專利名稱：用于通過塑性變形來吸收某些沖擊的車輛結(jié)構(gòu)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及車輛的安全性，尤其是涉及車輛在與物體相撞情況下的安全性，其中的物體或者是行人、騎自行車人、騎摩托車人、其它機(jī)動(dòng)車、固定物體，或者是樹木，其中的固定物體例如是墻壁、房屋等的建筑物，但這些有關(guān)固定物體和移動(dòng)物體的舉例并非是車輛可能碰撞到的物體的限制性列表名單。
背景技術(shù)：
當(dāng)與行人、騎車人、或騎摩托車人發(fā)生碰撞時(shí)，沖擊力量并不是非常大，但絕對需要對行人或騎車(摩托車)人實(shí)施盡可能多的保護(hù)，以保護(hù)其身體的完整性和生命。
因而，按照撞擊的劇烈程度，遇到的事故實(shí)例涉及城區(qū)環(huán)境內(nèi)的撞擊到極其猛烈的撞擊(專業(yè)人員稱這樣的撞擊為“毀性撞車”)，在這些事故中，必須要保護(hù)車輛上乘客的生命，且如果可能的話，必須要防止乘客由于該撞擊而受到任何傷害，或者至少要能減少對乘客的嚴(yán)重?fù)p傷。
在過去的幾年中，汽車制造商已著手研究多種方案來應(yīng)對這些安全限制條件，但尚未有任何一個(gè)廠家找出了完全令人滿意的方案。事實(shí)上，為安全性而提出的技術(shù)方案在最初首先應(yīng)對的是與正面撞擊有關(guān)的情況，其中的正面撞擊也就是指其發(fā)生時(shí)能沿車輛主軸線施加作用力和應(yīng)力的撞擊。
因而，人們已在車輛的結(jié)構(gòu)部件上應(yīng)用了多種解決方案，以吸收撞擊的動(dòng)能，其中的結(jié)構(gòu)部件例如是縱梁、車身托架(cradle)，甚至于在車輛結(jié)構(gòu)上增設(shè)補(bǔ)充性的裝置，這些補(bǔ)充裝置例如是吸能器、托架側(cè)梁、延長部或延伸體。
但迄今為止，對于下面的撞擊情況尚未找到理想的解決方案即施加在車輛結(jié)構(gòu)元件上的作用力和應(yīng)力的指向未沿車輛主軸向的情況，從而，在發(fā)生撞擊時(shí)，這樣的情況將使得某些結(jié)構(gòu)元件或上述的補(bǔ)充裝置受到聯(lián)合作用的作用，該聯(lián)合作用將作用力與力矩同時(shí)組合起來。
另外，迄今為止實(shí)現(xiàn)的解決方案并不能完全令人滿意地控制和定位吸收動(dòng)能的位置點(diǎn)，既不能將吸能點(diǎn)置于一定的位置處、以便于能根據(jù)撞擊的情形而吸收變化度很大的動(dòng)能，也無法控制這些結(jié)構(gòu)元件和補(bǔ)充性裝置發(fā)生變形的局部位置點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本申請人致力于提出一些部件，其能更為理想地滿足這些需求。本發(fā)明體現(xiàn)了在這一研究方向上的突出進(jìn)展。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種機(jī)械裝置，其包括一細(xì)長的結(jié)構(gòu)元件，該元件用于通過變形而至少在部分上吸收某些沖擊。該元件包括一具有選定平直截面的管體。該管體上設(shè)置有局部的改型部分，這些改型部分的形狀和位置分別經(jīng)過了選擇，以便于基本上對應(yīng)著聯(lián)合作用作用下的給定變形規(guī)律，其中的聯(lián)合作用是由沿部件軸線方向的壓力和一個(gè)力矩組成的，該力矩的軸線垂直于經(jīng)過所述部件軸線的平面。所述變形規(guī)律包括一個(gè)吸能階段，之后是一個(gè)將該部件撤消的階段。
根據(jù)本發(fā)明一特殊的特征，車輛的托架或前部結(jié)構(gòu)上設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)被稱為“延伸體”的前部元件，尤其是，可設(shè)置多于兩個(gè)的延伸體。
這樣的延伸體可被看作是一個(gè)撐架，其將托架的前部與緩沖器的下梁連接起來，因而，托架借助于一個(gè)或多個(gè)沖擊吸能器與緩沖器的基部連接起來。申請人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到該延伸體因而必須具備如下特征[12]-能抵抗一個(gè)最小作用力，在該最小作用力之下，延伸體可保持不變形狀態(tài)，而緩沖器和吸能器則被壓潰；[13]-超過該最小作用力后，延伸體必須發(fā)生變形，因而可吸收最多的能量，而不會(huì)對托架造成損壞； -在該變形結(jié)束時(shí)能被去除，以便于在壓潰過程結(jié)束時(shí)不會(huì)在托架與撞擊障礙物之間形成撐架結(jié)構(gòu)。


從下文的描述以及附圖可清楚地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中[16]圖1中的左側(cè)視圖表示了車輛上前部部件的一種實(shí)施方式；[17]圖2A和圖2B表示了作用力施加到某個(gè)部件上時(shí)兩種不同的可能構(gòu)造；[18]圖3示意性地表示了堆縮和彎折的概念；[19]圖4A中的斷面圖表示了型體的一種實(shí)例，并表示出了一些指標(biāo)；[20]圖4B和4C表示了該型體發(fā)生局部變化時(shí)的第一種實(shí)例，在圖示的情況是該變化是由變形造成的；[21]圖5表示了型體發(fā)生局部變化時(shí)的另一種實(shí)例；[22]圖6中的網(wǎng)格軸測圖表示了一個(gè)具有三個(gè)變化部的部件；[23]圖6A中的軸測圖表示了與一個(gè)部件有關(guān)的各個(gè)指標(biāo)；[24]圖7A到圖7D中的側(cè)視圖表示了部件變形過程中的不同階段，圖中情況下，該部件在基本為純軸向力的作用下發(fā)生堆縮變形；[25]圖8A中的圖線表示了對于圖7所示的情形、受純軸向力作用的部件的受力曲線(y軸)隨時(shí)間(x軸)的變化關(guān)系，圖8B中的圖線表示了對于同一現(xiàn)象，部件在受沖擊時(shí)沿x軸的潰縮程度(或長度的縮短)；[26]圖9A到圖9D中的側(cè)視圖表示了部件在受到伴有力矩的軸向力作用而發(fā)生彎折變形時(shí)的不同階段；[27]圖10A和圖10B是與圖8A和圖8B屬于同樣類型的圖線，但針對的是圖9A到圖9D所示的部件，圖中對上表面和下表面進(jìn)行了區(qū)分；[28]圖11A到圖11E中的側(cè)視圖表示了部件在受到伴有力矩的軸向力作用而先堆縮而后彎折變形時(shí)的不同階段；[29]圖12A和圖12B是與圖10A和圖10B屬于同樣類型的圖線，但針對的是圖11A到圖11D所示的部件； 圖13A到圖13E表示了一個(gè)設(shè)置有改型部分的部件，這些改型部分的位置略有區(qū)別；[31]圖14A和圖14B中的側(cè)面圖和俯視圖表示了帶有改型部分的部件，其中的改型部分既是凹入的，也是突出的；[32]圖15表示了一種部件，其帶有略為不同的改型部分，該改型部分帶有一個(gè)變形部和一個(gè)穿孔；[33]圖16A到圖16F中的軸測圖表示了部件在受到伴有力矩的軸向力作用而先堆縮而后彎折變形時(shí)的不同階段；[34]圖17A到圖17F與圖16A到圖16F類似，但是是俯視圖；[35]圖18A到圖18F與圖16A到圖16F類似，但是是側(cè)視圖；[36]圖19和圖20中的軸測圖按照相同的方式表示了帶有穿孔的一種第一部件，圖中表示出了XYZ的三向軸線；[37]圖19A到圖19D中沿XZ方向的側(cè)視圖表示了第一部件在變形時(shí)的不同階段，在另一方面，圖20A到圖20D中沿XY方向的側(cè)視圖也表示了對應(yīng)的各個(gè)變形階段；[38]圖21A、21B和21C中的圖線分別表示的是圖19和20所示的第一部件在變形過程中受力與時(shí)間的關(guān)系、受力與潰縮度的關(guān)系、以及吸收能量與時(shí)間的關(guān)系；[39]圖22和圖23中的軸測圖按照相同的方式表示了帶有穿孔的一種第二部件，圖中表示出了XYZ的三向軸線；[40]圖22A到圖22D中沿XZ方向的側(cè)視圖表示了第二部件在變形時(shí)的不同階段，在另一方面，圖23A到圖23D中沿XY方向的側(cè)視圖表示了對應(yīng)的各個(gè)變形階段；[41]圖24A、24B、24C中的圖線分別表示的是圖22和23所示的第二部件在變形過程中受力與時(shí)間的關(guān)系、受力與潰縮度的關(guān)系、以及吸收能量與時(shí)間的關(guān)系；[42]圖25和圖26中的軸測圖按照相同的方式表示了帶有穿孔的一種第三部件，圖中表示出了XYZ的三向軸線；[43]圖25A到圖25D中沿XZ方向的側(cè)視圖表示了第三部件在變形時(shí)的不同階段，在另一方面，圖26A到圖26D中沿XY方向的側(cè)視圖表示了對應(yīng)的各個(gè)變形階段；[44]圖27A、27B、27C中的圖線分別表示的是圖25和26所示的第三部件在變形過程中受力與時(shí)間的關(guān)系、受力與潰縮度的關(guān)系、以及吸收能量與時(shí)間的關(guān)系；[45]圖28和圖29中的軸測圖按照相同的方式表示了帶有穿孔的一種第四部件，圖中表示出了XYZ的三向軸線；[46]圖28A到圖28D中沿XZ方向的側(cè)面圖表示了第四部件在變形時(shí)的不同階段，在另一方面，圖29A到圖29D中沿XY方向的側(cè)面圖表示了對應(yīng)的各個(gè)變形階段；[47]圖30A、30B、30C中的圖線分別表示的是圖28和29所示的第四部件在變形過程中受力與時(shí)間的關(guān)系、受力與潰縮度的關(guān)系、以及吸收能量與時(shí)間的關(guān)系；[48]圖31和圖32中的軸測圖按照相同的方式表示了帶有穿孔的一種第五部件，圖中表示出了XYZ的三向軸線；[49]圖31A到圖31D中沿XZ方向的側(cè)視圖表示了第五部件在變形時(shí)的不同階段，在另一方面，圖32A到圖32D中沿XY方向的側(cè)視圖表示了對應(yīng)的各個(gè)變形階段；以及[50]圖33A、33B、33C中的圖線分別表示的是圖31和32所示的第五部件在變形過程中受力與時(shí)間的關(guān)系、受力與潰縮度的關(guān)系、以及吸收能量與時(shí)間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式附圖以及說明書中的附錄中包含了特征明確的元件。因而，附圖及其說明不僅有助于對說明書進(jìn)行理解，而且在必要的情況下有助于對本發(fā)明進(jìn)行定義。
在彈性變形的領(lǐng)域?qū)C(jī)械結(jié)構(gòu)的行為進(jìn)行建模是為人所熟知的。但是，對于塑性變形卻不是一件容易的事情，對于嚴(yán)重?cái)D壓的情況則更為困難。目前，出現(xiàn)了一些被稱為“撞損計(jì)算器”的軟件程序，例如分別由MECALOG公司、ESI集團(tuán)、以及LSTC(Livemore軟件技術(shù)公司)開發(fā)的軟件RADIOSS、PAM CRASH以及LS DYNA。在這些軟件程序中，采用了與彈性行為規(guī)律顯著不同的結(jié)構(gòu)行為規(guī)律。為了確定這些行為規(guī)律，必須按照材料的使用形式來對其動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行描述，并對結(jié)構(gòu)建模。利用Johnson-Cook定律或Cowper Symond定律，通過實(shí)驗(yàn)裝置來完成對材料特性的描述。利用在大尺度高速變形情況下行為的數(shù)學(xué)規(guī)律，完成對結(jié)構(gòu)的數(shù)字建模。
圖1中的左視圖示意性地表示了車輛前部部件(左手側(cè)部件)的一種實(shí)施方式。該視圖表示出了上分支和下分支，上下分支基本上是按照軸線10定義的(注意上分支有時(shí)也被稱作中間分支，因而，上分支在車輛上處于較高的位置)。車輛上的前部即為圖中的左側(cè)。在圖中的右面，在部件體上，表示出了一個(gè)與軸線10平行的部件11，其被稱為縱梁，該部件向上升高而限定了上分支，其末端帶有一個(gè)沖擊吸能器14和一個(gè)緩沖器上梁(標(biāo)號(hào)為15)。
在圖中的下部，一托架12以柔性或剛性的方式安裝到縱梁11上。從該托架12延續(xù)出一部件20，其被稱為延伸體，其后連接著一個(gè)下吸能器24(為行人而設(shè)置的)，然后是一個(gè)緩沖器下梁25。在上梁15與下梁25之間形成了一個(gè)前緩沖器18。優(yōu)選地是，一個(gè)懸垂部件13將延伸體20與縱梁11上位于該延伸體上方的部分垂直地連接起來。應(yīng)當(dāng)指出的是延伸體20利用懸垂部件13懸掛在縱梁11上。此處，該懸掛關(guān)系并非是剛性的聯(lián)接。
例如可從專利文件FR-A-2 800 695或FR-A-2 824 523了解與圖1所示結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。
尤其可采用上述的軟件程序，以尋求使車輛的結(jié)構(gòu)體具有所需的特性，對于車輛的前部，該過程一般是通過增大撞擊的幅度來實(shí)現(xiàn)的[57]-對于非常微小的沖擊不發(fā)生任何變形；[58]-之后，使緩沖器和吸能器等可更換部件發(fā)生變形，而不對其余部件造成損壞；[59]-之后，整個(gè)前部部件開始發(fā)生變形，以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)艙以及托架和前車軸； -最后，發(fā)生了很大的變形，使整個(gè)車輛前部損毀，此時(shí)關(guān)心的是保護(hù)乘客艙，而不論車輛的結(jié)果如何。
直到目前為止，所做的努力都局限在那些非常易于折皺彎曲的部件上，原因在于[62]-它們非常細(xì)長柔弱(在歐拉公式的意義上)；或者[63]-在沿其長度的多個(gè)位置處，部件獲得了良好的支撐，例如對于前縱梁(其受到與其相連器件的各個(gè)支撐功能件的支撐作用，其中的器件例如是車輪罩板、齒輪箱支撐體等)或后縱梁(例如被車輪罩板、后底盤、以及橫梁支撐著)。
本申請人通過集中精力研制了一種結(jié)構(gòu)元件而開辟了一個(gè)不同的途徑，該結(jié)構(gòu)元件例如是安裝在一短托架(而非最為常用的長托架)端部上的延伸體。
在此情況下，這樣的結(jié)構(gòu)元件一般不是在其全長范圍內(nèi)受到支撐，這一點(diǎn)是很重要的。因而，這些元件能發(fā)生褶曲變形。附錄1中公式[I]給出了歐拉公式意義上細(xì)長比λ的定義，其中[66]-L是元件的長度；[67]-S是其平直截面的面積；以及[68]-Imin是所考慮截面的最小慣性模量。
返回到現(xiàn)有技術(shù)中。具有類似功能的現(xiàn)有機(jī)械部件例如是沖擊吸能器。這些部件被制成封閉中空體的形式，它們是用薄板材制成的，并帶有“堆縮波紋”。這些結(jié)構(gòu)是平直截面上的環(huán)周變形(“波紋狀變形”)、角形的破口、或類似的裝置，它們使得部件能像一個(gè)塑性瓶體那樣自身折縮起來(堆縮)。
這些現(xiàn)有部件的長度相對于它們的平直截面是相對短的(在運(yùn)動(dòng)的主方向上，因而也就是在沖擊的方向上)。因而，由于這些部件并非是非常細(xì)長的，所以可避免發(fā)生彎折。
因而，申請人首先考慮的是如何實(shí)現(xiàn)類似功能—但卻是利用相對較長部件的問題，尤其是使部件如上述延伸體那樣發(fā)揮作用的問題。一般來講，所提出元件的細(xì)長比大于25，尤其是顯著高于25。該細(xì)長比大致上能限定一個(gè)最小長度。如果需要的話，可從公式[II]確定出最大的長度，式中E為楊氏模量，F(xiàn)是臨界歐拉力，k是一個(gè)系數(shù)，如果部件的兩端是可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的，則k＝1。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到在其它情況下，k可以是其它數(shù)值。
首先，似乎看來可以在相對較高的軸向推力(Fmin)的作用下，保持形狀而不發(fā)生彎折。有利地是，可采用帶有圓角的小厚度中空型體?！靶『穸取痹诖耸侵负穸确秶c所需的抗彎折能力相適合，且具有在彎折之前先堆縮的性能。還已發(fā)現(xiàn)通過適當(dāng)?shù)叵薅ㄆ街苯孛娴男腕w形狀，能對堆縮變形進(jìn)行控制，而且使其仍然不發(fā)生彎折。
型體的總體形式可以為平直的筒柱形表面。盡管其平直截面可采用多種不同的多邊形形狀，但最為常用的形狀是方形或矩形。但是，本發(fā)明也適用于其長度范圍上具有一個(gè)或多個(gè)撓曲的部件。
按照上述的現(xiàn)有技術(shù)，堆縮元件是用薄板材料制成的，其截面型體被制成U形的形式，然后焊接到一起而形成一個(gè)封閉的型體。
根據(jù)本發(fā)明，最好是使用焊接成的或無焊縫的管體，其具有如下的特性[76]-在兩個(gè)半型體之間不存在焊接，因而不會(huì)像用薄板材料制造的通常情況那樣存在焊接的不連續(xù)性；[77]-不帶有封蓋，因而能減少材料和成本，但至少能實(shí)現(xiàn)同等的強(qiáng)度。
其次，申請人已經(jīng)致力于用相同的部件獲得如下的效果首先是沿縱向發(fā)生變形(“堆縮”)，然后沿一橫向軸線發(fā)生彎折變形(“彎折”)。
另外，申請人還尋求研制一種部件，不論所施加的力是一個(gè)純粹的壓力，還是伴隨有一個(gè)力矩，該部件都具有上述的特性。產(chǎn)生所述力矩的原因可以是[80]-部件相對于車輛的主運(yùn)動(dòng)方向是偏斜的(見圖2A)；和/或[81]-發(fā)生了斜向撞擊，也就是說，對前面的撞擊具有一個(gè)側(cè)向分量，其中的原因是該撞擊本身就是斜向的，或者該撞擊未與部件的軸線對正(見圖2B)。
在本文的描述中，詞語“力矩”既指力矩的力矩矢量(見圖6A)，也指力矩的代數(shù)量值一即向量的幅值。
圖3是一個(gè)非常示意化的視圖，從左到右，該視圖表示了希望部件隨著作用力的增大而表現(xiàn)出的行為。
圖4A表示了一種其型體經(jīng)過設(shè)計(jì)的部件，該部件的平直截面基本上是均勻的矩形。圖4B表示的是同一部件，但從橫截面上看具有局部改型部分，而圖4C是圖4B所示部件的左側(cè)視圖。
在該實(shí)例中，局部改型部分采用了變形部的形式，在圖示的情況下，該變形部是由凹痕形成的，在橫截面上，兩變形的鄰角為角(1)和角(2)，但允許相對表面(f)自由地變形。在此操作過程中，截面的周長基本上保持不變。
圖4B和圖4C所示的改型部分相對于部件的縱向中間平面P4基本上是對稱的。
大體上，凹入的改型部分(凹痕)位于較小的表面上，而突出的改型部分(鼓凸)則位于大表面上。
與圖4相比，圖5上的改型部分基于相同的原理，但相對于部件的縱向中間平面P5是明顯不對稱的。
在該實(shí)例中，局部改型部分的形式表現(xiàn)為表面(f1)上角度為(1)的凹痕，在此情況下，表面f1即為上表面，而相鄰的表面(f2)卻能自由地變形。與上述的情況相同，截面的周長基本上保持不變。
圖6中的軸測圖表示了一種部件，其上設(shè)置有三個(gè)如圖5所示的改型部分Al-A3。
在實(shí)際情況中，可利用傳統(tǒng)的造型方法(例如模壓方法)、液壓成型方法、或借助于其它類似的造型工藝來形成這些改型部分。
圖6A表示了部件位置和形狀的參數(shù)，其中的部件例如是圖6所示的部件，車輛的前部位于圖中的左側(cè)。
圖7表示了一個(gè)被制成中空體(此處為一方形管)的延伸體在變形時(shí)的不同階段(或變形順序)，該延伸體的兩相對表面上設(shè)置有對稱的隆凸，隆凸被制成垂直于縱向軸線，且會(huì)影響到其所涉及表面的總寬度(凸起的折紋或突出的改型部分)，在另外兩個(gè)相對的表面上還設(shè)置了對稱的凹痕，它們被制成垂直于縱向軸線，并能影響其所涉及的表面的總體寬度(凹陷的折紋或凹入的改型部分)。當(dāng)部件受到沿其軸線作用的力時(shí)，部件上的這些改型部分起到了變形觸發(fā)點(diǎn)的作用。圖7A表示了處于自然靜止?fàn)顟B(tài)的延伸體。
隨著變形(沿部件縱向軸線的擠壓變形)的不斷發(fā)展[95]-圖7B通過使頭部發(fā)生改變而形成了第-折紋；[96]-圖7C之后形成了第二、第三、第n、以至最后一道折紋；[97]-最后為圖7D的狀態(tài)，從圖中可看出，該部件沿其縱向軸線被完全壓潰(形成了波紋狀的一道道折紋，該波紋是從第一改型部分處開始的)。
這一現(xiàn)象在現(xiàn)有技術(shù)中也被稱為“堆縮”。
圖8A和圖8B中的圖線分別表示的是圖7所示的部件在受到純軸向力作用時(shí)其受力曲線(y軸)隨時(shí)間(x軸)的變化關(guān)系；以及對于同一現(xiàn)象，部件在受沖擊后的潰縮程度(或長度的減小)被表示在x軸上。
圖9表示了一個(gè)與圖7A所示部件相同的部件，但表示的卻是這樣的情況部件受到的作用力組合了沿部件縱向軸線施加的力和一個(gè)力矩，該力矩的作用軸線與部件的縱向軸線垂直，并位于部件的主對稱平面(此處，該平面具有一與圖面方向垂直的軸線)內(nèi)。對于作用力F不對正的情況，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿軸線的作用力A和一個(gè)力矩C。
從圖中可確定出，在此情況下，部件立即就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)角變形(縱向軸線被破壞，這種現(xiàn)象在現(xiàn)有技術(shù)中被稱為“彎折”)，這一現(xiàn)象導(dǎo)致對動(dòng)能的吸收不充分(與圖7所示的情況相反)，并出現(xiàn)了不受控制的變形(彎折)。F增大，則A和C也將隨之成比例地增大。起先部件還抵抗著外力(見圖9A)；然后，其迅速發(fā)生改變而逐漸變彎(見圖9B到圖9D)。
圖10A和圖10B中的圖線分別表示的是部件在如圖9所示那樣同時(shí)受到軸向力和力矩作用時(shí)其受力曲線(y軸)隨時(shí)間(x軸)的變化關(guān)系，以及對于同一現(xiàn)象，部件在受沖擊后的潰縮程度(長度的減小)被表示在x軸上。
此處，圖10A表示出了現(xiàn)有技術(shù)中力隨時(shí)間的變化規(guī)律，其中[104]-上側(cè)曲線最大力(上表面受力)；以及[105]-下側(cè)曲線最小力(下表面受力)。
在接近受力第一峰值的區(qū)間處，開始出現(xiàn)彎折。該過程伴隨著上表面上改型部分的折紋發(fā)生閉合?？梢哉J(rèn)為發(fā)生彎折是由于部件兩相對表面上的力峰值既不相等、也不同步。
圖10B表示了部件中力隨潰縮的變化關(guān)系，其中[108]-上側(cè)曲線最大力(上表面受力)；以及[109]-下側(cè)曲線最小力(下表面受力)。
總的行為只源于開始區(qū)域處的彈性場，該開始區(qū)域是指位于第一峰值之前的區(qū)域。在過了該峰值之后，圖10B表示了在彎折過程中部件內(nèi)受力隨變形而變化的狀況。
圖11A到圖11E涉及一種部件實(shí)例，該部件是根據(jù)本發(fā)明而制出的。
該部件的至少一個(gè)表面上設(shè)置有改型部分，該改型部分并不影響其所涉及表面的總體狀況(在平直截面內(nèi))。部件上這樣的設(shè)計(jì)也被稱為“非對稱改型部分”或“欠對稱改型部分”。這一概念還包括根據(jù)另一實(shí)施方式的情況改型部分是具有定向性的，即形成了一個(gè)角度，其不與部件的縱向軸線垂直。
更一般而言，希望改型部分具有一個(gè)非對稱平面，該平面經(jīng)過部件的軸線?？煽紤]這樣的設(shè)計(jì)[114]-改型部分相對于部件的軸線是不對稱的，并處于一個(gè)經(jīng)過部件軸線的平面內(nèi)，該平面與力矩矢量的軸線垂直(其為圖11A中的圖面平面)；[115]-或者改型部分相對于經(jīng)過部件軸線、且經(jīng)過力矩矢量軸線的平面(該平面即經(jīng)過軸線、且與圖11A圖面平面垂直的平面)是不對稱的。
對于這樣的部件，如果像在圖9中的情況那樣，受到一個(gè)作用力A和一個(gè)力矩C，則將發(fā)現(xiàn)變形首先是從第一改型部分處形成折紋而開始，隨后將形成另一折紋(堆縮)，而后發(fā)生彎折。因而，在此情況下，首先是抵抗變形的第一階段，然后，在強(qiáng)度增大的作用力和力矩的作用下，發(fā)生堆縮現(xiàn)象(同時(shí)吸收動(dòng)能)，而后出現(xiàn)“彎折”現(xiàn)象。從下文的描述可了解到，可控制該彎折的起始點(diǎn)，并能控制對應(yīng)折縮的方向。這樣就能根據(jù)變形的特定情形來損毀機(jī)械元件，以便于保護(hù)乘客艙(或限制對其的損害)，因而在發(fā)生撞擊的情況下，有助于保護(hù)乘客身體的完整性。
圖11A到圖11E所涉及的部件屬于這樣情況其帶有圖5所示類型的非對稱改型部分。
從上文可了解到該部件受到一個(gè)推力F作用，該推力被分解成一個(gè)沿軸線的力A和一個(gè)軸線與圖面垂直的力矩C，因而，力A和力矩C能成比例地增加。因而能獲得如下的行為特性[119]-首先，部件具有抵抗性(圖11A)；[120]-然后，與圖10情況不同的是，部件開始發(fā)生堆縮(圖11B)，部件自身皺縮到-起(在外周面上，折紋是對稱的)；[121]-發(fā)生堆縮(圖11C)，然后，排擠到第二改型部分(見圖11D)處；[122]-隨后，部件開始發(fā)生彎折(見圖11E)，出現(xiàn)非對稱的折縮。
在上述的實(shí)例中，非對稱的改型部分基本上保持在與部件軸線垂直的區(qū)域內(nèi)?？梢允垢男筒糠謨A斜(“定向”)為一個(gè)選定的傾斜度(見圖13)。
圖12A和圖12B中的曲線與圖10A和圖10B中的曲線是相似的，但針對的是圖11所示的部件。
從圖12A和圖12B可看出只要上下表面上的作用力的峰值能基本上保持同步，就能維持堆縮變形。對于圖12A中的頭兩個(gè)峰值，情況的確是這樣的，其中的兩個(gè)峰值對應(yīng)于順次的兩個(gè)改型部分。只有在此之后，才開始發(fā)生彎折，如圖11E所示，部件的不對稱彎折處基本上位于改型部分之外的其它位置。
圖12A和12B中的兩個(gè)圖線表示的是對于圖11所示的部件、力隨時(shí)間的變化曲線以及力隨潰縮度的變化曲線。
圖13表示了一種部件，一方面，該部件上具有非對稱的改型部分，這些改型部分具有引發(fā)堆縮的作用，在另一方面，部件上具有一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)充性的改型部分，其與上述的改型部分采用不同的形式，并具有引發(fā)彎折的功效。另外，至少其中的某些改型部分是定向性的。
可利用與圖12所示曲線為相同類型的曲線來描述圖13所示部件的行為特性。
能發(fā)生堆縮的改型部分的區(qū)域數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或更多。
至于所關(guān)心的彎折選定點(diǎn)，可將這樣的選定點(diǎn)限制為單個(gè)改型部分區(qū)，或者也可具有多個(gè)這樣的區(qū)域，尤其是在希望具有多個(gè)彎折點(diǎn)的情況下。
如圖14A和圖14B所示，一種類型的非對稱改型部分可以既是凹陷的，也是突出的，圖14A、14B是沿兩個(gè)垂直的軸向平面對同一部件所作的視圖。兩改型部分的平直截面被表示在圖S1和S2中。在圖14A中，改型部分具有凹入的折皺，而在圖14B中，改型部分具有突出的折皺。在此情況中，視圖所對應(yīng)的兩個(gè)平面代表著力矩的兩個(gè)分量。
基本上，改型部分是可變形的區(qū)域?？砂凑者x定的方式在這些改型部分上增設(shè)孔隙或穿孔，這些孔隙或穿孔能增強(qiáng)改型部分的效果。從下文可了解到，作為一種改變形式，僅利用孔隙或穿孔就能形成改型部分。
換言之，一個(gè)或多個(gè)改型部分最好是向外開口的，也就是說，改型部分的頂點(diǎn)(對于突出的改型部分)或基部(對于凹陷的改型部分)具有一個(gè)孔隙(例如孔洞或孔腔)，例如可根據(jù)撞車情形所導(dǎo)致的應(yīng)力來選擇該孔隙的形狀和外形型體。
圖15表示了向外開口的凹入改型部分的一種實(shí)例。應(yīng)當(dāng)指出的是兩孔隙之間的邊緣也被形成為凹陷的形狀。
因而，該部件的內(nèi)部至少可部分地設(shè)置一內(nèi)襯，該內(nèi)襯例如是由不可壓縮的泡沫制成的。選擇性地填充有助于確定堆縮點(diǎn)和/或彎折點(diǎn)。
圖16、17和18分別是軸測圖、俯視圖、以及側(cè)視圖，它們表示了一個(gè)部件在變形過程中的各個(gè)狀態(tài)。圖示的各個(gè)階段基本上對應(yīng)著各自的次序。該部件具有改型部分α1、α2、α3、以及α4。從圖16A可看出，改型部分α1與圖15中的改型部分類似，具有兩個(gè)孔隙。此處，改型部分α2、α3、α4屬于凹陷的非對稱類型，從圖18A可容易地看出這一點(diǎn)。
圖16A、17A、18A表示了處于自然靜止?fàn)顟B(tài)的部件。在該實(shí)例中，該部件的左側(cè)端(車輛的前部)應(yīng)當(dāng)基本上是自由的，而右側(cè)端(車體托架一側(cè))則是固定的。該部件是一個(gè)中空的金屬型材，其尺寸(可參見圖4A中的標(biāo)注)是(方括號(hào)中給出了該實(shí)例的最小范圍)[138]I＝50mm[30到60][139]h＝70mm[40到90][140]e＝2mm[1到4][141]R＝5mm[2到30]。
圖16B、17B、以及18B表示的是堆縮的開始時(shí)刻。堆縮是由部件左側(cè)端上有限的凹痕引發(fā)的，凹痕被置于理想的位置上，以便于使所施加的作用力被轉(zhuǎn)化為堆縮過程，此處，該堆縮過程還伴有非常輕微的彎折(左側(cè)端區(qū)域)。
在圖16C、17C、18C以及其后的圖16D、17D、18D中，先前已開始的堆縮繼續(xù)進(jìn)行，而先前已開始發(fā)生的輕微彎折則基本上保持不變。因而，直到那時(shí)為止，部件一直在進(jìn)行堆縮，這是明顯主導(dǎo)的行為。這樣就能吸收非常大量的能量。
在圖16E、17E、18E以及其后的圖16F、17F、18F中，可看到部件上出現(xiàn)了雙道折紋，或發(fā)生了雙級(jí)彎折首先，是已在左端出現(xiàn)的彎折繼續(xù)發(fā)展，其次，在右端出現(xiàn)了另一個(gè)彎折點(diǎn)，此處，這一現(xiàn)象聯(lián)系到部件在這一側(cè)(托架側(cè))是固定的事實(shí)。
這一重要階段能實(shí)現(xiàn)撤消該部件的所需效果，從上文可看出，在汽車的安全性方面，這樣的效果絕對是重要的。
本發(fā)明一個(gè)重要的方面在于在該撤消現(xiàn)象之前，是一個(gè)顯著吸能的階段，上文已對此作了介紹。
如果返回來參見圖1，本發(fā)明使得具有給定長度的延伸體實(shí)現(xiàn)了理想的吸能規(guī)律，隨后再被撤消掉。盡管該目的基本上是針對于車輛前部的下分支，但將本發(fā)明提出的部件應(yīng)用于其它前部元件或其它撞擊情況也并非是不可能的，甚至可應(yīng)用到非汽車的場合中，其它的撞擊例如是側(cè)向撞擊或后部撞擊。
在當(dāng)前的研究狀態(tài)下，申請人已經(jīng)注意到對于帶有對稱的改型部分(位于平直截面的附近)，在受到純軸向力的情況下，部件能抵抗著外力而沒有變形，直到達(dá)到一個(gè)閾值力Fmin為止，在超過該Fmin之后，通過發(fā)生堆縮而吸能；但在另一方面，在存在不可忽略的力矩分量時(shí)，部件將自動(dòng)發(fā)生彎折。在另一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在此情況下，通過合適地選擇至少在部分上非對稱的改型部分，就能獲得利用堆縮來首先吸能的效果，如果必要的話，還可以通過控制預(yù)設(shè)計(jì)的彎折來實(shí)現(xiàn)該效果，而顯著的彎折現(xiàn)象只是在隨后才發(fā)生。這樣的部件具有非常有利的性能，可根據(jù)不同的行業(yè)需求而提供該部件，因而可進(jìn)行選擇?？赏ㄟ^反復(fù)試驗(yàn)的方法來進(jìn)行選擇。
申請人:還致力于只利用孔隙或穿孔(“孔洞”)來獲得所需的效果。下面將基于5組附圖對此進(jìn)行描述，這些附圖是按照相同的方式繪制的，對應(yīng)著5種具有不同孔隙構(gòu)造的部件。所設(shè)計(jì)的前三種部件帶有非對稱布置的孔洞(位于平直截面的附近)；在另一方面，后兩種部件上的孔洞被對稱地布置在平直截面的附近。
圖19中的軸測圖表示了這樣的情況管體上的改型部分是由兩對穿孔構(gòu)成的，穿孔被設(shè)置在管體的下邊緣或“拐角”處。圖20與圖19表示的內(nèi)容是相同的，目的是為了幫助理解。
已制訂了一個(gè)試驗(yàn)，該試驗(yàn)基本上對應(yīng)著被稱為“EURONCAP”(歐洲碰撞試驗(yàn))的條件，碰撞的初速是64km/h，并復(fù)制了部件在車輛上的裝配條件，但并非是完全的真實(shí)環(huán)境。
隨后，部件受到一個(gè)由壓力和力矩組成的聯(lián)合作用。力矩的效果在于使管體的上部(圖中的上部)受到更強(qiáng)的應(yīng)力。
圖19A和圖20A中的側(cè)視圖表示的是變形即將開始時(shí)的情形。然后，圖19B到19D、以及圖20B到20D所表示的狀態(tài)分別是2.5微秒、5微秒、以及10微秒時(shí)的情形。
在所有沿XY方向所作的側(cè)視圖中，都可看到在標(biāo)志點(diǎn)T處，部件上帶有一個(gè)固定孔。該孔并不是一個(gè)嚴(yán)格意義上的改型部分，盡管其也能起到同樣的作用。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該管體先堆縮，然后彎折。
對圖21A來說，其表示的是作為時(shí)間函數(shù)的測得力，圖中的虛線表示的是管體上部的數(shù)值，實(shí)線表示的是下部受力，該作用力穿過了與管體軸線正交的截面。作為橫坐標(biāo)，時(shí)間的計(jì)數(shù)單位是微秒。作為縱坐標(biāo)，力F的計(jì)量單位是千daN(1daN等于10牛頓)。
在“受力/時(shí)間”曲線以及“受力/潰縮度”曲線上，當(dāng)曲線“向下沖”向零或負(fù)數(shù)時(shí)-也就是說在第三個(gè)波峰之后，開始出現(xiàn)彎折現(xiàn)象。圖線上的垂直虛線是X軸上一數(shù)軸的標(biāo)記(在時(shí)間上約為10ms，在潰縮度上約為120mm)，并非是彎折的開始發(fā)生點(diǎn)。
從圖中可看到存在三個(gè)波峰，這三個(gè)波峰可被看作是管體上即將形成三道折紋時(shí)的反映，這些情形被依次表示在圖19B到19D以及圖20B到20D上。在這一階段，管體約從2微秒起開始發(fā)生堆縮，曲線之間的差值幾乎保持恒定，為3000daN?？梢哉J(rèn)為這些曲線的波動(dòng)是“伴隨著”不同穿孔依次發(fā)揮作用的實(shí)際過程。
在超過10ms之后，下表面變?yōu)槔鞝顟B(tài)，這對應(yīng)著強(qiáng)彎折的出現(xiàn)。更確切來講，當(dāng)力矩的拉伸貢獻(xiàn)變得大于壓力的壓縮貢獻(xiàn)時(shí)，下表面上形成的作用力變成拉力。
圖21B中的力/潰縮度曲線清楚地表示出在彎折階段，部件的抵抗作用很弱。
因而，圖21C中的累積吸能曲線表示出當(dāng)進(jìn)入彎折階段時(shí)，吸收能量達(dá)到約為4.5千焦的上限，而在此之前，曲線保持著非常接近于線性關(guān)系的規(guī)律。
應(yīng)當(dāng)指出的是，對部件的保持條件類似于其被安裝到車輛上的狀態(tài)，但并未用整個(gè)底盤包圍著該部件。在一種“完全”的碰撞現(xiàn)象(考慮到了構(gòu)成車輛的其它構(gòu)件，這些構(gòu)件在變形時(shí)也吸能)中，所吸收的能量大于此處所測得的數(shù)值。
圖22到圖24表示了第二種部件的行為，這些附圖的繪制條件與上述那些附圖相同，因而不對這些附圖的形式作詳細(xì)描述。
該第二部件具有兩對類似的穿孔，它們被設(shè)置在管體的兩個(gè)側(cè)面上，且在管體的下表面上設(shè)置了一對穿孔，它們在位置上類似于第一部件的情況。
約從2微秒開始，兩曲線之間的差值粗略地保持著恒定，范圍在2500daN到3000daN之間。
在此情況中，圖24C中的累積吸能曲線表示當(dāng)開始彎折時(shí)，吸收能量達(dá)到上限-約5千焦。而在此之前，曲線保持著非常接近于線性關(guān)系的規(guī)律。
圖25到圖27表示了第三種部件的行為，這些附圖的繪制條件與上述情況相同，因而不對這些附圖的形式作詳細(xì)描述。
該第三部件具有兩個(gè)穿孔，它們被依次制在管體的下表面上。
從圖中可看出，利用該第三部件可獲得這樣的受力規(guī)律從2ms開始，高曲線與低曲線之間的差值幾乎不變，這與第一管體的情況相同。曲線的總體比率略有不同。
與第二管體的情況相同，圖27C中的累積吸能曲線表示當(dāng)開始彎折時(shí)，吸收能量達(dá)到上限-約5千焦。在此之前，曲線保持著非常接近于線性關(guān)系的規(guī)律。
圖28到圖30表示了第四部件的行為，下文只討論該部件的試驗(yàn)結(jié)果。
該第四部件具有四個(gè)穿孔，在縱向上，這四個(gè)穿孔基本上位于同一距離上，并處于管體的四個(gè)邊緣或“拐角”上。同樣，此處的側(cè)視圖也表示出在壓力和力矩的合力作用下，該管體先堆縮，然后彎折。
對于該第四管體，可獲得這樣的受力規(guī)律高曲線與低曲線之間的間距約為3000daN，但此條件下，大約是從5ms處開始的。曲線的峰值不是非常明確，在5ms到10ms之間，受力幾乎是恒定的。
從圖30C的累積吸能曲線可見吸收能量所達(dá)到的上限明顯低于先前的情況，約為3.5千焦。
圖31到圖33表示了第五部件的行為，下文只討論該部件的試驗(yàn)結(jié)果。
該第五部件具有四個(gè)穿孔，這四個(gè)穿孔位于管體的四個(gè)表面上，且基本上位于同一縱向距離處。與前述的情況相同，該管體先堆縮，然后彎拆。
但是，發(fā)現(xiàn)堆縮階段較短，且彎折過程伴隨有“堆縮”，也就是說，彎折過程伴隨著部件直線部分上開始形成“折紋”(見圖31D和32D)，“折紋”出現(xiàn)在未制有任何改型部分的區(qū)域處。這就意味著在發(fā)生撞擊的情況下，“潰縮”點(diǎn)的出現(xiàn)位置是隨機(jī)的(無法確定)，這就使得部件被撤消的環(huán)節(jié)成為不可預(yù)計(jì)的，因而存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)該環(huán)節(jié)的后果會(huì)失控。
由于該部件的吸收能量在2千焦處就達(dá)到了頂峰，所以該指標(biāo)甚至低于前面的情況，且缺乏線性，而且沒有觀察到堆縮過程與彎折過程之間的任何明確過渡。
已發(fā)現(xiàn)前三種部件與后兩種部件在吸收能量方面的差距是顯著的，且簡單彎折過程中的吸收能量在3千焦耳的數(shù)量級(jí)上。
因而，如上述的前三種穿孔管體所表現(xiàn)的那樣，如看重吸收盡可能多能量的性能，則不對稱的穿孔將是優(yōu)選的。顯然，上述的實(shí)例只是純示例性的，如果希望的話，可將邊緣上設(shè)孔與表面上設(shè)孔的方案組合起來，但保持非對稱的性質(zhì)(至少在部分上如此)。特別是，最好留有足夠的材料，以保持部件的剛性，可按照公知的方式來確定具體的設(shè)計(jì)。
每一截面上穿孔的數(shù)目取決于預(yù)計(jì)的峰值力和要被考慮到的力矩?？衫霉荏w和改型部分的尺寸來調(diào)整管體的吸能性。
在上文中已介紹了通過變形(凹痕)來形成改型部分、利用孔隙(“穿孔”或“孔洞”)來形成改型部分、或?qū)⑦@兩方面組合起來的實(shí)施方式。事實(shí)上，如上文提到的那樣，可將變形與穿孔組合起來使用，在此情況下，或者可采用非對稱的特征，或者也可不采用非對稱的特征。
在目前的研究條件下，申請人預(yù)計(jì)采用穿孔或孔洞似乎能對部件中的受力進(jìn)行重新定向，而采用變形結(jié)構(gòu)或凹痕似乎能增強(qiáng)部件的堆縮性。
顯然，效果將取決于截面的尺寸。事實(shí)上，如果部件平直截面的尺寸被增大，則部件所能承受的作用力也將增大，也能吸收更多的能量。在實(shí)際條件下，盡管也會(huì)驗(yàn)證部件是否會(huì)出現(xiàn)折彎，但部件平直截面的尺寸是由所能允許的安裝空間決定的。
另外，可采用各種材料。在第一情況下，可考慮采用金屬材料。目前可考慮使用不同等級(jí)的鋼材和鋁材，例如那些用在汽車工業(yè)中的金屬材料，或者還可以采用復(fù)合材料，例如含玻璃纖維或碳纖維的塑料。
申請人:還對平直截面具有不同幾何參數(shù)和形狀的部件(但周長基本上不變)進(jìn)行了對比。這樣的情況對應(yīng)于各種形狀的型體結(jié)構(gòu)，在這些詞語的幾何意義上，是指筒柱表面例如基本上是基于圓形、方形、矩形、六邊形、或八邊形的(詞語“基本上”特別意味著如果必要的話，可將拐角圓化)。盡管在詳細(xì)的行為方面存在差異，但只要在破壞對稱性方面作了較為接近的設(shè)計(jì)，這些不同結(jié)構(gòu)似乎大致上是等效的(較為扁平的矩形被看作是對此情況的驗(yàn)證)。
這些實(shí)測結(jié)果與上述細(xì)長比的問題是有聯(lián)系的。
在另一層次上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在考慮到所需的作用力幅度和吸收能量度的情況下，可著眼于對部件性能的優(yōu)化來調(diào)整引發(fā)點(diǎn)的尺寸。
可根據(jù)如下的考慮因素而進(jìn)行折衷處理[190]-增大材料的機(jī)械抗力—尤其在彈性限度的端點(diǎn)處，將是有利的，原因在于在發(fā)生堆縮的情況下，這樣能獲得更好的結(jié)果；[191]-在另一方面，材料的這些機(jī)械特性越高，部件平直截面出現(xiàn)不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)越高；[192]-但是，對于車輛上那些在撞車時(shí)必須要抵抗沖擊而不發(fā)生變形的區(qū)域，使用彈性限度非常高的材料(例如被稱為THLE鋼的材料)將是重要的，其中的耐沖擊區(qū)域例如是乘客室，其構(gòu)成了乘客的生存空間。
但是，上文的描述主要涉及的是這樣的部件如上文指出的那樣，該部件可以是汽車上一個(gè)延伸體。必須牢記的是在實(shí)際情況中，該延伸體的前方設(shè)置有一個(gè)沖擊吸能器，在撞擊后的一段時(shí)間內(nèi)，該吸能器承擔(dān)著所有的抗力，該時(shí)間段大約對應(yīng)著頭一個(gè)10微秒。顯然，還可根據(jù)所要求的抵沖擊特性，將本發(fā)明應(yīng)用在車輛的其它構(gòu)件上。
最后，為了增大吸收能量，增加能發(fā)生堆縮現(xiàn)象改型部分的數(shù)目將是有利的，這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)的效果是在發(fā)生碰撞時(shí)，基本上按照相同的比例增加了堆縮“折紋”的數(shù)目，因而也能提高吸能。但必須要對改型部分的數(shù)目進(jìn)行限制，以保證堆縮時(shí)的穩(wěn)定性，其中，堆縮過程必須要沿著管體的軸線方向進(jìn)行。
附錄1-公式[196][I]λ=LImin/S]]>[197][II]F=kΠ2EIminL2]]>
權(quán)利要求
1.機(jī)械裝置，其包括一細(xì)長的結(jié)構(gòu)元件，該結(jié)構(gòu)元件用于通過變形而至少部分地吸收某些沖擊，其特征在于該結(jié)構(gòu)元件或部件的包括一具有選定的平直截面的型體，所述型體設(shè)置有局部的改型部分，這些改型部分的形狀和位置相應(yīng)地選定，以便于基本上滿足在聯(lián)合作用作用下的給定變形規(guī)律，其中的聯(lián)合作用由沿所述部件軸線方向的壓力和一力矩組成，該力矩的軸線垂直于一經(jīng)過所述軸線的平面，所述變形規(guī)律包括一吸能階段，之后是一將該部件破壞掉的階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于至少某些改型部分是非對稱的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于至少某些改型部分在平直截面內(nèi)是非一致的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的，其特征在于至少某些改型部分被制成具有基本上恒定的周長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)改型部分是定向性的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)改型部分具有一個(gè)或多個(gè)孔隙。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于至少某些改型部分被制在所述部件的一個(gè)或多個(gè)邊緣上。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于至少某些改型部分被制在部件的一個(gè)或多個(gè)表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于給定的變形規(guī)律是由一第一階段和一隨后的第二階段構(gòu)成的，第一階段主要是堆縮過程，第二階段主要是彎折過程。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述結(jié)構(gòu)元件由一管體構(gòu)成。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述型體的總體形狀是一平直的筒柱表面。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述結(jié)構(gòu)元件的細(xì)長比大于約25。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其包括車輛前部的下分支，且在托架與前部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置至少一個(gè)延伸體，其特征在于所述延伸體構(gòu)成所述結(jié)構(gòu)元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述延伸體的一端基本上是固定的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置，其包括一細(xì)長的結(jié)構(gòu)元件，該元件用于通過變形而至少在部分上吸收某些沖擊。該結(jié)構(gòu)元件或結(jié)構(gòu)體的正截面具有選定的型體，所述型體上設(shè)置有局部的改型部分(α2、 α3、α4)，這些改型部分的形狀和各自選定的位置基本上滿足聯(lián)合作用作用下的給定變形規(guī)律，其中的聯(lián)合作用是由沿元件軸線方向的壓力和一個(gè)力矩組成的，該力矩的軸線垂直于經(jīng)過所述元件軸線的平面。所述變形規(guī)律包括一個(gè)吸能階段，之后是一個(gè)將該部件撤消的階段。
文檔編號(hào)B62D21/15GK1802521SQ200480015768
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者C·卡諾特, A·科圖, J-L·科爾蒙特 申請人:瓦盧萊克汽車器件維特里公司