一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，包括兩個端部封套，及設置在兩個端部封套之間的多個軸向排列的吸能塊；相鄰的吸能塊之間通過導向套連接；所述導向套的左右兩側均設置有用于容納所述吸能塊的導向套凹槽；吸能塊由多個吸能單元通過焊接或粘接劑連接；所述吸能單元均由吸能單元上半部分和吸能單元下半部分通過焊接或粘接劑連接。本實用新型中將具有較大軸向長度的整體式金屬蜂窩吸能塊沿軸向分割成長度相等的多個小蜂窩吸能塊，并將小蜂窩吸能塊通過導向結構連接成一種具有較大緩沖行程的金屬蜂窩吸能裝置,使強度可變式金屬蜂窩吸能裝置在壓縮的過程中可以有序變形。
【專利說明】
一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及緩沖吸能裝置技術領域，尤其涉及的是一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置。
【背景技術】
[0002]金屬蜂窩由于其輕質、高強、比吸能高、變形可控等優點，作為理想的緩沖吸能材料被廣泛應用于汽車、船舶、航空航天等工程領域。
[0003]金屬蜂窩吸能塊具有優異的軸向承載能力。當承受軸向沖擊載荷時，金屬蜂窩發生沿軸向的屈曲彈塑性變形，將沖擊能轉化為金屬材料的彈塑性變形能，從而達到緩沖吸能的目的。
[0004]金屬蜂窩吸能塊的吸能能力與金屬蜂窩吸能塊的強度、截面面積及有效壓縮行程有關。在承載強度確定時，其吸能能力與承載截面面積、有效壓縮行程成正比，承載截面面積越大、有效壓縮行程越大，其吸能能力越大。當承載截面面積受限時，為滿足吸能要求，只能增大蜂窩有效壓縮行程，進而使蜂窩軸向尺寸增大。若金屬蜂窩截面尺寸一定，當軸向尺寸過大時，且載荷方向與軸向存在夾角時，在壓縮的過程中，會產生失穩，導致金屬蜂窩變形失控，吸能能力急劇下降。
[0005]因此，現有技術還有待于改進和發展。
【實用新型內容】
[0006]鑒于上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，解決了現有技術中金屬蜂窩截面尺寸一定，當軸向尺寸過大時，且載荷方向與軸向存在夾角時，在壓縮的過程中，會產生失穩，導致金屬蜂窩變形失控，吸能能力急劇下降的缺陷。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]—種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，包括兩個端部封套，及設置在兩個端部封套之間的多個軸向排列的吸能塊;相鄰的吸能塊之間通過導向套連接;所述導向套的左右兩側均設置有用于容納所述吸能塊的導向套凹槽;所述吸能塊由多個吸能單元通過焊接或粘接劑連接;所述吸能單元均由吸能單元上半部分和吸能單元下半部分通過焊接或粘接劑連接。
[0009]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述吸能單元上半部分為第一半六邊形孔格結構或第二半六邊形孔格結構中的其中一種，所述吸能單元下半部分為第三半六邊形孔格結構或第四半六邊形孔格結構中的其中一種;所述第一半六邊形孔格結構包括第一波紋箔片;所述第二半六邊形孔格結構包括平板，及固定設置在所述平板上表面的第一波紋箔片;所述第三半六邊形孔格結構包括與第一波紋箔片沿波形方向鏡像分布的第二波紋箔片;所述第四半六邊形孔格結構包括平板，及固定設置在所述平板上表面的與第一波紋箔片沿波形方向鏡像分布的第二波紋箔片。
[0010]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述端部封套包括封套頂部，及位于所述封套頂部同一側的封套外緣。
[0011]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述封套頂部及所述封套外緣一體成型，且所述封套外緣與所述封套頂部形成用于容納所述吸能塊的封套凹槽。
[0012]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述封套外緣上設置有多個封套凸起。
[0013]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述封套外緣上設置有6個封套凸起。
[0014]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述導向套包括導向套頂部，及以所述導向套頂部為對稱面的導向套外緣。
[0015]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述導向套頂部與所述導向套外緣一體成型，所述導向套頂部與其左側的導向套外緣形成左側導向套凹槽，且所述導向套頂部與其右側的導向套外緣形成右側導向套凹槽。
[0016]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述導向套外緣上設置有多個導向套凸起。
[0017]所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其中，所述導向套外緣上設置有6個導向套凸起。
[0018]本實用新型所提供強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，包括兩個端部封套，及設置在兩個端部封套之間的多個軸向排列的吸能塊;相鄰的吸能塊之間通過導向套連接;所述導向套的左右兩側均設置有用于容納所述吸能塊的導向套凹槽;所述吸能塊由多個吸能單元通過焊接或粘接劑連接;所述吸能單元均由吸能單元上半部分和吸能單元下半部分通過焊接或粘接劑連接。本實用新型中將具有較大軸向長度的整體式金屬蜂窩吸能塊沿軸向分割成長度相等的多個小蜂窩吸能塊，并將小蜂窩吸能塊通過導向結構連接成一種具有較大緩沖行程的金屬蜂窩吸能裝置，使強度可變式金屬蜂窩吸能裝置在壓縮的過程中可以有序變形。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的爆炸示意圖。
[0021]圖3是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的剖視圖。
[0022]圖4是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中端部封套的結構示意圖。
[0023]圖5a是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中吸能塊所包括的吸能單元的示意圖。
[0024]圖5b是吸能單元上半部分的第一實施例的示意圖。
[0025]圖5c是吸能單元上半部分的第二實施例的示意圖。
[0026]圖5d是吸能單元下半部分的第一實施例的示意圖。
[0027]圖5e是吸能單元下半部分的第二實施例的示意圖。
[0028]圖5f是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中吸能塊第一實施例的局部示意圖。
[0029]圖5g是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中吸能塊第二實施例的局部示意圖。
[0030]圖5h是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中吸能塊第三實施例的局部示意圖。
[0031]圖5i是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中吸能塊第四實施例的局部示意圖。
[0032]圖5j是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中吸能塊中金屬蜂窩孔格參數示意圖。
[0033]圖6a是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中導向套的結構示意圖。
[0034]圖6b是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中導向套的剖視圖。
[0035]圖7是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置在吸能被壓縮時的示意圖。
[0036]圖8是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置N級串聯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]本實用新型提供一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0038]請同時參閱圖1和圖2，其中圖1是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的結構示意圖，圖2是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的爆炸示意圖，圖3是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置的剖視圖。如圖1-圖3所示，本實用新型提供的強度可變式金屬蜂窩吸能裝置包括兩個端部封套100，及設置在兩個端部封套之間的多個軸向排列的吸能塊200;相鄰的吸能塊200之間通過導向套300連接;所述導向套300的左右兩側均設置有用于容納所述吸能塊200的導向套凹槽。當其吸能被壓縮時，如圖7所示。為減小導向套300側面與安裝型腔之間的摩擦阻力，在導向套300與多級的吸能塊200相接觸的兩個側面涂覆潤滑物質(如潤滑劑、潤滑脂等)
[0039]具體實施時，所述吸能塊200為金屬蜂窩吸能塊;所述吸能塊200由多個吸能單元201通過焊接或粘接劑連接，如圖5a、圖5f、圖5g、圖5h及圖5i所示;所述吸能單元201均由吸能單元上半部分2011和吸能單元下半部分2022通過焊接或粘接劑連接，且所述吸能單元的截面為正六邊形、橢圓、圓形或菱形中的一種。
[0040]更具體的，所述吸能單元上半部分2011為第一半六邊形孔格結構或第二半六邊形孔格結構中的其中一種，所述吸能單元下半部分2012為第三半六邊形孔格結構或第四半六邊形孔格結構中的其中一種;所述第一半六邊形孔格結構包括第一波紋箔片211(請參考圖5b，其為吸能單元上半部分的第一實施例);所述第二半六邊形孔格結構包括平板212，及固定設置在所述平板212上表面的第一波紋箔片211(請參考圖5c，其為吸能單元上半部分的第一實施例);所述第三半六邊形孔格結構包括與第一波紋箔片沿波形方向鏡像分布的第二波紋箔片213(請參考圖5d，其為吸能單元下半部分的第一實施例);所述第四半六邊形孔格結構包括平板212，及固定設置在所述平板212上表面的與第一波紋箔片沿波形方向鏡像分布的第二波紋箔片213(請參考圖5e，其為吸能單元下半部分的第二實施例)。
[0041 ]可見，金屬蜂窩式的吸能塊200是由大小規則有序的正六邊形或半六邊形堆疊而成，成型方式有成形法和拉伸法兩種。通過試驗測試，該金屬蜂窩式的吸能塊200具有高強度、高一致性，是吸收沖擊能量的核心部件。如圖5j所示，通過改變α(α為蜂窩塊截面對角線與蜂窩孔格壁厚為2t的邊長的法線的夾角，I為蜂窩孔格的邊長)的大小可改變蜂窩的安裝方式。金屬蜂窩式的吸能塊200在導向套300中安裝方式不同，其壓縮特性也不同。
[0042]具體實施時，所述吸能塊200的自身結構不限于正六邊形的孔格形狀，各級吸能塊的孔格形狀及孔格尺寸可不相同；不限于特定的金屬材料;不限于截面形狀及截面面積;不限于蜂窩結構，也可以是泡沫金屬;不限于吸能塊200的軸向長度，即各級吸能塊軸向長度不必全相等;吸能塊200與端部封套100及導向套300的安裝方式也不限定。
[0043]在裝配時，將第一級吸能塊的一端安裝至左側的端部封套100，再將第一級吸能塊的另一端安裝至第一級導向套左側的導向套凹槽，之后再將第二級吸能塊的一端安裝在第一級導向套右側的導向套凹槽，如此重復安裝N級吸能塊，最后將第N級吸能塊的一端安裝至端部封套100中。將N級吸能塊組裝好時，其如圖8所示。
[0044]這樣，將多級較小軸向尺寸的吸能塊200組裝成為具有大行程的強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，不僅提高吸能能力，還避免了大行程吸能塊壓縮易失穩問題。而且將具有較大軸向長度的整體式金屬蜂窩式的吸能塊沿軸向分割成長度相等的多個小蜂窩式的吸能塊，并將小蜂窩式的吸能塊通過導向結構連接成一種具有較大緩沖行程的金屬蜂窩吸能裝置，使強度可變式金屬蜂窩吸能裝置在壓縮的過程中可以有序變形。
[0045]請同時參閱圖1和圖4，其中圖4為本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中端部封套的結構示意圖。如圖1和圖4所示，所述端部封套100包括封套頂部110，及位于所述封套頂部110同一側的封套外緣120。所述封套頂部110及所述封套外緣120—體成型，且所述封套外緣120與所述封套頂部110形成用于容納所述吸能塊200的封套凹槽。
[0046]進一步的，所述封套外緣120上設置有多個封套凸起121。最佳的，所述封套外緣120上設置有6個封套凸起121。
[0047]本實用新型的實施例中，端部封套100為薄壁殼體結構，四條棱邊倒圓角，便于安裝于型腔中。在端部封套100的封套外緣120的四周有6個封套凸起121，在所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置被壓縮時只有此6個封套凸起121與型腔的壁面接觸，大大減小了端部封套100與型腔的接觸面積，進而減小壓縮時與型腔間的摩擦。端部封套100只安裝在前后兩端，因此強度可變式金屬蜂窩吸能裝置只包含兩個端部封套100。端部封套100對吸能塊200周向的包覆長度取決于吸能塊200的軸向長度及有效壓縮行程比，一般將端部封套100對吸能塊200周向的包覆長度定為吸能塊200被壓實后軸向長度的一半。同理可確定另一端端部封套100對吸能塊200的軸向包覆長度。
[0048]請同時參閱圖1、圖6a和圖6b，其中圖6a是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中導向套的結構示意圖，圖6b是本實用新型所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置中導向套的剖視圖。如圖1、圖6a和圖6b所示，所述導向套300包括導向套頂部310，及以所述導向套頂部310為對稱面的導向套外緣320。所述導向套頂部310與所述導向套外緣320—體成型，所述導向套頂部310與其左側的導向套外緣形成左側導向套凹槽，且所述導向套頂部310與其右側的導向套外緣形成右側導向套凹槽。
[0049]進一步的，所述導向套外緣220上設置有多個導向套凸起221。最佳的，所述導向套外緣220上設置有6個導向套凸起221。
[0050]同端部封套100類似，導向套300的導向套外緣320的四周也有6個導向套凸起221，以減小壓縮時與型腔壁面的摩擦。導向套300對吸能塊200的軸向包覆長度同樣取決吸能塊200的軸向長度及有效壓縮行程比，一般將向套300對吸能塊200的軸向包覆長度定為吸能塊200塊被壓實后軸向長度的一半。
[0051]綜上所述，本實用新型所提供的一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，包括兩個端部封套，及設置在兩個端部封套之間的多個軸向排列的吸能塊;相鄰的吸能塊之間通過導向套連接;所述導向套的左右兩側均設置有用于容納所述吸能塊的導向套凹槽;所述吸能塊由多個吸能單元通過焊接或粘接劑連接;所述吸能單元均由吸能單元上半部分和吸能單元下半部分通過焊接或粘接劑連接。本實用新型中將具有較大軸向長度的整體式金屬蜂窩吸能塊沿軸向分割成長度相等的多個小蜂窩吸能塊，并將小蜂窩吸能塊通過導向結構連接成一種具有較大緩沖行程的金屬蜂窩吸能裝置，使強度可變式金屬蜂窩吸能裝置在壓縮的過程中可以有序變形。
[0052]應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，包括兩個端部封套，及設置在兩個端部封套之間的多個軸向排列的吸能塊;相鄰的吸能塊之間通過導向套連接;所述導向套的左右兩側均設置有用于容納所述吸能塊的導向套凹槽;所述吸能塊由多個吸能單元通過焊接或粘接劑連接;所述吸能單元均由吸能單元上半部分和吸能單元下半部分通過焊接或粘接劑連接。2.根據權利要求1所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述吸能單元上半部分為第一半六邊形孔格結構或第二半六邊形孔格結構中的其中一種，所述吸能單元下半部分為第三半六邊形孔格結構或第四半六邊形孔格結構中的其中一種;所述第一半六邊形孔格結構包括第一波紋箔片;所述第二半六邊形孔格結構包括平板，及固定設置在所述平板上表面的第一波紋箔片;所述第三半六邊形孔格結構包括與第一波紋箔片沿波形方向鏡像分布的第二波紋箔片;所述第四半六邊形孔格結構包括平板，及固定設置在所述平板上表面的與第一波紋箔片沿波形方向鏡像分布的第二波紋箔片。3.根據權利要求1所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述端部封套包括封套頂部，及位于所述封套頂部同一側的封套外緣。4.根據權利要求3所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述封套頂部及所述封套外緣一體成型，且所述封套外緣與所述封套頂部形成用于容納所述吸能塊的封套凹槽。5.根據權利要求4所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述封套外緣上設置有多個封套凸起。6.根據權利要求5所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述封套外緣上設置有6個封套凸起。7.根據權利要求1所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述導向套包括導向套頂部，及以所述導向套頂部為對稱面的導向套外緣。8.根據權利要求7所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述導向套頂部與所述導向套外緣一體成型，所述導向套頂部與其左側的導向套外緣形成左側導向套凹槽，且所述導向套頂部與其右側的導向套外緣形成右側導向套凹槽。9.根據權利要求8所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述導向套外緣上設置有多個導向套凸起。10.根據權利要求9所述強度可變式金屬蜂窩吸能裝置，其特征在于，所述導向套外緣上設置有6個導向套凸起。
【文檔編號】F16F7/12GK205479075SQ201620316984
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】羅昌杰, 于文澤, 黃科, 黃江平
【申請人】深圳市乾行達科技有限公司