压载-提高车辆安全的材料

主题

背景

行人死亡统计数据

减少行人伤害的测试

材料在安全和设计中的作用欧洲杯足球竞彩

冲击吸收器

PressLoad替代

压载结构及其灵活性

静态挤压试验中的行为

动态加载条件下的行为

在夹层结构中按下载荷

夹层结构的性质

夹层结构在试验条件下的性能

车辆安全方面的应用

总结

背景

据报告,在欧盟15个成员国中,每年约有42 000人死于交通事故,150万人受伤。采取应对措施的决定是基于其减少伤亡的潜力,确定的短期和中期优先事项是继续并增加对Euro NCAP的支持,并立法为行人和骑自行车的人提供更安全的汽车前沿。

在欧洲,许多关于二级车辆安全的技术建议是由欧洲实验车辆委员会(EEVC)制定的,该委员会的工作组就安全的各个方面提供建议。

行人死亡统计数据

在其他方面,它目前正在关注行人保护,因为在1999年6月结束的12个月里,行人死亡人数占英国所有道路死亡人数的28%。相比之下,美国为13%,日本为28%,澳大利亚为18%,西欧其他国家的平均水平为16%。一个明显的事实是,84%的行人死亡事故都是被车辆车头撞到。在死亡人数中,三分之二的死亡原因是头部受伤,其中大多数与车辆碰撞有关。

减少行人伤害的测试

减少损失的方法通过改善车辆受到阻碍的额设计缺乏客观的测试来模拟行人影响,虽然在1980年代末EEVC开始制定一套标准,减少严重伤害行人在影响40公里(25英里),提出了一套代表三个最重要的损伤机制的组件测试——行人的头部、上肢和下肢。从1996年开始,这被纳入了其碰撞测试计划,并在第二年公布了第一个结果。

材料在安全和设计中的作用欧洲杯足球竞彩

先进材料在使汽车对欧洲杯足球竞彩行人和乘客来说都更安全方面发挥着关键作用,它可以作为能量吸收器,缓冲事故中的冲击或冲击。为了满足目前和日益增长的汽车安全需求,理想的能量吸收器应该是多功能元件。它还应该作为一个结构组件,热交换器,空气过滤器,液体储存组件,或隔音材料。必须考虑的其他重要因素是材料的可回收性和重量的最小化。吸能材料被视为一种方式,以满足设计欧洲杯足球竞彩师在使汽车更安全方面所面临的许多挑战,而Cellbond Composites的PressLoad具有特别的前景。

冲击吸收器

减震器在不同的冲击角度下能给出一致的结果的能力,它的制造方便性,它在各种环境条件下的性能和它的操作方便性都是汽车制造商所关心的。夹层结构可以为设计者提供许多好处。它们传统上由泡沫(PU和PP)、塑料肋或蜂窝材料制成,但往往很贵。欧洲杯足球竞彩

PressLoad替代

PressLoad使用一种特别设计的几何形状,一种规则的平顶锥的安排,基本上是一个鸡蛋盒的形状,以提供强度和以可预测的方式变形的能力。该材料由均匀间隔的平顶锥组成,可以根据给定的应用定制形状。它是一种低成本的组件,具有优异的能量吸收能力,特别适合大批量生产,因为它可以由一系列金属板产品(冷成型)或热塑性材料(热成型,注射成型)制造。欧洲杯足球竞彩这种结构的形状,无论是原始形式还是夹芯形式,都有一个额外的优势,即沿着其长度有一个开放的结构,使气体和电线可能沿着面板的长度通过。

压载结构及其灵活性

图1显示了如何定义PressLoad结构。对于给定的材料选择,结构的特性可以通过改变间距(圆锥体中心之间的距离)、峰值直径和细胞角来调整。减少间距对结构的性能有明显的影响,这种减少使整个结构的锥体密度更高,从而导致刚度增加和更高的平台应力。

金属,陶瓷,聚合物和复合材料:压载的结构定义-提高车辆安全性的材料

图1所示。PressLoad的结构定义。所有的变量都可以更改以适合特定的应用程序。

静态挤压T的行为美国东部时间

图2显示了PressLoad在静态压碎试验中的行为。从图中可以看出,在挤压过程中发生了弯曲过程,正是这种机制给出了塑性平台,该平台的理论极限约为65%的伸长率。压力载荷吸收器的动态模拟显示了这种几何结构的所有内在特性,但重要的特征是材料没有弹性峰值,有一个塑性平台能量吸收区,变形结束时有一个膨胀。

AZoM -金属,陶瓷,聚合物和复合材料:压力载荷-在压缩载荷后提高车辆安全性的材料

图2。在压缩加载后按下load。

在静态压碎载荷作用下,每个压碎锥壁坍塌。正是这种俯仰结构的弯曲导致了高原的长度和均匀性。调节应力水平的参数包括压力载荷形成的材料、锥的壁厚、锥的形状和锥的密度。为了在压缩方向获得更好的机械均匀性,可以使用皮肤,而三明治结构可以获得更好的角度特性(细胞固定)。

动态加载条件下的行为

这种良好的冲击响应是有趣的,但行人很少在距离地面90°时进行冲击,因此使用一个4.2 m/s的圆顶头冲击器进行了动态测试。不同的PressLoad样品的结果与蜂窝铝的结果比较好,但还可以改进——由于两级破碎机制,连接锥的平顶形成双片,从而形成双平台。第一层压碎形成第一个平台,而这一压碎的层在第二阶段扮演皮肤的角色。进一步的研究正在进行关于多层结构的改善角度冲击行为和改善弯曲和扭转刚度。

在夹层结构中按下载荷

由两层坚硬、坚固的表皮组成的结构构件被称为夹芯板。分离皮肤的结构,如PressLoad增加的惯性矩的面板,很少增加重量。这是一个轻的结构,但也抵抗弯曲和屈曲荷载。

三明治的属性结构

机械性能(角冲击性能、弯曲和扭转强度)可以通过添加蒙皮(在一侧或两侧)、多层结构的设计或在结构内部加入软材料来优化。这种新结构(皮肤或额外的层)创建了一些新的能量吸收模式,而不改变原始PressLoad材料的冲击特性。夹芯板的力学性能取决于其表面和芯材的性能及其几何形状。欧洲杯足球竞彩对于大多数应用来说,面板要求在规定的最大载荷下具有最小刚度,同时又要尽可能轻。因此,夹层板的设计可以看作是一个优化问题,结构必须满足强度和刚度的约束,同时保持其重量到最小。可以通过改变芯和表皮的厚度、芯和表皮材料以及芯本身的特性来优化设计。欧洲杯足球竞彩

夹层结构在试验条件下的性能

已经进行了许多试验来确定材料在加载时的性能。欧洲杯足球竞彩板材或面板的边缘得到充分的支撑,并在中心施加荷载。这代表了头部如何影响阀盖结构。在测试过程中,片状材欧洲杯足球竞彩料的受力迅速增加,但夹层结构的变形量随着受力的增加相对较小。这将表明较低的峰值力,例如,在影响情况下。

车辆安全方面的应用

显然,这种材料在汽车安全方面有很多应用。特殊形状的吸收器可以设计用于内部保护,而面板可以用于地板和靴子应用。用于行人保护的引擎盖和保险杠也有很大的应用范围,这方面的开发正在进行中,需要进一步研究:

新几何的发展

壁厚的影响

几何和力学性能之间的关系,将用仿真工具进行研究

夹层结构研究

斜冲击在单层,三明治,和皮肤

结构中孔洞或其他切口的影响。

总结

与经典的吸能结构相比,压载结构有许多优点,包括优异的应力重量比,它的角能量吸收能力(特别是夹层结构),它的适应性声学性能,夹层时的特殊抗弯刚度,在极低的应力水平下,特别是在压缩状态下,具有良好的机械稳定性。它也很容易生产,无论是冷成型,热成型或注射成型,并可在许多材料。欧洲杯足球竞彩对于汽车制造商来说,这是一个成本效益高的解决方案,因为它是防水的,因此可以用作膜。此外,它是可回收和安全的。也许最重要的是,其可预测的变形特性减少了冲击载荷,使PressLoad成为减少行人道路死亡的一个很好的希望。

资料来源:《材料欧洲杯足球竞彩世界》,第9卷,第5期。第14-15页,《欧洲特刊》,2001年8月。

欲了解更多信息,请访问材料、矿物和采矿研究所欧洲杯足球竞彩

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