專利名稱：一種性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車用裝置，特別是適用于各種轎車性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，屬汽車技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科技水平快速發(fā)展和人們生活的不斷提高，越來越多的各種汽車作為運輸及代步工具進入千家萬戶，提高汽車在碰撞情況下的安全性和汽車制造的經(jīng)濟性已經(jīng)成為汽車研發(fā)的重要課題。汽車保險杠是在汽車發(fā)生碰撞事故時最大限度保護乘員安全的重要部件，其主要結(jié)構(gòu)包括橫梁和連接橫梁與車體安裝板之間的吸能盒。吸能盒是在汽車受到撞擊時以其壓縮變形來充分吸收碰撞動能及減小最大撞擊力以緩和沖擊的部件。為提高吸能盒的吸能功效，生產(chǎn)企業(yè)通常是從提高材料的力學(xué)性能、加大吸能盒的斷面尺寸和改變吸能盒結(jié)構(gòu)形狀等幾個方面入手。目前常用的吸能盒由兩種材料制成一種是采用鋼材，兩個U型沖壓件左右或上下扣合，相互間由二保焊焊接而成，通過在兩個U型結(jié)構(gòu)上設(shè)計吸能筋達到吸能效果。這種吸能盒存在的問題，一是由于二個沖壓件需要二保焊來連接，焊縫處會給材料性能帶來很大改變，使其材料性能不穩(wěn)定，在發(fā)生碰撞時，由于材料性能的改變和焊縫區(qū)域的不一致，同一產(chǎn)品的不同件結(jié)果有差異；二是吸能盒在發(fā)生碰撞進行壓潰時，由于其本身結(jié)構(gòu)及吸能筋的設(shè)計使其很難具有對稱性，在碰撞過程中易發(fā)生吸能盒傾斜或偏倒，導(dǎo)致變形不完全、吸能不充分。另一種吸能盒選用鋁材，鋁材多是擠壓成型，無需焊縫， 且一般不進行加強筋的設(shè)計，其碰撞性能相對穩(wěn)定，但其成本比鋼材昂貴很多，成本提高， 這是一些中低端車型不愿做出的選擇。

實用新型內(nèi)容本實用新型用于解決上述已有技術(shù)之缺陷而提供一種使用普通鋼材達到在碰撞過程中不致發(fā)生傾斜或偏倒的性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒。本實用新型所稱問題是通過以下技術(shù)方案解決的一種性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，其特別之處是它由吸能柱和吸能器組成， 吸能柱和吸能器均為圓臺形漏斗狀，吸能柱的小口端插入吸能器的小口端，兩者相互焊合。上述性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，所述吸能柱大口端直徑尺寸Dl為30_120mm， 錐角β為17 ° -21°，所述吸能器大口端直徑尺寸D3為30-120mm，錐角α為36 ° -44°。上述性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，所述吸能柱的大口端端面為斜面，吸能柱的高側(cè)尺寸Hl為25-150mm，斜角δ為0-5 ° ；所述吸能器的長度尺寸Η3為25_150mm，所述吸能柱小口端距吸能器小口端的距離L為5-25mm。上述性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，所述吸能柱的屈服強度大于200Mpa，吸能器的屈服強度大于150 Mpa，吸能柱的屈服強度大于吸能器的屈服強度20Mpa以上。本實用新型針對鋼材吸能盒在碰撞過程中易發(fā)生吸能盒傾斜或偏倒，導(dǎo)致變形不完全、吸能不充分的問題進行改進，設(shè)計一種碰撞性能穩(wěn)定、碰撞過程中只發(fā)生縱向壓潰不發(fā)生傾斜或偏倒的汽車保險杠吸能盒。該產(chǎn)品通過改變吸能盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在碰撞性能滿足要求的前提下，大大提高了吸能盒碰撞壓潰時的穩(wěn)定性；同時結(jié)構(gòu)簡單，同比常見吸能盒重量減輕；由于其截面為圓形結(jié)構(gòu)，可根據(jù)保險杠設(shè)計空間隨意改變直徑，不影響結(jié)構(gòu)變形吸能模式；其旋壓工藝給設(shè)計人員提供了不等料厚設(shè)計的可能，以適應(yīng)不同車型吸能需要。 經(jīng)過CAE分析及試驗驗證，此種吸能盒變形模式與設(shè)計預(yù)期基本吻合，能夠幫助設(shè)計人員預(yù)估吸能盒變形模式，并根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)需要改變吸能盒截面尺寸及厚度，以滿足不同車輛碰撞要求。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型立體示意圖；圖3是吸能盒變形第一階段示意圖；圖4是吸能盒變形第二階段示意圖。附圖中標號如下1.吸能柱，2.吸能器，3.車身安裝板。
具體實施方式
參看圖1、圖2，本實用新型所汽車保險杠吸能盒由吸能柱1和吸能器2組成，吸能柱和吸能器均為圓臺形漏斗狀，吸能柱的小口端插入吸能器的小口端，插入距離L為 5-25mm，吸能柱、吸能器之間由環(huán)形焊縫連接。吸能柱大口端與橫梁焊合，吸能器大口端與車身安裝板焊合。吸能柱和吸能器的幾何尺寸如下吸能柱1大口端直徑尺寸Dl為 30-120_，錐角β為17 ° -21°，吸能柱大口端端面為斜面，斜角δ為0-5 °，吸能柱的高側(cè)尺寸Hl為25-150mm(大口端端面為斜面);所述吸能器2大口端面直徑尺寸D3為30-120mm， 錐角α為36 ° -44°，吸能器2的長度尺寸Η3為25-150mm，。其吸能柱的屈服強度大于 200Mpa，吸能器的屈服強度大于150 Mpa，且吸能柱的屈服強度要大于吸能器的屈服強度 20Mpa以上。參看圖3、圖4，本實用新型把普通兩個鋼制U型沖壓件左右或上下扣合的吸能盒結(jié)構(gòu)，改進成兩個圓形漏斗式結(jié)構(gòu)前后焊合而成。當碰撞發(fā)生時，由于吸能器2強度小于吸能柱1強度，力由吸能柱1傳到吸能器2，吸能器2從與吸能柱1連接處開始變形，吸能器 2的變形分為兩個階段，第一個階段為吸能柱1小口端壓潰到車身安裝板3處如圖3所示。 第二個階段是本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵點常見吸能盒的變形一般為壓潰到車身安裝板處結(jié)束，而本實用新型的結(jié)構(gòu)特點是在第一個階段變形完成后并沒有結(jié)束，吸能器2將壓在吸能柱1力的傳遞下繼續(xù)變形，直至吸能器2的漏斗形狀倒置，吸能柱1的小口端與吸能器2 的小口端同時壓潰至吸能器倒置如圖4所示。通過兩個階段的變形，吸能盒變形完全且吸收了足夠的能量，此種變形模式也保證了吸能盒在碰撞過程中只發(fā)生縱向壓潰不發(fā)生傾斜或偏倒，吸能柱與吸能器的圓形截面保證了吸能盒結(jié)構(gòu)整體受力均勻，避免了因局部受力過大而造成吸能盒傾斜和偏倒。本實用新型吸能器和吸能柱的圓形截面，利于根據(jù)不同橫梁及車身安裝尺寸設(shè)計吸能盒截形尺寸。本實用新型吸能器和吸能柱連接處只有一圈環(huán)形焊縫，此焊接面與變形方向垂直，不會由于焊接原因改變材料性能，不影響碰撞過程中吸能盒的壓潰過程，引起碰撞性能的不穩(wěn)定和不一致。本實用新型結(jié)構(gòu)的吸能柱和吸能器均產(chǎn)用旋壓工藝制得，其工藝特點是可以加工不等料厚件，設(shè)計人員可以根據(jù)不同車型需要對設(shè)計進行增厚、減厚、在不同區(qū)域改變厚度，達到不同的吸能要求和吸能效果。本實用新型通過改變吸能盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在碰撞性能滿足要求的前提下，大大提高了吸能盒在碰撞壓潰時的穩(wěn)定性；其結(jié)構(gòu)簡單同比常見吸能盒重量減輕。經(jīng)過CAE分析及試驗驗證，此種吸能盒變形模式與設(shè)計預(yù)期基本吻合，能夠幫助設(shè)計人員預(yù)估吸能盒變形模式，并根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)需要改變吸能盒截面尺寸及厚度滿足不同車輛碰撞要求。以下給出本實用新型的一個具體的實施例吸能柱大口端直徑尺寸Dl為53. 558_，錐角β為19. 5°，大口端端面斜角δ為 2. 524°，吸能柱的高側(cè)尺寸Hl為62. 042mm ；所述吸能器2大口端直徑尺寸D3為89. 195mm, 錐角α為40. 213°，吸能器的長度尺寸Η3為65. 11mm;吸能柱小口端距吸能器小口端的距離L為6mm ；吸能柱1的屈服強度為200Mpa，吸能器2的屈服強度為150Mpa。
權(quán)利要求1.一種性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，其特征在于由吸能柱(1)和吸能器(2)組成， 吸能柱(1)和吸能器⑵均為圓臺形漏斗狀，吸能柱(1)的小口端插入吸能器O)的小口端，兩者相互焊合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，其特征在于所述吸能柱(1) 大口端直徑尺寸Dl為30-120mm，錐角β為17 ° -21°，所述吸能器(2)大口端直徑尺寸D3 為 30-120mm，錐角 α 為 36 ° -44°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，其特征在于所述吸能柱(1)的大口端端面為斜面，吸能柱(1)的高側(cè)尺寸Hl為25-150mm，斜角δ為0_5° ；所述吸能器O)的長度尺寸Η3為25-150mm，所述吸能柱(1)小口端距吸能器(2)小口端的距離 L 為 5-25mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，其特征在于所述吸能柱(1) 的屈服強度大于200Mpa，吸能器(2)的屈服強度大于150 Mpa，吸能柱的屈服強度大于吸能器的屈服強度在20Mpa以上。
專利摘要一種性能穩(wěn)定的汽車保險杠吸能盒，用于解鋼材吸能盒在碰撞過程中容易發(fā)生的問題。所述吸能盒由吸能柱和吸能器組成，吸能柱和吸能器均為圓臺形漏斗狀，吸能柱的小口端插入吸能器的小口端，兩者相互焊合。本實用新型通過改變吸能盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在碰撞性能滿足要求的前提下，大大提高了吸能盒碰撞壓潰時的穩(wěn)定性；同時結(jié)構(gòu)簡單，同比常見吸能盒重量減輕；由于其截面為圓形結(jié)構(gòu)，可根據(jù)保險杠設(shè)計空間隨意改變直徑，不影響結(jié)構(gòu)變形吸能模式；其旋壓工藝給設(shè)計人員提供了不等料厚設(shè)計的可能，以適應(yīng)不同車型吸能需要。
文檔編號B60R19/18GK202193049SQ20112030148
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者孫后青, 徐明國, 汪家勝, 袁靜, 閆麗, 陳新, 霍偉濤 申請人:凌云工業(yè)股份有限公司