本發(fā)明涉及科研用四晶胞金屬管。

背景技術(shù)：

汽車(chē)結(jié)構(gòu)件在高速碰撞過(guò)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(chē)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(huì)產(chǎn)生不同變形模式來(lái)吸收和耗散能量，保障車(chē)輛及乘客的安全。因此，關(guān)于薄壁金屬管在高速碰撞過(guò)程中吸能特性的研究是汽車(chē)碰撞安全方面的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外對(duì)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(duì)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(méi)有研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種科研用四晶胞金屬管，彌補(bǔ)薄壁金屬管研究中的空白。

本科研用四晶胞金屬管，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；預(yù)制變形槽的上方設(shè)置有上加速度傳感器，預(yù)制變形槽的下方設(shè)置有下加速度傳感器，上加速度傳感器和下加速度傳感器均設(shè)置有傳出信號(hào)的導(dǎo)線。

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(guò)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(guò)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(guò)程變得可控，進(jìn)一步提高了四晶胞錐管的吸能性能。在不同部位設(shè)置加速度傳感器后，可測(cè)試不同部位在變形過(guò)程中的速度變化，進(jìn)而檢測(cè)出實(shí)際變形過(guò)程，為科研提供了更好的基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)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，科研用四晶胞金屬管，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；預(yù)制變形槽3的上方設(shè)置有上加速度傳感器5，預(yù)制變形槽3的下方設(shè)置有下加速度傳感器6，上加速度傳感器5和下加速度傳感器6均設(shè)置有傳出信號(hào)的導(dǎo)線7。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(duì)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(guò)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(guò)程變得可控，進(jìn)一步提高了四晶胞錐管的吸能性能。在不同部位設(shè)置加速度傳感器后，可測(cè)試不同部位在變形過(guò)程中的速度變化，進(jìn)而檢測(cè)出實(shí)際變形過(guò)程，為科研提供了更好的基礎(chǔ)。