[实用新型]一种海螺仿生结构吸能盒

说明书

该实用新型提供了一种海螺仿生结构吸能盒，其特征在于：是由锥形薄壁管(1)和矩形螺旋引导槽(2)所组成，锥形薄壁管(1)自上而下截面尺寸逐渐变大，在锥形薄壁管(1)外表面沿锥度方向挖有矩形螺旋引导槽(2)，引导槽具有一定的螺距、槽宽和槽深,并且引导槽首、末两端距离锥形薄壁管(1)顶部和底部均为相等高度。在碰撞过程中共同作用提高了仿生吸能盒的总吸能值；该海螺仿生结构吸能盒降低了碰撞过程中的峰值力、提高了碰撞力效率，大幅度的提高了吸能装置的承载能力和吸能特性。

技术领域

本实用新型涉及汽车被动安全防护领域，特别涉及一种海螺仿生结构吸能盒。

背景技术

在汽车发生正面碰撞时，吸能盒通过自身结构压溃变形吸收能量,将碰撞时的动能转化为吸能盒自身结构的内能,并将碰撞力均匀地传递到两个前纵梁上,对保护车身和减轻乘员伤害等方面起着不可忽视的作用。吸能盒的吸能特性在很大程度上影响着汽车耐撞性能的好坏。因此设计出一种轻质高效并具有良好耐撞性能的吸能盒对于提高汽车的被动安全性具有重要的意义。传统吸能盒在碰撞过程中，存在受力分布不均匀、能量吸收情况不理想、以及耐撞性的提高与轻量化设计存在矛盾等不足，不能很好地对车身和乘员进行保护。自然界中的生物在数万年的进化过程中获得了最佳的特征来适应环境，是生存法则对生物体的“优化”。运用仿生学原理对吸能盒进行仿生设计，为未来研究汽车被动安全尤其是碰撞安全提供新的设计思路来改善吸能盒的吸能特性，具有较大的而创新价值和研究意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所提到的不足，提供一种海螺仿生结构吸能盒。本实用新型的目的是将耐撞结构设计方法和仿生设计理论相结合，通过相似性分析，选取海螺外壳作为薄壁管仿生优化设计的生物原型。根据海螺与薄壁管件在结构、功能上的相似性，以海螺的螺旋结构作为重要的仿生参数，设计出具有一定螺距、槽宽和槽深的矩形螺旋引导槽，并将其螺旋参数应用到薄壁吸能装置的设计中，从而设计出一种具有良好耐撞性能的新型变截面结构仿生吸能盒。

该实用新型提供了一种海螺仿生结构吸能盒，是包括锥形薄壁管和矩形螺旋引导槽，其特征在于：锥形薄壁管的外壳沿长度方向截面尺寸逐渐变小，锥形薄壁管顶部外圆直径为60mm、底部外圆直径为72mm、垂直高度为180mm、壁厚为4mm；

矩形螺旋引导槽设置在锥形薄壁管的外表面，矩形螺旋引导槽通过螺距、槽宽和槽深三个参数进行限定、其中，螺距取值范围为15-20mm、槽宽取值范围为3-5mm，挖槽深度为2mm。

进一步地，引导槽首、末两端距离锥形薄壁管顶部和底部的高度均为2mm。

进一步地，锥形薄壁管的底部固定于前纵梁，锥形薄壁管的顶部面接受碰撞力的冲击

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的仿生吸能盒是基于海螺外壳表面沿长度方向具有排列整齐的螺肋和细沟的锥形结构而设计，自上而下截面尺寸逐渐变大，具有良好的逐级能量吸收效果，在仿生吸能盒外表面设计有矩形螺旋引导槽来改善吸能特性，降低碰撞过程中的峰值力。

(2)仿生吸能盒由锥形薄壁管和矩形螺旋引导槽所组成，在碰撞过程中共同作用提高了仿生吸能盒的总吸能值；同时降低了碰撞过程中的峰值力、提高了碰撞力效率，大幅度的提高了吸能装置的承载能力和吸能特性。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型的纵剖面构造图。

其中：1-锥形薄壁管、2-矩形螺旋引导槽。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本实用新型的技术方案进行详细说明。