一種可增加材料韌性和緩沖能力的結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種可增加材料韌性和緩沖能力的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 防護(hù)用品，是指保護(hù)人在進(jìn)行某種動(dòng)作時(shí)的人身安全與健康的一種防御性裝配， 對(duì)于減少外界沖擊力危害起著相當(dāng)重要的作用。防護(hù)用品在各種領(lǐng)域中均能使用到，比如， 直接包覆在人身體上的保護(hù)結(jié)構(gòu)、鋪設(shè)在路面的橡膠跑道、安裝在車身前側(cè)的保險(xiǎn)杠等等。 這些防護(hù)用品通常是根據(jù)可能存在的沖擊力選擇對(duì)應(yīng)的材料，并設(shè)計(jì)相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)對(duì)不同 的保護(hù)對(duì)象進(jìn)行保護(hù)。現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)防護(hù)用品都是采用厚或薄的大片、大塊或?qū)挆l狀的海綿、 毛氈、泡沫塑料、橡膠等材料作為緩沖防護(hù)層，這些運(yùn)動(dòng)防護(hù)用品都存在如下的問(wèn)題：為了 更大強(qiáng)度的沖擊力，需要將緩沖層加厚，但卻使得運(yùn)動(dòng)防護(hù)用品的柔韌靈活性能大大降低， 極大地影響妨礙了關(guān)節(jié)部位的靈活性，而將緩沖層變薄以改善運(yùn)動(dòng)防護(hù)用品的靈活性能， 但抗沖擊力性能卻又大大地降低，這一矛盾，從增減材料用量這方面始終無(wú)法得到完美的 解決方案。汽車保險(xiǎn)杠是吸收和減緩?fù)饨鐩_擊力、防護(hù)車身前后部的安全裝置。許多年以 前汽車前后保險(xiǎn)杠是用鋼板沖壓成槽鋼，與車架縱梁鉚接或焊接在一起的，與車身有一段 較大的間隙，看上去十分不美觀。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和工程塑料在汽車工業(yè)的大量應(yīng)用， 汽車保險(xiǎn)杠作為一種重要的安全裝置也走向了革新的道路。今天的轎車前后保險(xiǎn)杠除了保 持原有的保護(hù)功能外，還要追求與車體造型的和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化。轎車的前后 保險(xiǎn)杠都是塑料制成的，人們稱為塑料保險(xiǎn)杠。一般汽車的塑料保險(xiǎn)杠是由外板、緩沖材料 和橫梁三部分組成，其中外板和緩沖材料用塑料制成，緩沖材料的緩沖能力有限，同樣受到 厚度限制，無(wú)法最大限度的發(fā)揮緩沖性能。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種對(duì)外界沖擊力吸收率高和 材料消耗少的可增加材料韌性和緩沖能力的結(jié)構(gòu)。
[0004] 本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種可增加材料韌性和緩沖能力 的結(jié)構(gòu)，它包括本體、孔組和邊緣包覆面，所述的孔組有多個(gè)，多個(gè)孔組設(shè)置在本體上，孔 組的軸線垂直于本體的表面，孔組包含至少一個(gè)孔洞單元，邊緣包覆面設(shè)置于本體的側(cè)面 上；所述的孔組具有nX60°旋轉(zhuǎn)不變性，其中，η為正整數(shù)，即孔洞單元繞孔組的中心旋轉(zhuǎn) ηΧ60°保持與旋轉(zhuǎn)前一致；孔組在本體上的循環(huán)方式為：以一個(gè)孔組的中心為起始點(diǎn)，平 移距離為L(zhǎng)，平移后得到的相鄰兩個(gè)孔組之間相位角為60 °，且R < L < 2R，其中，R為孔組 中心到其所包含的孔洞單元中心的最遠(yuǎn)距離。
[0005] 所述的孔組包括孔洞單元Α、孔洞單元Β和孔洞單元C。
[0006] 所述的孔洞單元Α和孔洞單元C的橫截面為正六邊形結(jié)構(gòu)，孔洞單元Β的橫截面 為圓形結(jié)構(gòu)，且孔洞單元A和孔洞單元C間隔均勻地分布于以孔洞單元B為圓心的同一圓 周上，且相鄰的孔洞單元A和孔洞單元C之間的相位角為60°。
[0007] 所述的孔洞單元A的橫截面為六角星形結(jié)構(gòu)，孔洞單元B的橫截面為兩側(cè)具有內(nèi) 凹面的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，孔洞單元C為三角形結(jié)構(gòu)，且六個(gè)孔洞單元B均勻地分布于以孔洞單元 A為圓心的同一圓周上，六個(gè)孔洞單元C均勻地分布于以孔洞單元A為圓心的同一圓周上， 孔洞單元C位于孔洞單元B的外側(cè)。
[0008] 所述的孔洞單元A和孔洞單元B的橫截面均為扇形結(jié)構(gòu)，孔洞單元C的橫截面為 三角形結(jié)構(gòu)，六個(gè)孔洞單元A間隔均勻設(shè)置，且孔洞單元A的圓弧邊位于同一圓周上；六個(gè) 孔洞單元B分別設(shè)置于相鄰兩個(gè)孔洞單元A之間，且孔洞單元B的圓弧邊位于同一圓周上； 孔洞單元C設(shè)置于孔洞單元A的外側(cè)。
[0009] 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0010] 1、在不改變?cè)牧系那闆r下，通過(guò)改變板材的結(jié)構(gòu)，在普通彈性材料制成的板材 上設(shè)置孔組，孔組由不同形狀的孔構(gòu)成，各孔之間規(guī)律排布，在受到外力沖擊時(shí)，各孔變形， 以吸收外力沖擊，從而增加板材的韌性和緩沖能力，對(duì)外界沖擊力吸收率高，相比于通過(guò)采 用新材料來(lái)增加板材的韌性和緩沖能力的成本更低。
[0011] 2、在彈性材料制成的板材上設(shè)置孔組，大大的減小了板材的重量，使得板材更輕 量化。
[0012] 3、在彈性材料制成的板材上設(shè)置孔組，雖然相比于不設(shè)置孔組的板材強(qiáng)度更低， 但是本實(shí)用新型的強(qiáng)度降低所帶來(lái)的負(fù)面效果遠(yuǎn)小于本實(shí)用新型的韌性和緩沖能力增加 所帶來(lái)的正面效果。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為第一種實(shí)施例中孔組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為第一種實(shí)施例中孔組循環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖5為第二種實(shí)施例中孔組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖6為第二種實(shí)施例中孔組循環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖7為本實(shí)用新型第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖8為第三種實(shí)施例中孔組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖9為第三種實(shí)施例中孔組循環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖10為本實(shí)用新型第四種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖11為第四種實(shí)施例中孔組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖12為第四種實(shí)施例中孔組循環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖13為本實(shí)用新型第五種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖14為第五種實(shí)施例中孔組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖15為第五種實(shí)施例中孔組循環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0028] 圖中：1-本體，2-孔洞單元A，3-孔洞單元B，4-孔洞單元C，5-邊緣包覆面。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 不局限于以下所述。
[0030] 【實(shí)施例1】：
[0031] 如圖1所示，一種可增加材料韌性和緩沖能力的結(jié)構(gòu)，它包括本體1、孔組和邊緣 包覆面5,所述的孔組有多個(gè)，多個(gè)孔組設(shè)置在本體1上，孔組的軸線垂直于本體1的表面， 孔組包含至少一個(gè)孔洞單元，邊緣包覆面5設(shè)置于本體1的側(cè)面上；如圖2所示，所述的孔 組包括孔洞單元A2、孔洞單元B3和孔洞單元C4,所述的孔洞單元A2和孔洞單元C4的橫 截面為正六邊形結(jié)構(gòu)，孔洞單元B3的橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，且孔洞單元A2和孔洞單元C4間 隔均勻地分布于以孔洞單元B3為圓心的同一圓周上，且相鄰的孔洞單元A2和孔洞單元C4 之間的相位角為60°，所述的孔洞單元A2的橫截面面積大于孔洞單元B3的橫截面面積， 孔洞單元B3的橫截面面積大于孔洞單元C4的橫截面面積，所述的孔組具有nX60°旋轉(zhuǎn) 不變性，其中，η為正整數(shù)，即孔洞單元繞孔組的中心旋轉(zhuǎn)nX60°保持與旋轉(zhuǎn)前一致；如圖 3所示，孔組在本體1上的循環(huán)方式為：以一個(gè)孔組的中心為起始點(diǎn)，即孔洞單元A2的圓 心為起始點(diǎn)，向六個(gè)方向平移距離為L(zhǎng)，平移后得到的相鄰兩個(gè)孔組之間相位角為60°，且 2R，其中，R為孔組中心到其所包含的孔洞單元中心的最遠(yuǎn)距離，即孔洞單元A2的 圓心到孔洞單元B3或孔洞單元C4的中心的距離，在本實(shí)施例中，
[0032] 【實(shí)施例2】：
[0033] 如圖4所示，一種可增加材料韌性和緩沖能力的結(jié)構(gòu)，它包括本體1、孔組和邊緣 包覆面5,所述的孔組有多個(gè)，多個(gè)孔組設(shè)置在本體1上，孔組的軸線垂直于本體1的表面， 孔組包含至少一個(gè)孔洞單元，邊緣包覆面5設(shè)置于本體1的側(cè)面上；如圖5所示，所述的孔 組包括孔洞單元A2、孔洞單元B3和孔洞單元C4,所述的孔洞單元A2和孔洞單元C4的橫 截面為正六邊形結(jié)構(gòu)，孔洞單元B3的橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，且孔洞單元A2和孔洞單元C4間 隔均勻地分布于以孔洞單元B3為圓心的同一圓周上，且相鄰的孔洞單元A2和孔洞單元C4 之間的相位角為60°，所述的孔洞單元A2的橫截面面積等于孔洞單元B3的橫截面面積， 孔洞單元B3的橫截面面積大于孔洞單元C4的橫截面面積，所述的孔組具有nX60°旋轉(zhuǎn) 不變性，其中，η為正整數(shù)，即孔洞單元繞孔組的中心旋轉(zhuǎn)nX60°保持與旋轉(zhuǎn)前一致；如圖 6所示，孔組在本體1上的循環(huán)方式為：以一個(gè)孔組的中心為起始點(diǎn)，即孔洞單元A2的圓 心為起始點(diǎn)，向六個(gè)方向平移距離為L(zhǎng)，平移后得到的相鄰兩個(gè)孔組之間相位角為60°，且 2R，其中，R為孔組中心到其所包含的孔洞單元中心的最遠(yuǎn)距離，即孔洞單元A2的 圓心到孔洞單元B3或孔洞單元C4的中心的距離，在本實(shí)施例中：
[0034] 【實(shí)施例3】：
[0035] 如圖7所示，一種可增加材料韌性和緩沖能力的結(jié)構(gòu)，它包括本體1、孔組和邊緣 包覆面5,所述的孔組有多個(gè)，多個(gè)孔組設(shè)置在本體1上，孔組的軸線垂直于本體1的表面， 孔組包含至少一個(gè)孔洞單元，邊緣包覆面5設(shè)置于本體1的側(cè)面上；如圖8所示，所述的孔 組包括孔洞