弹性结构防撞框体

申请号 CN201510396512.9 申请日 2015-07-08 公开(公告)号 CN105253248A 公开(公告)日 2016-01-20
申请人 姜立平; 发明人 姜立平;
摘要 本 发明 公开了一种弹性结构防撞框体,适用于船舰、 汽车 、 飞行器 、 铁 路列车及轨道车等运动载体,其特点在于:所述框体为整体或局部弹性 框架 式,组成所述框体的承载构件呈弧状或曲线波浪状,且所述框体均选用弹性材料制成。本发明的弹性结构防撞框体的整个结构或局部结构具有弹性形变功能,在弹性结构不影响正常行驶及承载 力 的前提下,当其受到撞击后,在撞击力的作用下,所述框体会发生相应的安全范围内的弹性 变形 ,可以缓冲并吸收撞击时的撞击 能量 ,框体在释放撞击能量的同时恢复原形,大大增强其抗撞安全系数。
权利要求

1.一种弹性结构防撞框体,其特征在于,所述框体为整体或局部弹性框体式,组成所述框体的承载构件呈弧状或曲线波浪状;且所述框体选用弹性材料制成。
2.如权利要求1所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述弹性材料包括弹簧、弹性不锈钢合金合金钢发泡金属、蜂窝金属、纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、PBO纤维、石英纤维、“凯夫拉”纤维、“卡布隆”纤维、超高分子量聚乙烯纤维、石墨纤维、碳化纤维、纤维、改性天然橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚酯、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚缩(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,变性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑胶、环塑胶、氟素塑胶、矽溶融化合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚双来酰亚胺三嗪(Polybismaleimide)、聚砜(Polysufone,PSF)、聚醚砜树脂(PES)、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、聚醚醚(polyetheretherketone, PEEK)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide, PEI)、液晶塑胶中的一种或多种材料复合加工而成的材料。
3.如权利要求1所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述框体适用于运动载体,包括船舰、汽车飞行器路列车、轨道车。
4.如权利要求1所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述承载构件呈弧状或曲线波浪状;或,
所述承载构件呈平直状,且所述承载构件的端部通过弹性部件固定连接到相邻组成结构;或,
所述承载构件为上下面加工成众多错位反向突出的凹凸形状面的板。
5.如权利要求1或4所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述承载构件包括船舰的主龙骨、副龙骨、肋骨。
6.如权利要求1或4所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述承载构件包括汽车的前防撞梁、后防撞梁,左纵梁、右纵梁、横梁。
7.如权利要求1或4所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述承载构件包括飞行器的主梁、副梁、主肋骨、旁肋骨。
8.如权利要求1或4所述弹性结构防撞框体,其特征在于:所述承载构件包括铁路列车或轨道车的边梁、横梁、圏梁。

说明书全文

弹性结构防撞框体

技术领域

[0001] 本发明涉及运动载体结构安全防护领域,特别是弹性结构防撞框体,适用于运动载体,包括船舰、汽车飞行器路列车、轨道车等交通工具。

背景技术

[0002] 随着经济、科技的日益发展,包括船舰、汽车、飞行器、铁路列车、轨道车等运输载体日新月异,数量、行驶速度和使用率上都大幅增加。各种运动载体作为一种交通工具给人们的生活生产带来便利的同时,各种碰撞事故频发,而且往往造成十分巨大的损失,例如火车相撞,直升机坠地,而汽车相撞的事故更为频繁。鉴于此,增强交通工具的防撞能,有效提高其安全性能,减少事故的发生,对社会、民生和经济意义重大。

发明内容

[0003] 本发明基于以柔克刚的思路,提供一种结构合理的弹性结构防撞框体,可用于运动载体,包括船舰、汽车、飞行器、铁路列车、轨道车等。本发明在不影响运动载体的正常运行下,使运动载体发生碰撞时变刚性碰撞为弹性碰撞,缓冲和吸收撞击能量,运动载体在释放撞击能量的同时可恢复原形,可大大提高其抗撞安全系数,进而达到保护运动载体内人员的安全。
[0004] 本发明采用以下技术方案:一种弹性结构防撞框体,包括框体和其他构件,其特征在于,所述框体为整体或局部弹性框体式,组成所述框体的承载构件为弧状或曲线波浪状;且所述框体采用弹性材料制成。
本发明中所述的弹性结构防撞框体适用于运动载体,包括船舰、汽车、飞行器、铁路列车、轨道车。
[0005] 作为上述方案的改进,所述弹性材料包括弹簧、弹性不锈钢合金合金钢发泡金属、蜂窝金属、纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、PBO纤维、石英纤维、“凯夫拉”纤维、“卡布隆”纤维、超高分子量聚乙烯纤维、石墨纤维、碳化纤维、纤维、改性天然橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚酯、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚缩(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,变性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑胶、环塑胶、氟素塑胶、矽溶融化合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚双来酰亚胺三嗪(Polybismaleimide)、聚砜(Polysufone,PSF)、聚醚砜树脂(PES)、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、聚醚醚(polyetheretherketone, PEEK)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide, PEI)、液晶塑胶中的一种或多种材料复合加工而成的材料。
[0006] 以上方案中,所述承载构件呈弧状或曲线波浪状,作为上述方案的改进,所述的承载构件还可以是平直状结构,且所述承载构件的端部通过弹性部件固定连接到与其相邻的组件结构;或,所述承载构件为上下面加工成众多错位反向突出的凹凸形状面的板。
[0007] 作为上述方案的改进,当所述框体应用于船舰时,则所述承载构件包括船舰的主龙骨、副龙骨、肋骨,船舰上的部分加强筋、加强板等强化构件也作为承载构件的一部分,具有弹性承载强度。
[0008] 当所述框体应用于汽车时,则所述承载构件包括汽车的前防撞梁、后防撞梁,左纵梁、右纵梁、横梁、加强筋。所述的汽车包括轿车、客车及其他有篷车。
[0009] 作为上述方案的改进,当所述框体应用于飞行器(包括飞机、飞艇、直升机等)时,则所述承载构件包括飞行器的主梁、副梁、主肋骨、旁肋骨。
[0010] 作为上述方案的改进,当所述框体应用于铁路列车(包括火车、高铁、地铁的列车等,还包括其他各种专用轨道车)时,则所述承载构件包括列车的边梁、横梁,圏梁等结构。
[0011] 将运动载体看做由所述框体和其他构件组成,为保证所述框体的弹性性能,还可根据需要对与所述框体相关联的其他构件做适当的改进。
[0012] 本发明所述的弹性结构防撞框体,主要应用于运动载体上,包括船舰、汽车、飞行器、铁路列车、轨道车等交通工具。所述运动载体的框体为整体弹性框体式或部分弹性框架式,且采用弹性材料制成,大大增强了受到外力时在许可范围内的多向弹性形变,同时兼顾运动载体如船舰、汽车、动车的承载力。组成所述框体的承载构件,不论是弧状还是曲线波浪状,或者是在平直构件的端部增加了弹性部件,亦或是上下面加工成众多错位反向突出的凹凸形状面的板,均是为了增强所述框体的弹性形变功能所设计的。当所述运动载体发生碰撞时,其框体结构首先发生弹性变形,变刚性碰撞为弹性碰撞,缓冲并吸收大部分撞击能量,传递到与框体相接的其他构件的撞击能量大大减弱,使整个运动载体不致发生破裂损毁。从而达到保护运动载体内人员及其他设施的安全。附图说明
[0013] 图1为本发明实施例一的弹性结构防撞框体应用于船舰的框体纵向剖视图;图2为本发明实施例一的弹性结构防撞框体应用于船舰的框体的船壳及骨架的俯视图;
图3为为图2中A处的局部放大示意图;
图4为本发明实施例一的弹性结构防撞框体应用于船舰的框体横向剖视图;
图5为本发明实施例二的弹性结构防撞框体应用于船舰的框体的船壳及骨架的俯视图;
图6为本发明实施例三的弹性结构防撞框体应用于船舰的结构框架的纵向剖视图;
图7为本发明实施例三的弹性结构防撞框体应用于船舰的框体的船壳及骨架的俯视图;
图8为图7中B处的放大示意图;
图9为本发明实施例四的弹性结构防撞框体应用于船舰的框体的横向剖视图;
图10为本发明实施例五的弹性结构防撞框体船舰船体的横向剖视图;
图11为本发明实施例六的弹性结构防撞框体应用于汽车的框体的示意图;
图12为本发明实施例七的弹性结构防撞框体应用于汽车的框体的示意图;
图13为本发明实施例八的弹性结构防撞框体应用于直升机的框体的示意图;
图14为本发明实施例九的弹性结构防撞框体应用于动车的框体的俯视图;
图15为本发明实施例九的弹性结构防撞框体应用于动车的框体的轴视图。
[0014] 其中,1:船壳;2:骨架;21:主龙骨;22:肋骨;23:副龙骨;3:甲板;31:下层甲板;32:上层甲板;4:弹性阻尼滑移结构件;5:弹性防护层结构;51:弧形外壳;52:内部骨架;
6:弹性部件;7:车体;8:车架结构;81:前防撞梁;82:后防撞梁;83:左纵梁;84:右纵梁;
85:横梁;86:加强筋;9:直升机的结构框架;91:机头;92:隔框;93:横梁;94:连接板;
95:纵梁,96:肋骨;101,边梁;102,横梁;103:圈梁。

具体实施方式

[0015] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加明白、清楚,以下结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0016] 实施例一:如图1~4所示,本实施例公开了一种弹性结构防撞框体在船舰上的应用,即一种弹性结构防撞框体船舰。船体由船壳1、骨架2及甲板3以及其他构件组成,本发明所述框体即为本实施例中船体的骨架2。
[0017] 所述骨架2包括纵横交错固定的主龙骨21、肋骨22、副龙骨23,还包括加强筋、加强板(图未示)等强化性构件。组成所述骨架2的每一主龙骨21、肋骨22、副龙骨23均为板状结构,且固定连接到所述船壳1的内表面。其中,所述主龙骨21置于船体行船方向的轴线上,副龙骨23与所述主龙骨21平行并对称置于所述主龙骨21的两边,所述肋骨22则与主龙骨21、副龙骨23垂直且关于轴线对称。
[0018] 在本实施例中,骨架2(即为本发明中所述框体)的承载构件,包括主龙骨21、肋骨22、副龙骨23等结构,均顺其各自走势呈弧状或曲线波浪状,而其中的加强筋、加强板等强化构件也可根据需要同样采用弧状或曲线波浪状结构。
[0019] 为保证船体骨架2的弹性性能,避免船体上某些部件对其变形性能产生限制,对船体与骨架2相接的其他构件做适当的改进,特别是船壳1和甲板3。所述船壳1改造为圆弧或椭圆弧形状,进而克服了应力集中,使船体就不容易损伤开裂。而所述甲板3则改造为包括上层甲板32和下层甲板31的双层结构甲板,下层甲板31为弧面形龟背状结构连接在船壳1及骨架2上,与船壳1、骨架2共同构成整体的类椭圆体状的船体结构,而所述上层甲板32则为常规平面甲板,依托弹性阻尼滑移结构件4的支撑覆盖在下层甲板31之上。所述弹性阻尼滑移结构件4为弹簧或阻尼器或橡塑或高分子材料弹性等。藉由所述弹性阻尼滑移结构件4,所述上层甲板32与下层甲板31之间可相对滑移。
[0020] 所述弹性材料包括弹簧钢、弹性不锈钢、钛合金、合金钢发泡金属、蜂窝金属、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、PBO纤维、石英纤维、“凯夫拉”纤维、“卡布隆”纤维、超高分子量聚乙烯纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、改性天然橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚缩醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,变性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶、氟素塑胶、矽溶融化合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺三嗪(Polybismaleimide)、聚砜(Polysufone,PSF)、聚醚砜树脂(PES)、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、聚醚醚酮(polyetheretherketone, PEEK)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide, PEI)、液晶塑胶中的一种或多种材料复合加工而成的材料。
[0021] 本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰通过采用弹性材料制成整体弹性框体式的框体,组成该框体(即骨架2)的承载构件顺其走势呈弧状或曲线波浪状,大大增强了其安全许可范围内的弹性形变,同时兼顾了船只的承载力。另外,采用双层甲板3的结构,下层甲板31为弧面形龟背状结构连接在船壳1和骨架2上,当船头、船尾或两侧受到撞击后,在撞击力的作用下,整个船体的骨架2及船壳1、下层甲板31均会发生相应的弹性形变,但其弹性形变不影响船只的正常行驶。由于上层甲板32为常规甲板依托弹性阻尼滑移结构4支撑连接,覆盖在下层甲板31之上且与下层甲板31之间可相对滑移,该弹性阻尼滑移结构4起到隔离缓冲并吸收撞击能量的作用,当下层甲板31发生形变时,上层甲板32不发生变形,可保证船体上层建筑及其他使用与常规船体一样平稳舒适,大大提高其安全系数。
[0022] 优选的,考虑船体底部的防撞性能,所述船体的底部也同样改造为双层结构,即,在底部增加弹性防护层结构5。该弹性防护层结构5的结构设计依照整个船体的框体设计,具体为:该弹性防护层结构5的内部骨架52及加强筋、加强板等承载构件均顺其走势呈弧状或曲线波浪状,而所述弹性防护层结构5的外壳51呈与船壳一样,为圆弧状,所述弧形外壳51与船体的船壳1圆滑过度相切连接。所述内部骨架52及外壳51均为弹性材料制成。当船只底部触礁时,船体底部的弹性防护层结构5会产生适量弹性形变,从而缓冲、吸收大部分冲击能量,使得船体底部不至于开裂,确保船只的航行安全。该实施例船体底部设计我们称之为局部弹性防撞框体结构设计。
[0023]实施例二:
如图5所示,本实施例公开了另一种弹性结构防撞框体在船舰的应用。与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰一样,本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰的船体由船壳1、骨架2及甲板3以及其他构件组成,本发明中所述框体为整体弹性框体式,即为本实施例中船体的骨架2,而所述组成所述框体的承载构件,即为本实施例中纵横交错固定的主龙骨21、肋骨22、副龙骨23及结构性加强筋、加强板(图未示)等结构,所述主龙骨21、肋骨
22、副龙骨23为板状结构,固定连接到所述船壳1的内表面。
[0024] 与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰不同的是,本实施例的弹性结构防撞框体船舰的骨架2的承载构件包括主龙骨21、肋骨22、副龙骨23等结构均不再为弧状或曲线波浪状结构,而为平直状,且每一所述主龙骨21、肋骨22、副龙骨23的端部通过弹性部件6固定连接到所述船壳1的内表面。由于主龙骨21、肋骨22、副龙骨23的端部均设有弹性部件6,所述弹性部件6具有一定的弹性形变能力,继而由其组成的骨架2也将具有相当的弹性性能,在船舰受到撞击时,其效果相似于实施例一中弧状或曲线波浪状的骨架2,同属于加大其弹性形变的技术方案。该弹性部件可以是金属弹簧,阻尼器,还可以是改性高分子材料如聚氨酯、微发泡聚乙烯等。
[0025] 本实施例中,其余技术同实施例一中所述,包括所用材料及对船壳1和甲板3的改造,均与实施例一一致,其有益效果亦是,在此不重复赘述。
[0026] 实施例三:如图6~8所示,本实施例公开了另一种弹性结构防撞框体在船舰上的应用。与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰一样,本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰的船体框体为整体弹性框体式结构,船体由船壳1、骨架2及甲板3以及其他构件组成,本发明所述框体即为本实施例中船体的骨架2,而所述组成所述框体的承载构件即为本实施例中纵横交错固定的主龙骨21、肋骨22、副龙骨23及结构性加强筋、加强板等结构,所述主龙骨21、肋骨22、副龙骨23均为板状结构,固定连接到所述船壳1的内表面,同样构成整体弹性抗撞框体结构。
[0027] 与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰的不同点在于,本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰的骨架2的承载构件包括主龙骨21、肋骨22、副龙骨23为上下面加工成众多错位反向突出的凹凸形状面的板,而非实施例一中所述的弧状或曲线波浪状结构型材。所述上下面加工成众多错位反向突出的凹凸形状面的板,不论撞击力的来向,均能产生一定的伸缩变形,相比于普通的平板,具有较优的形变和恢复能力。所述主龙骨21、肋骨22、副龙骨23为上下面加工成众多错位反向突出的凹凸形状面的板,由此形成的骨架2(即为本发明所述的框体)也将具有相应的弹性形变性能,在船舰受到撞击时,其效果等同于实施例一中弧状或曲线波浪状的骨架2,同属于加大其弹性形变的技术方案。
[0028] 本实施例中,其余技术同实施例一中所述,包括对船壳1的改造,其有益效果亦是,在此不重复赘述。
[0029]实施例四:
如图9所示,本实施例公开了另一种弹性结构防撞框体在船舰上的应用。与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰一样,本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰的船体由船壳1、骨架2及甲板3以及其他构件组成,本发明所述框体即为船体的骨架2,为整体弹性框体式。所述骨架2、船壳1以及甲板3均通过弹性材料制成。且组成所述骨架2的承载构件包括纵横交错固定的主龙骨21、肋骨22、副龙骨23及结构性加强筋、加强板,所述主龙骨
21、肋骨22、副龙骨23为板状结构,固定连接到所述船壳1的内表面,同样构成整体弹性抗撞框架结构。
[0030] 与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰不同的是,本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰的甲板3为上下面加工有众多错位反向突出的凹凸形状面的单层平面甲板3。该上下面加工有众多错位反向突出的凹凸形状面的平面甲板3,具有多向的弹性伸缩性能,在受到撞击时,甲板3会产生弹性形变,同样具有一定的缓冲防撞能力。
[0031] 实施例五如图10所示,本实施例公开了另一种弹性结构防撞框体在船舰的应用。与实施例一中所述的弹性结构防撞框体船舰的结构不同在于,本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰在船体结构的其它易撞击处(例如,本实施例中为船体的船壳的两侧)增加一层弹性防护层结构5,所述弹性防护层结构5包括弧形外壳51、内部骨架52及加强筋、加强板,其中,将其内部骨架52及加强筋、板组成的结构看做为本发明所述的局部弹性防撞框体,依照本发明构思,则组成所述框体的承载构件即为内部骨架52及加强筋、加强板,均顺其走势制成弧状或曲线波浪状,且所述承载构件由弹簧钢或弹性不锈钢加工成型。所述弹性防护层5的弧形外壳51为圆弧状,与船体原外壳之间的连接采用圆滑过度相切连接,消除了应力集中点,增强其承受外力冲击强度。本实施例中所述的弹性结构防撞框体船舰由于在易撞击处增加了弹性防护层结构5,当其受到撞击时其撞击处的弹性防护层结构5发生弹性形变,缓冲并吸收撞击能量,使得撞击力传递至船壳及内部承载构件乃至船体的能量就大大削弱,增强了船只的耐撞性能,提升其安全系数。同样,我们称之为局部防撞框体结构设计。
[0032]实施例六:
如图11所示,本实施例公开的是一种弹性结构防撞框体应用于汽车上。汽车车身包括车体7和位于车体7下方的车架结构8,汽车的防撞参数主要取决于车架结构8的防撞性能。将车架结构8设计为本发明所述的弹性框体承载结构,同样可大大提高汽车的防撞性能。
[0033] 具体如下:车架结构8包括前防撞梁81、后防撞梁82,左纵梁83、右纵梁84、横梁85、加强筋86组成,各组成部分相互连接形成稳固的车架结构8。本发明中所述的框体即为本实施例中所述的车架结构8,整个框体为弹性框体式,组成所述框体的承载构件,即为本实施例中所述的前防撞梁81、后防撞梁82,左纵梁83、右纵梁84、横梁85、加强筋86等结构,上述的承载构件均为弧状或曲线波浪状,使得车架结构8具有较强弹性。整个框体(本实施例中即为车架结构8)组成结构全部采用弹性材料制成。
[0034] 所述弹性材料包括弹簧钢、弹性不锈钢、钛合金、合金钢发泡金属、蜂窝金属、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、PBO纤维、石英纤维、“凯夫拉”纤维、“卡布隆”纤维、超高分子量聚乙烯纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、改性天然橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚缩醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,变性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶、氟素塑胶、矽溶融化合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺三嗪(Polybismaleimide)、聚砜(Polysufone,PSF)、聚醚砜树脂(PES)、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、聚醚醚酮(polyetheretherketone, PEEK)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide, PEI)、液晶塑胶中的一种或多种材料复合加工而成的材料。
[0035] 本实施例是利用专设计的车架结构8,将撞击力缓冲、分散、转移,从而减少传递到驾乘室的撞击力,达到保护车内乘员的目的。在汽车碰撞中,重要的是保护车内人员的安全,所以在碰撞中驾乘室的变形越小就越好。目前汽车在设计时考虑到这一点,在汽车碰撞时,让一部分机构先溃缩,吸收撞击能量,从而减少传递到驾乘室的撞击力。其结构在车前和车尾部分,车身侧面的防撞主要靠车门防撞梁的强度或侧向安全气囊。本发明实施例中,弹性结构防撞框体具有较强的弹性形变性能,同样是依靠车体部分的变形来缓冲、吸收撞击能量,但不同于现有汽车的溃缩机构。汽车的防撞溃缩机构一种不可逆的变形,汽车受到撞击后,车体发生不可恢复的塑性变形,溃缩机构其实是一种以牺牲车体来换取人身安全的做法。而本发明中所述的弹性结构防撞框体应用于汽车上,虽然也是变形吸能,但它是一种可逆的变形。当汽车受到来自前面和后面的撞击时,汽车的前(或后)防撞梁81(或82)首先发生变形,缓冲和吸收部分能量,进而将撞击力转移到左、右纵梁83、84,使得左右纵梁83、84发生变形,进一步缓冲能量,使传递到驾乘室的撞击力大大减小。汽车设计时充分考虑撞击时的安全伸缩空间,车体在释放能量的同时恢复原形。在撞击力消失时,变形的左右纵梁83、84在弹性回复力下恢复原状,不影响美观及使用,碰撞后无需重大维护。
[0036] 本实施例中还可将整个框体的部分组成结构(仅横梁或仅纵梁)采用弹性材料制成弧状或曲线波浪状结构,使其仅横向或纵向具有较好的弹性性能,指定向提高防撞抗撞能力,构成整体弹性框体式结构。
[0037]实施例七:
如图12所示,本实施例公开的也是一种弹性结构防撞框体应用于汽车上。同实施例六所述,汽车车身包括车体7和位于车体7下方的车架结构8,汽车的防撞能力主要依靠车架结构8。车架结构8即为本实施例中的所述框体,将其设计为具有较优的弹性性能,可大大提高汽车的防撞性能。
[0038] 与实施例六不同在于:组成所述车架结构8(即为本发明中所述的框体)的承载构件,包括前、后防撞梁81、82,左、右纵梁83、84、横梁85、加强筋86等结构,不再为弧状或曲线波浪状,而是采用目前常规设计的平直状结构,与现有设计不同之处在于,左、右纵梁83、84虽然为常规的平直状,但其端部通过弹性部件8固定连接到前、后防撞梁81、82,使得左、右纵梁83、84局部具有较强弹性性能。当汽车受到前后的撞击力时,能产生较大的弹性变形,更有效的吸收能量。
[0039] 本实施例的效果同实施例六,在此不再赘述。另外,实施例六和实施例七可以同时应用于同一辆汽车的设计上,做到整体加局部弹性防撞框体结构设计的有效结合。
[0040] 实施例八:本实施例公开的是一种弹性结构防撞框体在飞行器上上的应用。本实施例中,飞行器以直升机为例,但同样适用于其他飞行器,包括飞机,飞艇、热气球载人框架等。将直升机看作是结构框架和其他构件包括蒙皮、雷达、旋翼、起落架尾翼、动力装置,武器装置等组成。
把直升机看作是结构框体和其他构件组成,图13中仅表示出直升机的结构框架。如图13所示,直升机结构框体由主梁91、副梁92、主肋骨93、旁肋骨94及加强筋板95等结构组成。
依据本发明的构思,所述框体为整体弹性框体式,组成所述框体的承载构件为弧状或曲线波浪状,且所述框体由弹性材料构成。本实施例中,所述直升机经上述设计改进后,整个直升机的框体具有较强的弹性形变性能。
[0041] 所述弹性材料包括弹簧钢、弹性不锈钢、钛合金、合金钢发泡金属、蜂窝金属、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、PBO纤维、石英纤维、“凯夫拉”纤维、“卡布隆”纤维、超高分子量聚乙烯纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、改性天然橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚缩醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,变性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯、不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶、氟素塑胶、矽溶融化合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺三嗪(Polybismaleimide)、聚砜(Polysufone,PSF)、聚醚砜树脂(PES)、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、聚醚醚酮(polyetheretherketone, PEEK)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide, PEI)、液晶塑胶中的一种或多种材料复合加工而成的材料。
[0042] 直升机、飞艇、热气球的坠地事件时有发生,飞机在上或陆上迫降情况也不在少数,本实施例中的直升机设计为弹性结构防撞框体,使其具有较大的弹性形变范围,在直升机受到撞击或者飞机水上,地上迫降时,可有效的缓冲、吸收撞击能量,分散撞击力,大大提高安全系数。
[0043]实施例九
如图14、15所示,本实施例公开的是一种弹性结构防撞框体在铁路列车上的应用,包括火车、动车、高铁、地铁等铁路列车。铁路列车由两端头车及其间数节中间车车体组成,本实施例中以动车组其中一节头车车体为例,进一步说明本发明在铁路列车上的应用。
[0044] 动车组的头车车体主要由驾驶室、底架、车顶、左右侧墙、端墙等几部分组成,其中车体框架包括底架的边梁101、底架的横梁102,以及贯穿左右侧墙和车顶的圈梁103,其中边梁101平行于动车的行车方向,横梁102则垂直于所述的边梁101。本实施例中,车体框架即为本发明中所述的框体,所述的组成所述框体的承载构件即为组成车体框架的边梁101、横梁102及圈梁103等结构,将上述的边梁101、横梁102及圈梁103等承载构件均顺其走势设计为弧线状或曲线波浪状。其他于车体框架有关联的部件也尽可能的消除不利变形的元素,保证框体结构具有较好的弹性形变能力。同样出于弹性性能的考虑,所述框体使用弹性材料制成,所述弹性材料同实施例一中所列举一致。
[0045] 同以上实施例一样,当动车头车受到撞击时,头车的车体框架会发生弹性形变以缓冲、吸收撞击能量。以上仅为对一节动车头车进行实施分析,其抗撞效果不可忽视。同样的,对所述动车(或其他铁路列车)的其他中间车体也做同样的改进,则整列动车(或其他铁路列车)均能有有较好的抗撞性能,大大提高动车和车内人员的安全。
[0046] 部分汽车(包括轿车、客车、有篷车等)还有类似于上述动车中所述的圈梁结构,用于支撑车体上盖。实施例六及实施例七中所述弹性结构防撞框体汽车,若汽车结构还包含有圈梁结构,还应将所述的圈梁同实施例九中所述圈梁103一致,将其设计为弧状或曲线波浪状,效果同上所述,可提高整个汽车的安全性能。
[0047]综上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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