[0001] 本实用新型属于仿真检测结构技术领域，尤其涉及一种组合截面冲击吸能薄壁管。

[0002] 在汽车碰撞过程中，为了保护整体结构，通常采用效果较好的吸能管，薄壁吸能管需要承受来自不同方向的撞击载荷，依靠自身的溃缩变形来吸收碰撞能量，现有薄壁管元件自身受到撞击形变较大，吸能效果受限。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种组合截面冲击吸能薄壁管，从而避免整体结构的破坏，实现较优的吸能效果。为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：

[0004] 组合截面冲击吸能薄壁管，包括中间管、间隔套设于中间管外周的外管、连接于中间管内部的多边形的内管、以及连接中间管和外管之间的若干均布的斐波那契螺旋线结构；斐波那契螺旋线结构的两侧弧形边分别与外管和中间管相切贴合设置，中间管、外管、内管和斐波那契螺旋线结构均为薄壁管结构。具体的，多边形的所述内管为六边形结构，内管的各个相邻边角位置与中间管连接。

[0005] 具体的，相邻所述边角位置连接至内管的距离相等。

[0006] 具体的，所述内管的中心点与中间管的中心点与外管的中心点相互重合。

[0007] 具体的，所述外管的直径为380mm。

[0008] 具体的，所述中间管的直径为203mm。

[0009] 具体的，所述斐波那契螺旋线结构的管壁厚为4mm。

[0010] 具体的，所述斐波那契螺旋线结构的数量为5个。

[0011] 与现有技术相比，本实用新型组合截面冲击吸能薄壁管的有益效果主要体现在：

[0012] 吸能管结构提高了吸能管吸收能量的能力，且碰撞角度在一定范围内越大，中间管靠近外管有利于提高薄壁管抗弯变形能力，其耐撞性越好。

[0016] 下面结合附图将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0017] 实施例：

[0018] 参照图1所示，本实施例是组合截面冲击吸能薄壁管，包括中间管1、间隔套设于中间管1外周的外管2、连接于中间管1内部的多边形的内管3、以及连接中间管1和外管2之间的若干均布的斐波那契螺旋线结构4；斐波那契螺旋线结构4的两侧弧形边分别与外管2和中间管1相切贴合设置，中间管1、外管2、内管3和斐波那契螺旋线结构4均为薄壁管结构。

[0019] 本实施例中多边形的内管3为六边形结构，内管3的各个相邻边角位置与中间管1连接，相邻边角位置连接至内管3的距离相等。

[0020] 内管3的中心点与中间管1的中心点与外管2的中心点相互重合。外管2的直径为380mm，中间管1的直径为203mm，斐波那契螺旋线结构4的管壁厚为4mm。

[0021] 本实施例中斐波那契螺旋线结构4的数量为5个。

[0022] 应用本实施例时，通过设置多边形的内管3，为蜂巢的仿生原型；通过设置斐波那契螺旋线结构4，为螺纹贝壳的仿生原型；整体结构为吸能薄壁管结构，通过有限元仿真实验进行验证，选用1060铝合金作为仿生薄壁管结构的材料，有限元模型的参数分别为：密度ρ＝2.7g/cm3，弹性模量E＝71GPa，泊松比μ＝0.33，屈服强度σb＝65MPa。仿真试验中，薄壁管的外周和截面侧边均施加200kg的刚性墙，冲击速度设置为10m/s，摩擦系数设置为0.3。

[0023] 作为吸能结构，薄壁管吸收越多的碰撞能量，表明其性能越优，因此，吸能EA将做为重要的优化指标。与此同时，峰值载荷Fmax将作为另一优化指标，峰值载荷越大，产生的瞬时加速度越大，导致乘员造成严重伤害。碰撞条件下，较优的吸能原件应具备高的吸能和碰撞效率，以及产生较小的峰值载荷。

[0024] 对薄壁管轴向和径向碰撞吸能特性进行有限元仿真，结果表明轴向和径向碰撞条件下，平均载荷、比吸能和碰撞效率的数值，见下表1：

[0025] 表1仿生吸能薄壁管吸能特性

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[0028] 本实施例中吸能管结构提高了吸能管吸收能量的能力，且碰撞角度在一定范围内越大，中间管靠近外管有利于提高薄壁管抗弯变形能力，其耐撞性越好。

[0029] 以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。