一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，屬于汽車安全技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，汽車保有量也越來越高，同時交通事故發生的概率也越來越大，汽車安全顯得尤為重要。當汽車發生碰撞時，為了保證乘員有足夠的生存空間，要求汽車前部安全部件能夠吸收足夠的碰撞能量。
[0003]汽車吸能盒作為車身前部主要安全部件，要有合適的剛度、強度以及合理的結構設計，能夠依據實際碰撞情況充分吸收碰撞能量。傳統的吸能盒利用結構壓潰產生塑性變形來實現碰撞能量吸收，如中國專利CN103909888A、CN104590178A，均采用壓潰式單級吸能結構。碰撞發生后，吸能盒本體產生不可恢復的塑性變形，必須通過更換部件進行維修，造成材料浪費以及維修成本居高不下。另外單級吸能結構吸能效果有限，大大降低了對車輛及乘員的保護效果。
[0004]形狀記憶合金作為典型的智能材料，具有高阻尼、超彈性、以及耐腐蝕等特點。形狀記憶合金的阻尼性能至少比傳統金屬材料高一個數量級。承受沖擊載荷時，形狀記憶合金內部的馬氏體介質損耗系數可達10%。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，以解決現有吸能盒維修成本高，碰撞吸能效果有限的問題。
[0006]本發明采取的技術方案是:吸能盒內套筒和吸能盒外套筒相互套接組成吸能盒本體，內套筒前端與內套筒前端板固定連接，外套筒后端與外套筒后端板固定連接，外套筒后端板上固定連接導向螺柱，內套筒后端板與導向螺柱滑動連接，螺母與導向螺柱螺紋連接，形狀記憶合金絲一端與外套筒前端蓋固定連接、另一端與內套筒后端板固定連接。
[0007]所述的形狀記憶合金絲在螺母的調節作用下處于張緊狀態。
[0008]所述的形狀記憶合金絲是NiTi形狀記憶合金絲，或是銅基形狀記憶合金絲、鐵基形狀記憶合金絲。
[0009]所述形狀記憶合金絲均勻或對稱布置于內套筒的周圍。
[0010]所述形狀記憶合金絲長度均相等。
[0011]所述內套筒和外套筒的截面形狀是圓形，或是任意多邊形。
[0012]本發明的優點是結構新穎，所述基于形狀記憶合金功能材料的套筒式汽車碰撞吸能盒，內套筒和外套筒相互搭接，并且內套筒和外套筒之間連有形狀記憶合金絲，能夠有效提高吸能效果，降低維修成本。在低速碰撞時，形狀記憶合金絲被拉伸吸能，從而保護發動機艙內的零部件不損壞，同時保證乘員艙內的乘客安全；維修過程中，只需加熱形狀記憶合金絲，吸能盒便可恢復原狀，大大降低吸能盒維修成本；高速碰撞時，形狀記憶合金絲先被拉伸完成一級能量吸收，剩余能量由套筒壓潰完成二級能量吸收，通過兩級吸能結構克服了傳統單級汽車吸能盒存在的維修困難、能量吸收效果有限等問題，大大提高了吸能效果，保證乘員艙內乘員安全。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明在車架上的安裝狀態示意圖；
圖3是本發明相對運動示意圖；
圖4是本發明一級能量吸收極限位置示意圖；
圖5是本發明形狀記憶合金絲分布示意圖，圖中外套筒前端蓋為矩形，形狀記憶合金絲為10根；
圖6是本發明形狀記憶合金絲分布示意圖，圖中外套筒前端蓋為圓形，形狀記憶合金絲為12根。
【具體實施方式】
[0014]吸能盒內套筒I和吸能盒外套筒2相互套接組成吸能盒本體，內套筒I前端與內套筒前端板4固定連接，外套筒2后端與外套筒后端板5固定連接，外套筒后端板5上固定連接導向螺柱7，內套筒后端板8與導向螺柱7滑動連接，螺母3與導向螺柱7螺紋連接，形狀記憶合金絲6 —端與外套筒前端蓋9固定連接、另一端與內套筒后端板8固定連接；
所述的形狀記憶合金絲6在螺母3的調節作用下處于張緊狀態；
所述的形狀記憶合金絲是NiTi形狀記憶合金絲，或是銅基形狀記憶合金絲、鐵基形狀記憶合金絲；
所述形狀記憶合金絲6均勻或對稱布置于內套筒I的周圍；
所述形狀記憶合金絲長度均相等；
所述內套筒I和外套筒2的截面形狀是圓形，或是任意多邊形。
[0015]內套筒筒壁還可設置有誘導槽和加強筋，用來加強強度。
[0016]內套筒和外套筒由形狀記憶合金絲連接，內套筒和外套筒的相向相對運動可轉換為形狀記憶合金絲的拉伸運動。
[0017]內套筒和外套筒之間設置有導向螺柱，可以保證內套筒和外套筒的位置和相對運動方向的準確性，還可以通過螺母來調節形狀記憶合金絲的張緊程度。
[0018]當汽車發生碰撞時，所述汽車碰撞吸能盒內套筒I和汽車碰撞吸能盒外套筒2將會發生相向相對運動，從而使得所述NiTi形狀記憶合金絲6被拉伸進行一級吸能；維修過程中，只需加熱NiTi形狀記憶合金絲，便可使吸能盒恢復原狀，大大降低了維修成本；高速碰撞時，在NiTi形狀記憶合金絲拉伸完成一級吸能后，還可進一步的壓潰所述汽車碰撞吸能盒內套筒I和汽車碰撞吸能盒外套筒2來吸收剩余的碰撞能量，實現二級吸能，大大提高吸能效果，保證連接在吸能盒后面的縱梁不受損壞，從而確保其他零部件不受損壞，同時為車內乘員提供足夠的生存空間，保證乘員的安全。
【主權項】
1.一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，其特征在于:吸能盒內套筒和吸能盒外套筒相互套接組成吸能盒本體，內套筒前端與內套筒前端板固定連接，外套筒后端與外套筒后端板固定連接，外套筒后端板上固定連接導向螺柱，內套筒后端板與導向螺柱滑動連接，螺母與導向螺柱螺紋連接，形狀記憶合金絲一端與外套筒前端蓋固定連接、另一端與內套筒后端板固定連接。2.根據權利要求1所述的一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，其特征在于:所述的形狀記憶合金絲在螺母的調節作用下處于張緊狀態。3.根據權利要求1所述的一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，其特征在于:所述的形狀記憶合金絲是NiTi形狀記憶合金絲，或是銅基形狀記憶合金絲、鐵基形狀記憶合金絲。4.根據權利要求1所述的一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，其特征在于:所述形狀記憶合金絲均勻或對稱布置于內套筒的周圍。5.根據權利要求1所述的一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，其特征在于:所述形狀記憶合金絲長度均相等。6.根據權利要求1所述的一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，其特征在于:所述內套筒和外套筒的截面形狀是圓形，或是任意多邊形。
【專利摘要】本發明涉及一種套筒式形狀記憶合金汽車碰撞吸能盒，屬于汽車安全技術領域。吸能盒內套筒和吸能盒外套筒相互套接組成吸能盒本體，內套筒前端與內套筒前端板固定連接，外套筒后端與外套筒后端板固定連接，外套筒后端板上固定連接導向螺柱，內套筒后端板與導向螺柱滑動連接，螺母與導向螺柱螺紋連接，形狀記憶合金絲一端與外套筒前端蓋固定連接、另一端與內套筒后端板固定連接。優點是結構新穎，能夠有效提高吸能效果，降低維修成本，保證乘員艙內乘員安全。
【IPC分類】B60R19/34
【公開號】CN104999980
【申請號】CN201510498647
【發明人】沈傳亮, 吳志鵬, 孫國超, 鄭國龍, 王國軍, 郭守武, 武櫟楠
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月14日