[发明专利]一种汽车复合材料吸能模块

说明书

本发明公开了一种汽车复合材料吸能模块，其内部设有至少一组相邻的可用于摩擦吸能和结构粉碎性吸能的基础模块。本发明的有益效果为：可以实现逐级破坏，这样可以使得汽车在不同的碰撞能量下破坏范围不同，使得汽车进行维修时只需针对性的对局部结构进行替换，减少维修成本，能达到金属材料吸能结构件的吸能效果。

技术领域

本发明涉及防护材料技术领域，更具体地，涉及一种汽车复合材料吸能模块及吸能方法。

背景技术

在汽车防撞系统上，传统的设计是，在防撞梁与车身主体结构之间设置吸能盒，当发生低速碰撞时，防撞梁将承受的撞击力传递给吸能盒，让吸能盒首先受损。当发生较高速碰撞时，吸能盒将能量传至车身主体结构。这种传统设计在发生碰撞的时候吸能结构会发生整体的破坏，进行维修的时候一般都是进行整体的替换。

随着环保和节能的需求日益提高，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流，复合材料这一质轻高强的材料因而越来越受到汽车厂商的青睐。但是，相比金属材料复合材料塑性区域面积小，吸能效果差，所以很少单独把复合材料单独作为吸能结构的。因此需寻求既能保证汽车的轻量化又能满足优异抗冲击、吸能效果的吸能盒。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种汽车复合材料吸能模块，可以逐级吸能，吸能效果优异。

本发明采取的技术方案是：

一种汽车复合材料吸能模块，其内部设有至少一组相邻的可用于摩擦吸能和结构粉碎性吸能的基础模块。

可以通过两个相邻的基础模块之间因相对位移产生的摩擦力来消耗外部能量，同时基础模块也可以通过结构粉碎性改变消耗外部能量，这样的吸能模块可以实现逐级吸能，从而在不同能量的外力作用下，变形度随外力大小而改变，减少维修时需全部更换的成本和工作量。

每个所述的基础模块包括至少两个具有相邻界面的基础层，相邻界面处的两个基础层在受力时相对移动并分别结构性粉碎。基础模块本身也可以通过内部基础层的相对位移产生的摩擦消耗外部能量，并通过基础层的粉碎性改变消耗外部能量，进一步实现逐级吸能，减少变形破坏的程度。

每个所述基础层包括基材和设置在基材内的增强材，相邻界面处的两个所述基础层之间设有柔性连接件，柔性连接件分别与相邻的基材连接，当相邻界面处的两个所述基础层之间的相对位移大于柔性连接件的伸长极限时，柔性连接件拉动基材运动。在外力作用下，相邻界面处的两个基础层的表面相对位移，摩擦消耗外部能量，柔性连接件本身可以伸长，在相对位移时跟随伸长，超过伸长极限后，柔性连接件可以拉动基材进行移动，从而使基础层开始结构粉碎性变形，通过设置不同伸长极限的柔性连接件可以使得基础层之间的相对位移不同时基础层不同的位置发生粉碎性破坏，从而实现逐级吸能的效果。

每个所述基础层包括基材和设置在基材内的增强材，相邻界面处的两个所述基础层之间设有柔性连接件，柔性连接件分别与两个所述基础层内的增强材连接，当相邻界面处的两个所述基础层之间的位移大于柔性连接件的伸长极限时，柔性连接件带动增强材在基材内运动。在外力作用下，相邻界面处的两个基础层的表面相对位移，摩擦消耗外部能量，柔性连接件本身可以伸长，在相对位移时跟随伸长，超过伸长极限后，柔性连接件可以拉动增强材在基材内移动，通过增强材变形使基材结构粉碎性变形，通过设置不同伸长极限的柔性连接件可以使得基础层之间的相对位移不同时基础层不同的位置发生粉碎性破坏，从而实现逐级吸能的效果。

每个基础模块的基础层在共同界面处的投影面积不同。每个基础模块的基础层在共同界面处的不同投影面积，使得每个基础模块的界面破坏时的阈值不同，在被破坏时可以先后破碎，从而实现逐级吸能。

相邻界面处的两个所述基础层在界面处的投影面积不同。不同面积的基础层的变形程度不同，相应吸收能量的破坏阈值也不同，可实现逐级吸能。