一种基于吉村折纸的汽车吸能盒及其结构设计方法与流程

1.本发明涉及汽车碰撞配件溃缩技术领域，尤其是涉及一种创新型汽车吸能盒的设计分析及制造。


背景技术：

2.十一世纪以来，随着我国经济水平的不断提高，工业水平不断发展，汽车保有量也得到了跨越式增长，我国现已成为汽车工业大国。然而在汽车工业迅猛发展的背后，汽车所带来的隐患和危机也越来越凸显，由汽车引发的交通安全、能源消耗、环境污染等问题也越发引人重视，尤其是汽车引起的交通事故更是危害公共安全的重要因素。每年因汽车交通事故所带来的伤亡和财产损失使得国家和各大汽车企越发重视汽车安全，各大科研机构、高校、企业研究院均开展了汽车安全研究。
3.城市中由汽车引发的安全问题主要是碰撞。汽车碰撞通常有以下几种形式：正面碰撞、成一定角度碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、翻滚等。正面碰撞占所有碰撞的67%，并且低速碰撞的发生概率非常高。低速碰撞是指时速在15km/h 左右的碰撞，这种情况下的碰撞一般不会造成中重大的事故和人员伤亡，却会对汽车和驾驶员造成一定程度的伤害。当汽车发生正面碰撞时，为了确保驾驶员的生存空间，汽车前部的部件要求能够吸收足够的碰撞能量。当汽车发生低速碰撞时，保险杠横梁将碰撞中产生的能量均匀地传递给吸能盒，吸能盒作为汽车前纵梁前段的重要组成部分，主要作用就是通过溃缩把碰撞中的产生的能量转化成内能，吸收横梁传递来的碰撞能量，并把没有完全吸收的碰撞能量向车身纵梁传递，从而保护车身纵梁和整车安全。
4.综上所述，研究吸能盒对于汽车安全性能的提升有很大意义。


技术实现要素：

5.了解决现有汽车吸能盒的吸能比低、体积大、吸收能力弱、成本过高问题，本发明提供了一种新型的基于吉村折纸结构的吸能盒的设计方法，相较于传统的汽车吸能盒，该设计吸能盒有更大的吸能比，体积小，安全性能高，同时成本低廉，适用性广。
6.本发明提供的一种基于吉村折纸模式的汽车吸能盒采用如下的技术方案：一种基于吉村折纸模式的汽车吸能盒，包括一个吸能体和法兰盘，其整体的尺寸参数为：长度：100mm；宽度：100mm；高度100mm。
7.通过采用上述技术方案，优化了吸能盒的尺寸，使吸能盒有更小的体积以适应更多的车型。
8.优选的，吸能体由八行和八列的折叠单元组成，每个折叠单元由一个等腰梯形和等腰三角形组成，其中等腰梯形的尺寸参数为：上底边：12.5mm；下底边：25mm；高：12.9mm。等腰三角形的边长尺寸参数分别为：14.3mm，14.3mm，13.8mm。
9.通过采用上述技术方案，利用吸能体本身的折痕做吸能盒诱导槽，当吸能盒受到撞击，吸能体在折痕山折和谷折的折叠引导下溃缩。这种溃缩方式可以有效控制吸能盒溃
缩阈值，和增加能量吸收。
10.优选的，与吸能体连接的法兰盘，有四个直径8mm的吸能盒安装孔位，对称分布在法兰盘四个角，水平和竖直两两间隔80mm。
11.通过采用上述技术方案，法兰盘与吸能体的连接用于吸能盒的安装，这种安装方式简单高效。
12.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.介绍了一种折纸吸能盒的设计方法；2.实现了可控的溃缩阈值吸能盒，结构紧凑的同时，有效提升了吸能盒的能量吸收效率；3.成本低廉，制造简易，安装方式简单高效。
附图说明
13.图1是本发明的汽车吸能盒总成立体结构示意图。
14.图2是本发明的汽车吸能盒俯视图。
15.附图标记说明：1为吸能体，1-1为折纸单元的等腰梯形，1-2为折纸单元的等腰三角形；2为法兰盘；3为安装孔位。
具体实施方式
16.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
17.本发明实施例公开一种基于吉村折纸的汽车吸能盒的结构设计方法。参照图1，一种基于吉村折纸的汽车吸能盒包括吸能体1、法兰盘2和在法兰盘上的四个安装孔位3。其中还有吸能体1上的折叠单元种的等腰梯形1-2，和等腰三角形1-3。其整体尺寸为长：100mm；宽：100mm；高：100mm。
18.吸能体1由折叠单元进行八行和八列排序组成，其中折叠单元中的等腰梯形上底边：12.5mm；下底边：25mm；高：12.9mm。等腰三角形边长分别为：14.3mm，14.3mm，13.8mm。
19.图2是一种基于吉村折纸的汽车吸能盒的俯视图，吸能体1和法兰盘2相互垂直连接，法兰盘长：100mm；宽：100mm；高：1mm。四个安装孔位3对称位于法兰盘上，安装简易。吸能体1由折叠单元组成一个正八边形的形状。
20.本发明实施例一种基于吉村折纸结构的汽车吸能盒的实施原理为：通过折纸折痕的山折和谷折，使吸能盒在受到低速碰撞时，吸能体折痕的诱导下，进行相对均匀地变形。
21.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于吉村折纸结构的汽车吸能盒，其特征在于：包括吸能体（1）和法兰盘（2）；其中吸能体（1）由八行和八列折叠单元组成，每个折纸单元由一个等腰梯形（1-1）和等腰三角形组成（1-2）；法兰盘（2）与吸能体（1）侧面焊接，有四个螺栓安装孔位（3）。2.根据权利要求1所述的一种基于吉村折纸的汽车吸能盒，其特征在于：所述的整体尺寸为：长：100mm；宽：100mm；高：100mm。3.根据权利要求1所述的一种基于吉村折纸的汽车吸能盒，其特征在于：所述的折叠单元的等腰梯形（1-1）上底边：12.5mm：；下底边：25mm；高：12.9mm；等腰三角形（1-2）的边长分别为：14.3mm，14.3mm,13.8mm。4.根据权利要求1所述的法兰盘（2），其特征在于：所述的几何尺寸为：长：100mm；宽100mm：；高：1mm；其四个安装孔位（3）为直径8mm，且在水平和竖直方向上两两孔位间距80mm。5.一种基于吉村折纸模式的汽车吸能盒的设计方法，其特征在于具体方法如下：s1：根据客户对于吸能盒的需求，如基本性能要求、尺寸要求、成本预算及工艺要求进行设计；s2：根据步骤s1中各个需求进行统筹规划，确定吸能盒总成的尺寸参数；s3：根据吸能盒总成的几何参数进行三维建模；s4：根据吸能盒的三维模型，对模型进行有限元分析，验证吸能盒总成性能是否达到要求，若通过则进入步骤s5；若不通过，则需要继续修改设计参数直到其通过评估为止；s5：输出最终达到性能要求的三维模型，完成吸能盒总成的设计。

技术总结
本发明公开了一种基于吉村折纸的汽车吸能盒及其结构设计方法，其包括吸能体和法兰盘。所设计吸能盒的吸能体利用了一个八行和八列的吉村折纸的折痕模式，该模式每一个折叠单元由一个等腰梯形和等腰三角形组成，其中等腰梯形的短底边为山折，长底边为谷折，折叠而成的吸能体横截面为正八边形，通过焊接与法兰盘固定。当该吸能盒受到撞击，吸能体在折痕的的诱导下溃缩，发生褶皱变形，从而吸收撞击产生的能量。本发明相较与传统的吸能盒设计，其折纸结构自带了溃缩槽的功能，可以实现更大程度的压缩，从而吸收更多能量，同时制作工艺简单，成本低，适用性广泛。适用性广泛。适用性广泛。


技术研发人员：周鹏宇 王昭锐 房依琳
受保护的技术使用者：王昭锐 房依琳
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/4/29