本技术介绍了一种创新的吸能装置,该装置采用扭转曲面结构,通过固定正多边形管材两端并交替改变扭转方向,在管材表面形成多段扭转曲面。这种设计使得装置在承受外力时,扭转曲面能够形成屈曲褶皱,有效吸收冲击能量。
背景技术
中空细长方柱的吸能结构在遭受正面碰撞时,容易发生横向弯曲,构件发生横向弯曲后,其吸能效果大幅下降,因此,如何确保吸能构件在遭受碰撞时尽可能长时间的持续挤压变形而不发生横向弯曲就成了吸能构件结构设计中的重中之重。
目前,针对中空细长方柱结构的吸能构件的结构改进主要有以下几种:1.在吸能构件易屈曲部位的腹部和节点处插入切口或突起来解决吸能构件横向弯曲的问题从而可靠地实现了手风琴状的压碎变形,但是,由于自身体积的限制,只能获得自身长度70%左右的压碎变形量,而且压碎反作用力初始峰值载荷过高的缺点尚未解决;2.通过液压成形法,制造出具有螺旋折纸结构的吸能构件,使得吸能构件的压碎变形量提升至约90%,且降低了初始峰值载荷,但是,受限于加工工艺,该种结构的吸能构件加工所需的设备和模具复杂,生产成本高,且存在着构件壁厚局部显著变薄的缺陷;3.对管材进行加热,然后扭转管材,在管材表面形成扭转曲面,由于这种加工方式是对管材进行整体扭转,因此对加工设备的输出扭矩有较高的要求,还可能造成管材夹持部的形变,此外,现有的扭转加工设备的夹具对不同管材的适配程度较差,且加热扭转后无法保证管材内外同步降温冷却,导致冷却后的管材内部质地不均匀,影响性能。
实现思路