本發(fā)明涉及用于汽車被碰撞時(shí)吸能的四晶胞金屬管。

背景技術(shù)：

汽車結(jié)構(gòu)件在高速碰撞過程中吸能特性是碰撞安全研究的基礎(chǔ)。薄壁金屬管是汽車的基本結(jié)構(gòu)，也是碰撞時(shí)的主要吸能結(jié)構(gòu)。薄壁金屬管在受到軸向載荷碰撞時(shí)會產(chǎn)生不同變形模式來吸收和耗散能量，保障車輛及乘客的安全。因此，關(guān)于薄壁金屬管在高速碰撞過程中吸能特性的研究是汽車碰撞安全方面的基礎(chǔ)。國內(nèi)外對于薄壁金屬管的研究主要集中在方管與圓管吸能特性的研究，而對于錐形管的碰撞吸能、特別是帶有晶胞的錐形管能量吸收特性的還沒有研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于汽車被碰撞時(shí)吸能的四晶胞金屬管，彌補(bǔ)薄壁金屬管中還沒有錐形管的空白。

本用于汽車被碰撞時(shí)吸能的四晶胞金屬管，主體為錐形薄壁管，在主體內(nèi)設(shè)置有“十”字形的管壁，管壁從主體頂端延伸到底端；主體中部設(shè)置有內(nèi)凹的預(yù)制變形槽。

主體的錐度為0.3。

主體壁厚與高度的比值為1：15～1：30。

主體壁厚與高度的比值為1：25。

預(yù)制變形槽為連續(xù)的環(huán)形槽或者斷續(xù)的環(huán)形槽。

預(yù)制變形槽的橫截面為三角形。

由于錐管與剛性墻接觸時(shí)，其錐管外徑要比圓管的小，導(dǎo)致錐管的強(qiáng)度降低，比外徑較大的圓管更容易被壓縮，相應(yīng)產(chǎn)生較小的初始峰值載荷。因此，在薄壁管的碰撞吸能過程中，與圓管相比，錐管提高了薄壁管的比吸能。錐度為0.3的錐管在斜碰過程中，隨著斜碰偏角的減小，在加載速度方向的分力增加，使得初始峰值載荷升高，比吸能增大。因此，錐度為0.3時(shí)為最優(yōu)。在增加預(yù)制變形槽后，變形先在預(yù)制變形槽處發(fā)生，變形方向、變形過程變得可控，進(jìn)一步提高了四晶胞錐管的吸能性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，用于汽車被碰撞時(shí)吸能的四晶胞金屬管，主體1為錐形薄壁管，在主體1內(nèi)設(shè)置有“十”字形的管壁2，管壁2從主體1頂端延伸到底端。；主體1中部設(shè)置有內(nèi)凹的預(yù)制變形槽3。主體1的錐度為0.3。主體1壁厚與高度的比值為1：15～1：30，比值最優(yōu)為1：25。預(yù)制變形槽3為連續(xù)的環(huán)形槽或者斷續(xù)的環(huán)形槽。預(yù)制變形槽3的橫截面為三角形。

建立四晶胞錐管有限元模型，并對有限元模型進(jìn)行碰撞仿真分析，得到碰撞仿真后的變形模式。四晶胞錐管變形更加勻稱，這是由于四晶胞錐管在碰撞過程中所受載荷分布均勻。在增加預(yù)制變形槽3后，變形先在預(yù)制變形槽3處發(fā)生，變形方向、變形過程變得可控，進(jìn)一步提高了四晶胞錐管的吸能性能。