工或加工成本高。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，具有良好吸能作用的旋转压溃吸能结构。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种旋转压溃吸能结构，包括多个晶胞结构，每个晶胞结构包括一个正六边形框架和六个分别与正六边形框架的每一边长对应设置的正三角形框架，正六边形框架的任一顶点均与其中一正三角形框架的顶点重合，所述正三角形框架关于正六边形框架的中心旋转对称，所述正三角形框架的边长为D，所述正六边形框架边长为d，D＝2d；相邻晶胞结构的两相近正三角形框架重合。
[0007]作为对上述技术方案的进一步改进：
[0008]每个晶胞结构的挖孔率为A，正六边形框架的边厚为S，满足：1.5mm≤S ≤2.5mm，50％≤A≤92％，5mm≤d≤50mm。
[0009]当S＝1.5mm时，59％≤A≤92％，5mm≤d≤30mm。
[0010]当S＝2mm时，60％≤A≤90％，7mm≤d≤34mm。
[0011]当S＝2.5mm时，60％≤A≤90％，9mm≤d≤50mm。
[0012]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0013]本技术的旋转压溃吸能结构，每个晶胞结构由正三角形框架和正六边形框架组合而成，在保留旋转特性(低峰值应力)的同时，具有较高的平台应力，在溃缩过程中，可以充分发挥其吸能作用，正三角形框架降低了结构所需的压溃峰值应力，解决了单一正六边形框架的高峰值应力的问题，正六边形框架提高了压溃过程中的平台应力，解决了单旋转三角形框架的低吸能的问题；其中正三角形框架和正六边形框架均为简单易加工的结
构，解决了目前大量优化结构难以工业化加工的问题。
附图说明
[0014]图1是本技术的结构示意图。
[0015]图2是本技术晶胞结构的结构示意图。
[0016]图3是本技术的仿真碰撞模型示意图。
[0017]图4是本技术不同时刻下实施例1的变形状态示意图。
[0018]图5是实施例1
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6的平均载荷
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时间曲线图。
[0019]图6是实施例7
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12的平均载荷
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时间曲线图。
[0020]图7是实施例13
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18的平均载荷
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时间曲线图。
[0021]图8是各实施例吸能
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实体率曲线图
[0022]图中各标号表示：1、正六边形框架；2、正三角形框架。
具体实施方式
[0023]以下将结合说明书附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。除非特殊说明，本技术采用的仪器或材料为市售。
[0024]挖空率是指：在限定旋转压溃吸能结构的中面矩形大小范围内，没用材料填充的投影面积占整个矩形投影面积的百分率。
[0025]边厚是指：碰撞时旋转压溃吸能结构中面向两侧拉升的距离(例：边厚为 2mm时，两侧各拉升1mm)。如图1所示，本技术的旋转压溃吸能结构包括多个晶胞结构(如图2所示)，每个晶胞结构包括一个正六边形框架1和六个分别与正六边形框架1的每一边长对应设置的正三角形框架2，正六边形框架1 的任一顶点均与其中一正三角形框架2的顶点重合，正三角形框架2关于正六边形框架1的中心旋转对称，正三角形框架2的边长为D，正六边形框架1边长为d，D＝2d；相邻晶胞结构的两相近正三角形框架2重合。
[0026]本技术每个晶胞结构由正三角形框架2和正六边形框架1组合而成，正三角形框架2降低了结构所需的压溃峰值应力，解决了单一正六边形框架2 的高峰值应力的问题，正六边形框架2提高了压溃过程中的平台应力，解决了单旋转三角形框架的低吸能的问题；其中正三角形框架2和正六边形框架1均为简单易加工的结构，解决了目前大量优化结构难以工业化加工的问题。
[0027]每个晶胞结构的挖孔率为A，正六边形框架1的边厚为S，满足：1.5mm ≤S≤2.5mm，50％≤A≤92％，5mm≤d≤50mm。
[0028]当S＝1.5mm时，59％≤A≤92％，5mm≤d≤30mm。
[0029]当S＝2mm时，60％≤A≤90％，7mm≤d≤34mm。
[0030]当S＝2.5mm时，60％≤A≤90％，9mm≤d≤50mm。
[0031]本技术各实施例的旋转压溃吸能结构的数据如下表所示：
[0032][0033][0034]在车辆事故中，任何吸能部件都无法完全压溃吸能。上表采用仿真碰撞模型模拟得到，仿真碰撞模型是由带质量的刚性墙和地板模型组成，如图3所示。依据车体总质量和城市内的行驶速度，赋予刚性墙1000kg的质量和8m/s的初始速度。上表中的吸能数据是采取前40％的压溃距离(可压溃距离为200mm) 分析得到。当旋转压溃吸能结构在受到载荷力的冲击时，每个晶胞结构产生了旋转的现象，如图4所示(图4中不同时刻的变形状态图，a为0ms，b为2ms， c为4ms，d为6ms)。
[0035]图5至图7示出了本技术中各实施例的平均载荷
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时间曲线图，其中，图5为实施例1
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6，图6为实施例7
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12，图7为实施例13
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18。在刚性墙碰撞初期，所有实施例的载荷曲线均呈现上升趋势，当达到结构承受极限时开始下降。通过观察稳定后载荷曲线，发现曲线存在一定范围的波动，这是因为在受力过程中，正三角形框架1绕与正六边形框架2重合顶点处旋转，且压缩与正六边形框架2相接的其他正三角形框架1，导致结构整体的溃缩和旋转同步进行。
[0036]图8示出了各实施例吸能
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实体率曲线图，取各实施例前40％压溃进程的吸能数据。将18组实施例吸能数据以边厚分组，利用多项式拟合，拟合度R2＝1。取变量x的取值区间为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转压溃吸能结构，其特征在于：包括多个晶胞结构，每个晶胞结构包括一个正六边形框架(1)和六个分别与正六边形框架(1)的每一边长对应设置的正三角形框架(2)，正六边形框架(1)的任一顶点均与其中一正三角形框架(2)的顶点重合，所述正三角形框架(2)关于正六边形框架(1)的中心旋转对称，所述正三角形框架(2)的边长为D，所述正六边形框架(1)边长为d，D＝2d；相邻晶胞结构的两相近正三角形框架(2)重合。2.根据权利要求1所述的旋转压溃吸能结构，其特征在于：每个晶胞结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖罡，袁涛，沈金屹，陈俊鹏，
申请(专利权)人：江西应用科技学院，
类型：新型
国别省市：