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一种流固耦合四级碰撞吸能装置的工作方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
刘鑫;龚敏;刘祥
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-06-03
申请/专利号:
CN202010494118.X
公开时间:
2020-09-04
公开号:
CN111619485A
主申请人地址:
410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路二段960号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种流固耦合四级碰撞吸能装置的工作方法,所述碰撞吸能装置由立体吸能区、折叠吸能区和流体吸能区所构成;所述立体吸能区、折叠吸能区和流体吸能区采用至上而下交叉排列的方式进行布置;所述立体吸能区为具有多边形截面的薄壁管件;所述折叠吸能区通过折痕纹路并结合旋转折叠方式形成圆周排列的回转式折叠凹角;所述流体吸能区由盖板、支撑板、筒体、进口阀、泄压阀和压板组成;所述筒体与压板之间形成腔室;所述腔室内填充气体或液压油;所述筒体上设置有进口阀和泄压阀;所述支撑板连接压板和盖板; 其特征在于,工作步骤如下: 步骤一、在将碰撞吸能装置安装到汽车上之前,先向碰撞吸能装置流体吸能区的腔室内填充气体或液压油,并设置泄压阀泄压压力的阈值小于折叠吸能区折叠凹角变形所需压力的值; 步骤二、在碰撞过程中,在载荷作用下,所述流体吸能区的支撑板推动压板压缩腔室内的气体或液压油,在腔室的内部压力高于泄压阀泄压的设置阀值时,所述泄压阀的阀门打开,流体吸能区向外界泄压,释放碰撞能量,直至流体吸能区的盖板盖在筒体上,并最终形成由筒体、支撑板和盖板组成的新的薄壁吸能区,实现一级缓冲; 步骤三、在碰撞过程中,待流体吸能区的盖板盖在筒体上后,流体吸能区腔室内的气体或液压油停止压缩与向外泄压,折叠吸能区上圆周排列的回转式折叠凹角开始被压缩变形,并形成横隔板的约束作用,实现二级缓冲; 步骤四、在碰撞过程中,待折叠吸能区压缩变形后,立体吸能区再被压缩变形,实现三级缓冲; 步骤五、在碰撞过程中,待立体吸能区压缩变形后,由流体吸能区压缩后形成的由筒体、支撑板和盖板组成的新的薄壁吸能区最后被压缩变形,实现四级缓冲。 2.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述立体吸能区的多边形截面为四边形、五边形、六边形或八边形。 3.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述折叠吸能区上形成折叠凹角的折痕纹路为对称结构,由两个直角梯形和一个等腰三角形的形状组成;所述直角梯形的短边与斜边为谷折痕;所述直角梯形的直角边、长边和等腰三角形的中线、底边为峰折痕。 4.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述折叠吸能区回转式折叠凹角的旋向为顺时针方向或逆时针方向。 5.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述折叠吸能区折叠凹角具有不同类型,包括不同的形状、不同的大小和不同的倾斜角度。 6.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述流体吸能区的支撑板的横截面为十字形截面、工字形截面、四边形截面、五边形截面、六边形截面或八边形截面。 7.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述筒体前后各设置一个进口阀,左右各设置多个泄压阀。 8.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述流体吸能区的压板至筒体底部的距离等于盖板至筒体上端面的距离。 9.根据权利要求1所述的一种流固耦合四级碰撞吸能装置,其特征在于:所述单个立体吸能区的高度和单个折叠吸能区的高度相等或不相等。
摘要:
本发明公开了一种流固耦合四级碰撞吸能装置的工作方法,所述碰撞吸能装置由立体吸能区、折叠吸能区和流体吸能区采用至上而下交叉排列的方式组成;折叠吸能区通过折痕纹路并结合旋转折叠方式形成圆周排列的回转式折叠凹角;流体吸能区由盖板、支撑板、筒体、进口阀、泄压阀和压板组成;在碰撞过程中,流体吸能区先行被压缩,实现一级缓冲;折叠吸能区后被压缩变形,实现二级缓冲;立体吸能区随后被压缩变形,实现三级缓冲;流体吸能区压缩后形成的新的薄壁吸能区最后被压缩变形,实现四级缓冲。通过吸能装置的多级缓冲方法不但能有效降低碰撞过程中产生的初始峰值力,而且还能保证吸能装置具有...

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