一种吸能填充材料、吸能结构及制备方法技术

本申请涉及吸能材料技术领域，特别是涉及一种吸能填充材料、吸能结构及制备方法，所述吸能填充材料包括八面体胞元，所述吸能填充材料包括沿Z轴交替布置的第一胞元层和第二胞元层；所述第一胞元层包括沿X轴交替布置的第一胞元列和第二胞元列；所述第一胞元列包括多个沿Y轴排列的第一八面体胞元，相邻第一八面体胞元间的顶角互相扣合；所述第二胞元列包括多个沿Y轴排列的第二八面体胞元，所述第二八面体胞元的顶角与第一八面体胞元的顶角扣合；所述第二胞元层包括多个阵列布置的第三八面体胞元，所述第三八面体胞元的顶角与第一八面体胞元的顶角扣合。本发明专利技术能够提高吸能填充材料的适用范围、承载能力和吸能效果。承载能力和吸能效果。承载能力和吸能效果。

【技术实现步骤摘要】
一种吸能填充材料、吸能结构及制备方法


[0001]本申请涉及吸能材料
，特别是涉及一种吸能填充材料、吸能结构及制备方法。

技术介绍

[0002]在车辆发生碰撞时，依靠白车身内的前防撞横梁、吸能盒以及前纵梁等前端结构耗散碰撞的能量，为了提高吸能率，通常会在这些结构内部填充吸能填充材料。传统的吸能填充材料一旦加工制造完成后尺寸便固定，无法根据不同吸能结构外形来改变填充材料的尺寸，而吸能盒等结构复杂，形状也不规则，在面对不同外形的吸能结构时，需要定制相应形状和尺寸的吸能填充材料，适用范围的局限性较大。并且传统的填充结构的胞元之间为刚性连接，在碰撞变形过程中以逐层压溃为主，容易过早发生结构断裂、失效而导致吸能能力下降。
[0003]例如公告号为CN113339440A的专利技术专利所公开的一种仿足球烯结构的多向承载蜂窝缓冲组合吸能结构，其采用多个蜂窝胞格沿X轴、Y轴、Z轴贴合阵列变换构成，且相邻两个类似足球烯结构的蜂窝胞格相交棱完全重合。即相邻蜂窝胞格之间为刚性连接，其制备完成后尺寸固定，需要根据吸能盒的形状进行定制，在碰撞变形过程中以逐层压溃为主，容易过早发生结构断裂、失效而导致吸能能力下降。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种随吸能结构的外形尺寸变化而变化，且吸能效果更佳的吸能填充材料，另外还提供了一种吸能结构以及制备方法，其具体技术方案如下。
[0005]一种吸能填充材料，包括八面体胞元，所述八面体胞元由12根杆件为棱构成正八面体结构；所述八面体胞元包括6个顶角，每个顶角包括四根相邻的杆件；所述吸能填充材料包括沿Z轴交替布置的第一胞元层和第二胞元层；
[0006]所述第一胞元层包括沿X轴交替布置的第一胞元列和第二胞元列；
[0007]所述第一胞元列包括多个沿Y轴排列的第一八面体胞元，相邻第一八面体胞元间的顶角互相扣合；
[0008]所述第二胞元列包括多个沿Y轴排列的第二八面体胞元，所述第二八面体胞元的顶角与第一八面体胞元的顶角扣合，且相邻第二八面体胞元之间间隔一个第一八面体胞元；
[0009]所述第二胞元层包括多个阵列布置的第三八面体胞元，所述第三八面体胞元的顶角与第一八面体胞元的顶角扣合，且相邻第三八面体胞元之间间隔一个第一八面体胞元。
[0010]进一步的，在第一胞元列中，相邻的第一八面体胞元间在Y轴方向相差45
°
。
[0011]进一步的，在第一胞元层中，相邻的第一八面体胞元与第二八面体胞元在X轴方向相差45
°
。
[0012]进一步的，相邻的第三八面体胞元与第一八面体胞元在Z轴方向上相差45
°
。
[0013]进一步的，相邻八面体胞元的顶角扣合时，一八面体胞元顶角的四根杆件分别插入另一八面体胞元顶角的相邻杆件的间隙后，固结于一点。
[0014]进一步的，所述杆件的长度为15mm，直径为2mm。
[0015]进一步的，该吸能填充材料采用增材制造技术制备。
[0016]一种吸能结构，包括壳体、发泡胶、以及如上述任一项所述的一种吸能填充材料；所述吸能填充材料填充至壳体内，所述发泡胶填充至壳体与吸能填充材料之间的空间内。
[0017]一种制备上述所述吸能结构的制备方法，包括：
[0018]将吸能填充材料填充至壳体内，并使各八面体胞元间的间隙随壳体形状而变化，使得外侧八面体胞元与壳体的内壁接触；
[0019]向壳体内填充发泡胶，使发泡胶填充壳体与吸能填充材料之间的空间、以及八面体胞元内部的空间。
[0020]有益效果：1.本专利技术所提供的一种吸能填充材料，能够根据吸能结构的外形尺寸变化而压缩、拉长，可以填充不同尺寸的吸能结构外壳，也可以填充变截面的吸能外壳结构，其适用范围广泛。
[0021]2.本专利技术所提供的一种吸能填充材料，各胞元之间采用柔性连接，均匀地缓冲来自多个方向的冲击能量，避免因逐层压溃而过早的发生结构断裂和失效，提高了吸能效果。
[0022]3.本专利技术所提供的一种吸能结构，采用发泡胶填充壳体与吸能填充材料之间的空间，既可以保证吸能填充材料紧固的接触外壳的内壁，还能够形成多级缓冲结构，提高承载能力和吸能效果。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为吸能填充材料的示意图；
[0025]图2为第一胞元层的示意图；
[0026]图3为第二胞元层的示意图；
[0027]图4为八面体胞元的结构示意图；
[0028]图5为相邻两八面体胞元的连接示意图；
[0029]图6为吸能结构的示意图；
[0030]图7为截面尺寸为61
×
61mm的吸能结构；
[0031]图8为截面尺寸为66.7
×
66.7mm的吸能结构；
[0032]图9为截面尺寸为72
×
72mm的吸能结构；
[0033]图10为不规则前纵梁的结构示意图。
[0034]附图标记：1、第一胞元层；2、第二胞元层；3、第一胞元列；4、第二胞元列；5、第一八面体胞元；6、第二八面体胞元；7、第三八面体胞元；8、杆件；9、外壳；10、发泡胶；11、吸能填充材料。
具体实施方式
[0035]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0036]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。
[0037]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0038]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸能填充材料，其特征在于，包括八面体胞元，所述八面体胞元由12根杆件为棱构成正八面体结构；所述八面体胞元包括6个顶角，每个顶角包括四根相邻的杆件；所述吸能填充材料包括沿Z轴交替布置的第一胞元层和第二胞元层；所述第一胞元层包括沿X轴交替布置的第一胞元列和第二胞元列；所述第一胞元列包括多个沿Y轴排列的第一八面体胞元，相邻第一八面体胞元间的顶角互相扣合；所述第二胞元列包括多个沿Y轴排列的第二八面体胞元，所述第二八面体胞元的顶角与第一八面体胞元的顶角扣合，且相邻第二八面体胞元之间间隔一个第一八面体胞元；所述第二胞元层包括多个阵列布置的第三八面体胞元，所述第三八面体胞元的顶角与第一八面体胞元的顶角扣合，且相邻第三八面体胞元之间间隔一个第一八面体胞元。2.根据权利要求1所述的一种吸能填充材料，其特征在于，在第一胞元列中，相邻的第一八面体胞元间在Y轴方向相差45
°
。3.根据权利要求2所述的一种吸能填充材料，其特征在于，在第一胞元层中，相邻的第一八面体胞元与第二八面体胞元在X轴方向相差45
°
。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇奇，甘文杰，刘鑫，刘凯，邓桦坤，张旭，刘鹏，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：