如今越來(lái)越注重減少汽車行人碰撞中的傷害。在低速碰撞的情況下，能量吸收器可以用于保險(xiǎn)杠中并且可以吸收能量以減輕車輛損壞并提供車輛安全性，同時(shí)也減少對(duì)行人的傷害。

用于車輛的不同性能要求已經(jīng)通過(guò)諸如美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS)、高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)(IIHS)、汽車維修研究理事會(huì)(RCAR)、以及歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)的組織建立。世界各地管理汽車低速損壞承受力要求的條例不同。例如，在歐洲和太平洋地區(qū)，車輛必須在車輛的前側(cè)和后側(cè)兩者處均滿足ECE 42和RCAR標(biāo)準(zhǔn)。在美國(guó)，車輛必須通過(guò)FMVSS部分581、RCAR&IIHS可變形屏障沖擊試驗(yàn)。

對(duì)于汽車制造廠或供應(yīng)商，重要的是開(kāi)發(fā)能夠滿足多個(gè)要求的經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。因此，可以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、重量輕的、并且可以以經(jīng)濟(jì)有效的方式制造的保險(xiǎn)杠是期望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這里公開(kāi)了混合式能量吸收橫梁、包括該橫梁的產(chǎn)品、以及制造和使用該橫梁的方法。

一種用于附接至車輛的混合式能量吸收橫梁，包括：聚合物構(gòu)件，其中聚合物構(gòu)件包括第一部分，其中第一部分包括由第一部分壁連接的第一突部(ledge)和連接突部；以及肋，從第一部分壁延伸，其中沿著線A-A截取的肋的截面包括由通道壁和凸起部的第一橫向壁之間的開(kāi)口形成的第一通道，其中凸起部包括第一橫向壁和第二橫向壁，其中連接壁布置在第一橫向壁和第二橫向壁之間；其中第一通道沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p的一部分延伸；以及金屬/復(fù)合構(gòu)件，在聚合物構(gòu)件的與連接壁相對(duì)的側(cè)部上耦接至聚合物構(gòu)件。

一種制造混合式能量吸收橫梁的方法，包括：形成聚合物構(gòu)件，包括：第一部分，其中所述第一部分包括由第一部分壁連接的第一突部和連接突部；以及肋，從第一部分壁延伸，其中沿著線A-A截取的所述肋的截面包括由通道壁和凸起部的第一橫向壁之間的開(kāi)口形成的第一通道，其中凸起部包括第一橫向壁和第二橫向壁，其中連接壁布置在第一橫向壁和第二橫向壁之間；其中第一通道沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p的一部分延伸；形成金屬/復(fù)合構(gòu)件；以及在聚合物構(gòu)件的與連接壁相對(duì)的側(cè)部上將聚合物構(gòu)件附接至金屬/復(fù)合構(gòu)件。

在這里還包括包含該部件的保險(xiǎn)杠組件。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在參照附圖，這些附圖是示例性的，而不是限制性的，并且其中相同的元件在幾個(gè)附圖中都采取相似編號(hào)。

圖1示出聚合物構(gòu)件。

圖2示出金屬/復(fù)合構(gòu)件。

圖3示出包括圖1的聚合物構(gòu)件和圖2的金屬/復(fù)合構(gòu)件的混合式能量吸收橫梁。

圖4示出沿著A-A平面截取的圖3的混合式能量吸收橫梁的截面圖。

圖5是混合式能量吸收橫梁的聚合物構(gòu)件的通道的截面圖。

圖6是圖3的混合式能量吸收橫梁的俯視圖。

圖7是用于ECE 42擺錘沖擊試驗(yàn)裝配的具有混合式能量吸收橫梁的后保險(xiǎn)杠的截面圖。

圖8是圖1的聚合物構(gòu)件的前視圖。

圖9示出包括圖1的聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件的混合式能量吸收橫梁。

圖10示出包括圖1的聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件的另一個(gè)混合式能量吸收橫梁。

圖11示出肋位于金屬/復(fù)合構(gòu)件上的混合式能量吸收橫梁的等距視圖。

具體實(shí)施方式

混合式能量吸收橫梁可以包括聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件(例如，金屬構(gòu)件、復(fù)合構(gòu)件或金屬構(gòu)件和復(fù)合構(gòu)件)的組合，以提供可以有效吸收與車輛和行人、另一個(gè)車輛、物體等的碰撞相關(guān)的沖擊能量的重量輕的能量吸收橫梁。維修在低速度碰撞或中等速度碰撞的過(guò)程中損壞的車輛部件(包括后擋板、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、保險(xiǎn)杠、燈等)會(huì)很昂貴。由于可能會(huì)出現(xiàn)諸如肢體斷裂、擦傷等的醫(yī)療損傷，因此對(duì)于行人來(lái)說(shuō)與移動(dòng)的車輛碰撞會(huì)很危險(xiǎn)。包括聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件的組合的混合式能量吸收橫梁可以減少低速碰撞中涉及的對(duì)行人和/或車輛的損害。這樣的混合式橫梁可以減少中等速度碰撞中涉及的對(duì)車輛和/或物體的損害。保險(xiǎn)杠要滿足許多規(guī)范，包括區(qū)域安全性規(guī)范、內(nèi)部開(kāi)發(fā)規(guī)范等。這些規(guī)范會(huì)隨著出售車輛的位置(例如，美國(guó)和歐洲)而改變。因此，希望的是，能量吸收橫梁可以滿足全球大部分的保險(xiǎn)桿安全要求。包括聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件的組合的混合式能量吸收橫梁可以滿足全球大部分保險(xiǎn)桿安全要求，例如，ECE 42中央擺錘試驗(yàn)和/或IIHS 10公里每小時(shí)(km/hr)沖擊試驗(yàn)。

混合式能量吸收橫梁的聚合物構(gòu)件可以包括通道和肋。聚合物構(gòu)件可以具有開(kāi)放部分和封閉部分，其中開(kāi)放部分面向金屬/復(fù)合構(gòu)件。換言之，聚合物構(gòu)件可以具有面向保險(xiǎn)杠的汽車過(guò)梁橫帶的前面部分和背面部分，其中金屬/復(fù)合構(gòu)件可以附接至聚合物構(gòu)件的背面部分。聚合物構(gòu)件可具有沿著h軸維度(dimension)測(cè)量的高度H_p，沿著l軸維度測(cè)量的長(zhǎng)度L_p，以及沿著d軸維度測(cè)量的深度D_p。

聚合物構(gòu)件的通道可以由位于聚合物構(gòu)件的加固元件與凸起部(lobe)之間的開(kāi)放部分形成，該凸起部包括第一橫向壁、第二橫向壁以及在第一橫向壁和第二橫向壁之間延伸的連接壁，其中通道可以位于凸起部的第一橫向壁和加固元件的通道壁之間。肋可以布置在通道內(nèi)并且可以為聚合物構(gòu)件提供結(jié)構(gòu)加強(qiáng)(例如，剛性、扭轉(zhuǎn)剛度等)，進(jìn)而可以減少車輛碰撞過(guò)程中混合式能量吸收橫梁的偏移。肋可以在通道內(nèi)橫跨聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度延伸。

聚合物構(gòu)件可以包括將提供所希望的沖擊性能的任意數(shù)量的通道，同時(shí)通道可以具有任何希望的形狀、大小和/或壁厚以實(shí)現(xiàn)所希望的混合式能量吸收橫梁的能量吸收特性。

凸起部的截面形狀(垂直于聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度)可以是任意形狀。凸起部的第一橫向壁和第二橫向壁，和/或連接壁可以是直的或彎曲的，即，可以具有直的或彎曲的截面形狀或輪廓。凸起部的第一壁、第二壁和/或連接壁可以形成C形或U形的形狀。凸起部可以僅包括第一橫向壁和第二橫向壁，即，不具有連接壁，使得第一橫向壁和第二橫向壁在通道的開(kāi)放側(cè)直接彼此接觸。以這種方法，可以由直的第一橫向壁和第二橫向壁形成V形的截面形狀，或者可以由彎曲的第一橫向壁和第二橫向壁形成C形或U形的截面形狀。

凸起部可以具有任意大小和/或打開(kāi)體積(open volume)(或者截面中打開(kāi)面積)。凸起部可具有沿著h軸維度測(cè)量的高度H_c，沿著l軸維度測(cè)量的長(zhǎng)度L_c，以及沿著d軸維度測(cè)量的深度D_c。凸起部的高度(H_c)沿著凸起部的開(kāi)放側(cè)可以是最大的，從而形成聚集型(converging)凸起部。相反地，通道的高度H_h可以在通道的封閉側(cè)是最大的(即，向著金屬/復(fù)合構(gòu)件)，從而形成發(fā)散型(diverging)通道?？蛇x地，可以形成球形的或發(fā)散/聚集的凸起部，其中凸起部的高度(H_c)可以在沿著凸起部的深度的點(diǎn)處而不是在通道的開(kāi)放側(cè)或封閉側(cè)處最大。

聚合物構(gòu)件的加固構(gòu)件可以包括沿著通道的封閉側(cè)(即，其中聚合物構(gòu)件的離金屬/復(fù)合構(gòu)件最近的側(cè))從凸起部的橫向壁延伸的基部(即，基部壁或凸緣)?；靠梢栽诘谝粰M向壁上方延伸(在h軸方向上遠(yuǎn)離凸起部)，和/或基部可以在第二橫向壁下方延伸(在h軸方向上遠(yuǎn)離凸起部)。

凸起部的第一橫向壁可以從聚合物構(gòu)件的開(kāi)放側(cè)以一角度α_u延伸，該角度是相對(duì)于附圖中由h-l平面限定的基準(zhǔn)面(即，豎直基準(zhǔn)面)順時(shí)針測(cè)量的。角度α_u可以是10度至170度。角度α_u可以是30度至150度。角度α_u可以是90度至135度。

凸起部的第二橫向壁可以從聚合物構(gòu)件的開(kāi)放側(cè)以一角度α_l延伸，該角度是相對(duì)于附圖中由h-l平面限定的基準(zhǔn)面(即，豎直基準(zhǔn)面)順時(shí)針測(cè)量的。角度α_l可以是10度至170度。角度α_l可以是30度至150度。角度α_l可以是45度至90度。

凸起部的連接壁可以在凸起部的第一橫向壁和第二橫向壁之間以一角度α_c延伸，該角度是相對(duì)于附圖中由h-l平面限定的基準(zhǔn)面(即，豎直基準(zhǔn)面)順時(shí)針測(cè)量的。角度α_c可以是100度至270度。角度α_c可以是130度至230度。角度α_c可以是135度至225度。

角度α_u可以沿著第一橫向壁的深度改變，即，第一橫向壁可以是彎曲的，同時(shí)角度α_l可以沿著第二橫向壁的深度改變，即，第二橫向壁可以是彎曲的。第一橫向壁可以與第二橫向壁互為鏡像(mirror)，使得角度α_u和α_l相加等于180度。連接壁可以可選地不平行于在附圖中由h-l平面限定的基準(zhǔn)面(即，豎直基準(zhǔn)面)延伸。通道的第一橫向壁的長(zhǎng)度l_u可以與通道的第二橫向壁的長(zhǎng)度l_l不同或相同。

多于一個(gè)凸起部和多于一個(gè)通道可以存在于聚合物構(gòu)件之中。例如，兩個(gè)凸起部和兩個(gè)加固元件可以存在于聚合物構(gòu)件之中，其中通道形成在每個(gè)凸起部和每個(gè)加固元件之間(即，第一通道和第二通道)。另外的通道可以形成在兩個(gè)凸起部之間，以形成聚合物構(gòu)件中的第三通道。第一凸起部和第二凸起部之間的開(kāi)放空間可以由在第一凸起部和第二凸起部之間延伸的基部部分(例如，中間基部部分)形成。第三通道可以具有與第一通道和/或第二通道相同的或不同的尺寸。彎曲部分可以從中間基部部分的任一端部或側(cè)部延伸，并且可以連接至第一基部部分或第二基部部分。

基部部分可以從通道的橫向壁以角度α_bi延伸，其中“i”表示基部的第i部分。換言之，基部的一部分可以從第一橫向壁延伸，可以從第二橫向壁延伸，和/或可以將一個(gè)凸起部的第一橫向壁連接至另一個(gè)凸起部的第二橫向壁，或者反之亦然?；康囊徊糠挚梢砸砸唤嵌圈?sub>bi延伸，該角度是相對(duì)于在附圖中由h-l平面限定的基準(zhǔn)面順時(shí)針測(cè)量的，該基準(zhǔn)面與通道壁和基部相交(即，豎直基準(zhǔn)面通過(guò)通道壁與基部的一部分相交的點(diǎn))。基部的每個(gè)區(qū)段的角度α_bi可以是不同的或者可以是相同的。角度α_bi可以是0度至360度。基部的形狀可以對(duì)應(yīng)于金屬/復(fù)合構(gòu)件的形狀，即，基部的形狀可以構(gòu)造成與金屬/復(fù)合構(gòu)件的形狀相匹配。

角度(α_u、α_l、α_c和α_bi)、長(zhǎng)度(l_l和l_u)、深度(D_c)和高度(H_c)可以沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p變化(如在附圖中的l軸維度上測(cè)量的)，使得這些參數(shù)在聚合物構(gòu)件的兩個(gè)不同的截面處(即，在沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度的兩個(gè)不同的點(diǎn)處截取的截面處)可以是不同的。

在每個(gè)通道內(nèi)，可以布置多個(gè)肋。例如，肋可以在第一凸起部的第一橫向壁和加固元件的通道壁之間、在第一凸起部的第二橫向壁和第二凸起部的第一橫向壁之間、和/或在第二凸起部的第二橫向壁和加固元件的通道壁之間延伸。肋可以從凸起部的連接壁延伸。

布置在相鄰?fù)ǖ乐泻?或相鄰?fù)蛊鸩可系睦呖梢源笾缕叫?例如，彼此分開(kāi)接近90度)。肋可以構(gòu)造成具有大體C形狀的截面，以便在凸起部具有大體C形狀的截面時(shí)補(bǔ)償凸起部，從而基本形成雙層C截面形狀的凸起部。C形狀的截面可以基于通道中的可用的封裝空間。封裝空間可以是25mm至150mm。封裝空間可以是50mm至110mm。封裝空間可以是75mm至100mm。這樣的雙層C截面形狀的凸起部可以提供受控制的并且有效的能量吸收。

聚合物構(gòu)件沿著其長(zhǎng)度和/或高度(沿著l軸維度和/或h軸維度)可以是彎曲的，以對(duì)應(yīng)于存在于金屬/復(fù)合構(gòu)件之中的曲率(多個(gè)曲率)。聚合物構(gòu)件可以鄰近于金屬/復(fù)合構(gòu)件布置，例如，聚合物構(gòu)件可以與金屬/復(fù)合構(gòu)件機(jī)械連通。聚合物構(gòu)件可以沿著聚合物構(gòu)件的開(kāi)放側(cè)鄰接金屬/復(fù)合構(gòu)件。在基部存在于聚合物構(gòu)件之中時(shí)，聚合物構(gòu)件可以被定位為使得基部與金屬/復(fù)合構(gòu)件機(jī)械連通。金屬/復(fù)合構(gòu)件可以插入在聚合物構(gòu)件內(nèi)、緊固至聚合物構(gòu)件(例如，通過(guò)卡扣配合、螺旋件和螺栓、粘附)、或者包覆成型(over-molded，超模壓)至聚合物構(gòu)件。

聚合物構(gòu)件可以包括在聚合物構(gòu)件的任一端部上的延伸部，其中延伸部遠(yuǎn)離凸起部和/或通道從基部(從聚合物構(gòu)件的開(kāi)放側(cè))延伸。延伸部可用于接合和/或覆蓋金屬/復(fù)合構(gòu)件的部分，并且可以可選地成形為與金屬/復(fù)合構(gòu)件互補(bǔ)，以便于將金屬/復(fù)合構(gòu)件附接至聚合物構(gòu)件。

可選地，聚合物構(gòu)件可以包括從基部延伸的加固元件。加固元件可以在d軸維度和/或h軸維度上從基部和/或沿著基部延伸。加固元件可以從基部向著凸起部的連接壁向外延伸和/或可以沿著基部在h軸維度上延伸至橫向壁和基部的交叉處。在混合式能量吸收橫梁用于車輛中時(shí)，多個(gè)加固元件可以定位在基部的與第一通道的第一橫向壁相鄰的外表面(背離金屬/復(fù)合構(gòu)件)上和/或基部的與第二通道的第二橫向壁相鄰的外表面上而更接近地面。加固元件可以為混合式能量吸收橫梁的聚合物構(gòu)件提供結(jié)構(gòu)上的加強(qiáng)(例如，剛性、扭轉(zhuǎn)剛度等)。加固元件可以在聚合物構(gòu)件的前部部分上延伸。

通過(guò)至少改變凸起部的數(shù)量、通道的數(shù)量、凸起部(多個(gè)凸起部)的第一橫向壁和第二橫向壁的間隔、通道(多個(gè)通道)內(nèi)的肋的間隔(沿著l軸維度的間隔)、橫向壁和/或肋的厚度、或包含上文參數(shù)中的至少一個(gè)的組合，聚合物構(gòu)件可以被調(diào)整為在碰撞過(guò)程中具有不同的剛度和沖擊特征。

聚合物構(gòu)件可以包括可形成為希望的形狀并且提供希望的性能的任何聚合物材料或聚合物材料的組合。示例性材料包括聚合物材料以及聚合物材料與彈性材料和/或熱固性材料的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物材料包括熱塑性材料?？赡艿木酆衔锊牧习ň蹖?duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)；聚碳酸酯(LEXAN*和LEXAN*EXL樹(shù)脂，其可從SABIC的創(chuàng)新塑料企業(yè)(SABIC’S Innovative Plastics business)商業(yè)購(gòu)得))；聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚碳酸脂/PBT共混物；聚碳酸脂/ABS共混物；共聚碳酸酯-聚脂；丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(ASA)；丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(AES)；亞苯基醚樹(shù)脂；聚苯醚/聚酰胺的共混物(NORYL GTX*樹(shù)脂，其可從SABIC的創(chuàng)新塑料企業(yè)商業(yè)購(gòu)得)；聚碳酸酯/PET/PBT的共混物；PBT和沖擊改性劑(XENOY*樹(shù)脂，其可從SABIC的創(chuàng)新塑料企業(yè)商業(yè)購(gòu)得)；聚酰胺類；聚苯硫醚樹(shù)脂；聚氯乙烯PVC；高抗沖聚苯乙烯(HIPS)；低/高密度聚乙烯(L/HDPE)；聚丙烯(PP)；發(fā)泡聚丙烯(EPP)；聚乙烯和纖維復(fù)合材料；聚丙烯和纖維復(fù)合材料(AZDEL Superlite*片材，其可從Azdel公司商業(yè)購(gòu)得)；長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(VERTON*樹(shù)脂，其可從SABIC的創(chuàng)新塑料企業(yè)商業(yè)購(gòu)得)；熱塑性烯烴(TPO)；以及碳纖維增強(qiáng)聚合復(fù)合材料(CFRP)，以及包含上述中至少一種的組合。

示例性填充樹(shù)脂是STAMAX*樹(shù)脂，該樹(shù)脂是可從SABIC的創(chuàng)新塑料企業(yè)商業(yè)購(gòu)得的長(zhǎng)玻璃纖維填充的聚丙烯樹(shù)脂。一些可能的增強(qiáng)材料包括纖維，如，玻璃、碳等，以及包括前述中的至少一種的組合；例如，長(zhǎng)玻璃纖維和/或長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂。例如，可以使用碳纖維增強(qiáng)聚合復(fù)合材料形成聚合物構(gòu)件。碳纖維增強(qiáng)聚合復(fù)合材料可以用作聚合物構(gòu)件上的涂層(例如，蒙皮)以為聚合物構(gòu)件提供所希望的結(jié)構(gòu)完整性。能量吸收元件可由包括任意上述材料中的至少一種的組合形成。例如，在一些實(shí)施方式中，可使用相同的材料制造聚合物構(gòu)件的每個(gè)部件(例如，橫向壁和/或肋)。在其它實(shí)施方式中，可以使用不同材料來(lái)制造聚合物構(gòu)件的不同的部件(例如，可以使用一種材料來(lái)制造橫向壁并使用不同的材料來(lái)制造肋)?？梢灶A(yù)計(jì)，材料的任何組合可以用于(例如)增強(qiáng)擠壓特征、降低易破壞性等。

混合式橫梁的金屬/復(fù)合構(gòu)件可以具有開(kāi)放區(qū)段或封閉區(qū)段。金屬/復(fù)合構(gòu)件可以具有大致I形狀的截面或者可以具有大致矩形截面或者可以具有大致C形的截面形狀。金屬/復(fù)合構(gòu)件可以包括金屬或金屬合金。在具體實(shí)施方式中，金屬/復(fù)合構(gòu)件包括合金鋼。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1示出聚合物構(gòu)件30。聚合物構(gòu)件30可以具有沿著l軸維度測(cè)量的長(zhǎng)度L_p，沿著h軸維度測(cè)量的高度H_p，以及沿著d軸維度測(cè)量的深度D_p。聚合物構(gòu)件可具有開(kāi)放部分32和封閉部分34。在使用時(shí)，開(kāi)放部分32可以鄰接金屬/復(fù)合構(gòu)件20，使得金屬/復(fù)合構(gòu)件20和聚合物構(gòu)件30彼此機(jī)械連通。第一通道40和第二通道50分別可以存在于聚合物構(gòu)件30上，其中肋82布置在通道40、50之間并且橫跨聚合物構(gòu)件30的長(zhǎng)度(即，橫跨l軸維度)。聚合物構(gòu)件30可以包括第一部分2和第二部分4，其中第一部分2包括通過(guò)第一部分壁9連接的第一突部6和連接突部13，并且其中第二部分4可以包括通過(guò)第二部分壁11連接的第二突部8和連接突部13。

圖2示出金屬/復(fù)合構(gòu)件20。金屬/復(fù)合構(gòu)件20可以具有沿著l軸維度測(cè)量的長(zhǎng)度L_m，沿著h軸維度測(cè)量的高度H_m，以及沿著d軸維度測(cè)量的深度D_m。

圖3示出由圖1的聚合物構(gòu)件30和圖2的金屬/復(fù)合構(gòu)件20形成的混合式橫梁能量吸收器10。聚合物構(gòu)件30和金屬/復(fù)合構(gòu)件20可以彼此獨(dú)立地形成或者聚合物構(gòu)件30可以被包覆成型(over-molded)在金屬/復(fù)合構(gòu)件20上。在單獨(dú)形成時(shí)，聚合物構(gòu)件30可以經(jīng)由機(jī)械附接方式(例如，通過(guò)卡扣配合、螺旋件和螺栓、粘附等)附接至金屬/復(fù)合構(gòu)件20?；旌鲜侥芰课諜M梁10可以具有沿著l軸維度測(cè)量的長(zhǎng)度L，沿著h軸維度測(cè)量的高度H，以及沿著d軸維度測(cè)量的深度D。

圖4示出沿著圖3的A-A平面截取的圖3的混合式能量吸收橫梁10的截面圖。金屬/復(fù)合構(gòu)件20可以具有與聚合物構(gòu)件30互補(bǔ)的形狀以使得聚合物構(gòu)件30能夠形成或裝配在金屬/復(fù)合構(gòu)件20上。例如，如在圖2中示出的，金屬/復(fù)合構(gòu)件20可具有矩形形狀。聚合物構(gòu)件30可以沿著金屬/復(fù)合構(gòu)件20的前側(cè)26附接，使得聚合物構(gòu)件30鄰近于金屬/復(fù)合構(gòu)件20的離沖擊方向120最近的側(cè)面。聚合物構(gòu)件30可以包括第一通道40和第二通道50以及在通道40、50的任意一側(cè)或兩側(cè)上的加固元件90。加固元件90還在圖8中示出為在聚合物構(gòu)件30的封閉部分34上。肋82可以從第一部分壁9和/或第二部分壁11延伸。肋82可以包括位于通道壁48和凸起部80之間的第一通道40，并且第一通道由通道壁和凸起部之間的開(kāi)口形成，其中凸起部80可以包括第一橫向壁42和第二橫向壁44，其中連接壁46布置在第一橫向壁42和第二橫向壁44之間。第一通道40可以沿著聚合物構(gòu)件30的長(zhǎng)度L_p的一部分延伸并且可以位于通道壁48和第一橫向壁42之間。

相似地，肋82可以從第二部分壁11延伸。如在圖4中示出的，肋82可以包括由通道壁48和凸起部74之間的開(kāi)口形成的第二通道50，其中凸起部74可以包括第一橫向壁52、第二橫向壁54、以及布置在第一橫向壁52和第二橫向壁54之間的連接壁56。第二通道50可以位于通道壁48和第二橫向壁54之間。通道壁48可以橫跨第二通道50的長(zhǎng)度延伸。加固元件90可以橫跨第二通道50的長(zhǎng)度延伸。可選地，另外的通道可以形成在第一通道40和第二通道50之間。例如，如在圖4中示出的，第三通道76可以由將凸起部80的第二橫向壁44和凸起部74的第一橫向壁分開(kāi)的中間基部部分60形成。凸起部80可以通過(guò)在凸起部80和凸起部74之間從凸起部80的第二橫向壁44延伸至凸起部74的第一橫向壁52的中間基部部分60沿著h軸維度與凸起部74分開(kāi)。以這種方法，通道76可以形成在凸起部80和凸起部74之間，其中通道76具有與聚合物構(gòu)件30的開(kāi)放側(cè)32相對(duì)的開(kāi)放側(cè)78。第一基部部分64可以從凸起部80的第一橫向壁42延伸并且可以連接至從中間基部部分60延伸的第一彎曲部分67。第二基部部分62可以從凸起部74的第二橫向壁54延伸并且可以連接至從中間基部部分60延伸的第二彎曲部分68。延伸部70可以從第一基部部分64突出，并且延伸部72可以從第二基部部分62延伸。延伸部70、72可以成形為分別與金屬/復(fù)合構(gòu)件20的頂側(cè)22和底側(cè)24互補(bǔ)，以便于將金屬/復(fù)合構(gòu)件20附接至聚合物構(gòu)件30。另外，在聚合物構(gòu)件30和金屬/復(fù)合構(gòu)件20被裝配在一起時(shí)，延伸部70可以覆蓋金屬/復(fù)合構(gòu)件20的頂側(cè)22，并且延伸部72可以覆蓋金屬/復(fù)合的構(gòu)件20的底側(cè)24。

凸起部74、80和/或通道40、50、76可以包括肋82。肋82可以分別從凸起部80、74的連接壁46、56延伸或者可以布置在通道40、50、76內(nèi)，如先前描述的。肋82可以在每個(gè)通道內(nèi)以任意尺寸延伸。例如，肋82可以以平行的構(gòu)造在通道內(nèi)延伸，使得在第一通道40和第二通道50中的肋82彼此平行。肋82可以是將為聚合物構(gòu)件30的所希望的結(jié)構(gòu)完整性提供幫助的任意形狀。例如，肋82可具有C形、I形、N形、S形、T形、W形、X形、Z形的截面形狀或類似的截面形狀，或者包括在h-l平面中的上述截面形狀中的中至少一個(gè)的組合。聚合物構(gòu)件30可以包括從第一基部部分64和/或從第二基部部分62延伸的加固元件90。如同肋82的情況一樣，加固元件90可以是將為聚合物構(gòu)件30的所希望的結(jié)構(gòu)完整性提供幫助的任意形狀。加固元件90可以沿著基部部分62、64并且在深度維度上延伸(沿著d軸維度)。加固元件90可以為聚合物構(gòu)件30提供結(jié)構(gòu)上的加強(qiáng)(例如，剛性、扭轉(zhuǎn)剛度等)。加固元件90可以在聚合物構(gòu)件30的封閉部分34上延伸，如在圖8中示出的。

圖9和圖10示出金屬/復(fù)合構(gòu)件20的不同的構(gòu)造。在圖9中，金屬/復(fù)合構(gòu)件20具有C形狀的截面，其中頂側(cè)22、前側(cè)26和底側(cè)24形成C形狀。在圖9中，金屬/復(fù)合構(gòu)件20具有與前側(cè)26相對(duì)應(yīng)的開(kāi)放區(qū)段。在圖10中，金屬/復(fù)合構(gòu)件20具有與前側(cè)26相對(duì)的開(kāi)放區(qū)段和可以構(gòu)造成與凸起部80和凸起部84的凹進(jìn)部分81一致的支撐延伸部27。支撐延伸部27可以從用于制造金屬/復(fù)合構(gòu)件20的片狀物突出。與在圖4中示出的金屬/復(fù)合構(gòu)件相比，如在圖9和圖10中示出的金屬/復(fù)合構(gòu)件20可以由于開(kāi)放區(qū)段而具有更大的總厚度。如果希望的話，肋可以位于金屬/復(fù)合構(gòu)件20的任意側(cè)上，以增加金屬/復(fù)合構(gòu)件20的剛度。例如，如在圖11中示出的，如示出的肋21可以在金屬/復(fù)合構(gòu)件20上。肋21可以是任意希望的構(gòu)造，并且可以豎直地、水平地、斜地等定位金屬/復(fù)合構(gòu)件20上。如在圖11中示出的，肋21被斜地定位。肋的數(shù)量可以是將提供所希望的能量吸收特性的任意數(shù)量。進(jìn)一步考慮到金屬/復(fù)合構(gòu)件20可以包括單個(gè)或多個(gè)構(gòu)件，例如，可以包括單個(gè)金屬?gòu)?fù)合構(gòu)件20或者可以包括多于一個(gè)的金屬?gòu)?fù)合構(gòu)件20(例如，兩個(gè)、三個(gè)、乃至五個(gè))，金屬?gòu)?fù)合構(gòu)件可以通過(guò)將提供所希望的構(gòu)件之間的附接的任意附接裝置(例如，螺栓、粘合劑等)而附接。

圖5示出沿著h-d平面截取的凸起部100的截面圖。凸起部100可以具有沿著h軸維度測(cè)量的高度H_c，以及沿著d軸維度測(cè)量的深度D_c。凸起部100的第一橫向壁102可以具有在d-h平面中測(cè)量的長(zhǎng)度l_u并且可以以角度α_u從第一基部部分114延伸，該角度是從基準(zhǔn)h-l平面200順時(shí)針測(cè)量的。凸起部100的第二橫向壁104可以具有在d-h平面中測(cè)量的長(zhǎng)度l_l并且可以角度α_l從第二基部部分112延伸，該角度是從基準(zhǔn)h-l平面200順時(shí)針測(cè)量的。連接壁106可以在第一橫向壁102和第二橫向壁104之間以角度α_c延伸，該角度是從基準(zhǔn)h-l平面202順時(shí)針測(cè)量的。

聚合物構(gòu)件30可以包括大于或等于一個(gè)凸起部100。多通道聚合物構(gòu)件的每個(gè)凸起部100可以具有不同的形狀和/或大小，其中在相鄰的凸起部之間和/或凸起部和聚合物構(gòu)件的加固構(gòu)件之間形成有通道。換言之，每個(gè)凸起部100可以具有先前提到的參數(shù)的不同的配置(例如，角度(α_u、α_l、α_c和α_bi)、長(zhǎng)度(l_l和l_u)、深度(D_c)和高度(H_c)可以沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L(如在附圖中在l軸維度上測(cè)量的)改變，使得這些參數(shù)在聚合物構(gòu)件的兩個(gè)不同的截面處可以是不同的)。

基部部分112、114可以從橫向壁102、104以角度α_bi延伸，該角度是從基準(zhǔn)h-l平面200順時(shí)針測(cè)量的，其中i可用于區(qū)分具體的基部部分(例如，中間基部部分、第一基部部分、第二基部部分、或兩個(gè)相鄰的凸起部之間的任何另外的基部部分)。

凸起部100的高度H_c可以沿著凸起部100的深度D_c和/或沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p改變。凸起部100的深度D_c可以沿著凸起部100的高度H_c和/或沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p改變。凸起部的高度H_c、深度D_c和/或開(kāi)放區(qū)域A_c可以沿著聚合物構(gòu)件30的長(zhǎng)度L_p改變。角度α_u、α_l、α_c和α_bi可以沿著聚合物構(gòu)件30的長(zhǎng)度L_p改變。

圖6示出圖3的混合式能量吸收橫梁10的俯視圖?；旌鲜侥芰课諜M梁10沿著其長(zhǎng)度(即，在橫梁在l軸維度上延伸時(shí))是彎曲的。加固元件90可以在d軸維度上延伸。如在d軸維度上測(cè)量的通道深度Dc可以在橫梁端部12、14處減小，使得凸起部的尺寸可以向著每個(gè)橫梁端部12、14減小。

圖7示出在車輛后部過(guò)梁橫帶(fascia)18后面定位在車輛的后端上的混合式能量吸收橫梁10。圖7示出在與擺錘88沖擊84之前，和在與擺錘88沖擊86之后的截面示意圖。如從圖7中可以看出的，在沖擊過(guò)程中，在構(gòu)件與另一個(gè)物體接觸時(shí)，階段性(stage-wise)出現(xiàn)混合式能量吸收橫梁的構(gòu)件的擠壓(crushing)。

聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件可以單獨(dú)制造，然后例如通過(guò)物理接合、通過(guò)緊固器件或者通過(guò)焊接固定在一起。制造金屬/復(fù)合構(gòu)件的過(guò)程可以包括折彎、軋制或液壓成形。聚合物構(gòu)件可以通過(guò)使用注射成型工藝制造。聚合物構(gòu)件可以包覆成型在金屬/復(fù)合構(gòu)件上，從而形成整體結(jié)構(gòu)。

混合式橫梁可以包括用于將橫梁固定至車輛的橫欄(rails)的車輛附接裝置。例如，小的金屬片可以焊接在橫梁的任意端部上以將其安裝在平坦的橫欄支持件上?？商鎿Q地，橫欄支持件可以旋轉(zhuǎn)使得其平坦的表面在任意端部處與金屬橫梁的豎直表面共面。

混合式橫梁可以被構(gòu)造為附接至前端模塊和/或后端模塊。前端模塊和/或后端模塊可以包括多片組件。前端模塊或后端模塊可以將大量部件集成至單個(gè)組件中。前端模塊和/或后端模塊可以作為子組件提供給車輛制造商，該子組件可以隨后安裝到車輛上。前端模塊和/或后端模塊可以包括照明組件和/或部件、散熱器、軟管、冷卻風(fēng)扇、空調(diào)部件、格柵、格柵開(kāi)口加強(qiáng)面板、起皺(crumple)區(qū)域、保險(xiǎn)杠、保險(xiǎn)杠組件、能量吸收組件、裝飾性過(guò)梁橫帶、機(jī)罩閂、洗滌瓶、電子設(shè)備、布線等。前端模塊或后端模塊的部件可以根據(jù)供應(yīng)商層級(jí)并根據(jù)車輛制造商而變化。前端模塊和/或后端模塊而不是零碎組件的使用可以減少在車輛制造商的裝配線上的裝配勞動(dòng)、裝配時(shí)間、和/或裝配步驟(處理)。

前端模塊和/或后端模塊的結(jié)構(gòu)可以是標(biāo)準(zhǔn)化的，并且可以允許在買賣到多個(gè)地區(qū)的多種型號(hào)中使用共用設(shè)計(jì)。這樣可以為車輛制造商節(jié)約成本。型號(hào)的區(qū)別可以通過(guò)不同的蒙皮和/或整飾處理實(shí)現(xiàn)。前端模塊和/或后端模塊可以允許車輛制造商的全球車輛平臺(tái)，同時(shí)允許地方(例如，地區(qū))之間的不同的型號(hào)變化(或版本)。

汽車過(guò)梁橫帶(fascia)可以包覆橫梁使得橫梁一旦附接至車輛便不可見(jiàn)了。汽車過(guò)梁橫帶可以由熱塑性材料形成并且可以經(jīng)受利用傳統(tǒng)車輛涂漆和/或涂布技術(shù)的修飾處理(finishing process)。

混合式能量吸收橫梁可以吸收在低速度和/或中等速度下的沖擊能量。該混合式能量吸收橫梁可以用于車輛以最小化在低速度和/或中等速度沖擊的過(guò)程中對(duì)車輛和/或行人的損害?；旌鲜侥芰课諜M梁可以構(gòu)造為固定屏障(例如，停車場(chǎng)屏障、公路護(hù)欄、公路屏障等)以吸收在任何沖擊事件中的能量，在沖擊事件中沖擊能量需要通過(guò)混合式橫梁結(jié)構(gòu)經(jīng)由彎曲來(lái)吸收。

能量吸收橫梁通過(guò)以下非限制性實(shí)例進(jìn)一步闡明。

實(shí)例：

進(jìn)行模擬研究，以在于適度沖擊下吸收能量時(shí)，量化混合式橫梁的效用。

如圖3所示的混合式橫梁安裝在具有1600公斤(kg)的質(zhì)量的一般車輛上?；旌鲜綑M梁包括約3kg-6kg的塑料材料和3kg的鋼。對(duì)所得到的車輛進(jìn)行ECE 42中央擺錘沖擊性能和IIHS可變形屏障沖擊性能的評(píng)估。在圖7中示出在沖擊試驗(yàn)之前的構(gòu)造和結(jié)果的構(gòu)造。

可以看出，混合式橫梁通過(guò)保持可容許的侵入水平通過(guò)了ECE 42中央擺錘沖擊試驗(yàn)和IIHS 10km/h沖擊試驗(yàn)兩者。此外，可以看出，滿足要求的混合式橫梁的質(zhì)量取決于車輛質(zhì)量，并且對(duì)于具有較高質(zhì)量的車輛，混合式橫梁的質(zhì)量必須適當(dāng)增加。

混合式能量吸收橫梁以及制造方法至少包括以下實(shí)施方式：

實(shí)施方式1：一種用于附接至車輛的混合式能量吸收橫梁，包括：聚合物構(gòu)件，其中聚合物構(gòu)件包括第一部分，其中第一部分包括由第一部分壁連接的第一突部和連接突部；以及肋，從第一部分壁延伸，其中沿著線A-A截取的肋的截面包括由通道壁和凸起部的第一橫向壁之間的開(kāi)口形成的第一通道，其中凸起部包括第一橫向壁和第二橫向壁，其中連接壁布置在第一橫向壁和第二橫向壁之間；其中第一通道沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p的一部分延伸；以及金屬/復(fù)合構(gòu)件，在聚合物構(gòu)件的與連接壁相對(duì)的側(cè)部上耦接至聚合物構(gòu)件。

實(shí)施方式2：根據(jù)實(shí)施方式1所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件進(jìn)一步包括第二部分，其中第二部分包括由第二部分壁連接的第二突部和連接突部；以及肋，從第二部分壁延伸，其中沿著線A-A截取的肋的截面包括由通道壁和凸起部之間的開(kāi)口形成的第二通道，其中凸起部包括第一橫向壁和第二橫向壁，其中連接壁布置在第一橫向壁和第二橫向壁之間。

實(shí)施方式3：根據(jù)實(shí)施方式2所述的混合式能量吸收橫梁，其中，肋在通道壁和凸起部的第二橫向壁之間延伸。

實(shí)施方式4：根據(jù)實(shí)施方式2-3中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，進(jìn)一步包括：中間基部部分，在凸起部的第二橫向壁和凸起部的第一橫向壁之間延伸，從而形成位于第一通道和第二通道之間的第三通道。

實(shí)施方式5：根據(jù)實(shí)施方式2-4中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，布置在第一通道中的肋和布置在第二通道中的肋大致平行。

實(shí)施方式6：根據(jù)實(shí)施方式2-5中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，凸起部(多個(gè)凸起部)具有C形狀的截面。

實(shí)施方式7：根據(jù)實(shí)施方式1-6中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件沿著其長(zhǎng)度是彎曲的。

實(shí)施方式8：根據(jù)實(shí)施方式1-7中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，金屬/復(fù)合構(gòu)件被插入聚合物構(gòu)件中。

實(shí)施方式9：根據(jù)實(shí)施方式2-7中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件進(jìn)一步包括第一基部部分和第二基部部分，其中第一基部部分和第二基部部分通過(guò)中間基部部分連接，其中第一彎曲部分從中間部分的一側(cè)延伸以到達(dá)第一基部部分，并且其中第二彎曲部分從中間部分的一側(cè)延伸以到達(dá)第二基部部分；并且其中第一基部部分和第二基部部分與金屬/復(fù)合構(gòu)件機(jī)械連通。

實(shí)施方式10：根據(jù)實(shí)施方式1-9中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件進(jìn)一步包括從第一基部部分延伸的和/或從第二基部部分延伸的加固元件。

實(shí)施方式11：根據(jù)實(shí)施方式1-10中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件包括熱塑性材料。

實(shí)施方式12：根據(jù)實(shí)施方式1-11中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件是注射成型的(injection molded)。

實(shí)施方式13：根據(jù)實(shí)施方式1-12中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，金屬/復(fù)合構(gòu)件具有大致I形狀的截面或大致矩形的截面。

實(shí)施方式14：根據(jù)實(shí)施方式1-13中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，金屬/復(fù)合構(gòu)件包括合金鋼。

實(shí)施方式15：根據(jù)實(shí)施方式1-14中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，金屬/復(fù)合構(gòu)件通過(guò)折彎、軋制或液壓成形形成。

實(shí)施方式16：根據(jù)實(shí)施方式1-15中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁，其中，聚合物構(gòu)件和金屬/復(fù)合構(gòu)件形成包覆成型的整體結(jié)構(gòu)。

實(shí)施方式17：一種保險(xiǎn)杠組件，包括：實(shí)施方式1-16中的任一項(xiàng)所述的混合式能量吸收橫梁；以及過(guò)梁橫帶(fascia)，覆蓋橫梁的一部分。

實(shí)施方式18：根據(jù)實(shí)施方式17所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述混合式能量吸收橫梁被構(gòu)造為附接至車輛前端模塊和/或車輛后端模塊。

實(shí)施方式19：一種制造混合式能量吸收橫梁的方法，包括：形成聚合物構(gòu)件，包括第一部分，其中第一部分包括由第一部分壁連接的第一突部和連接突部；以及肋，從第一部分壁延伸，其中沿著線A-A截取的肋的截面包括由通道壁和凸起部的第一橫向壁之間的開(kāi)口形成的第一通道，其中凸起部包括第一橫向壁和第二橫向壁，其中連接壁布置在第一橫向壁和第二橫向壁之間；其中第一通道沿著聚合物構(gòu)件的長(zhǎng)度L_p的一部分延伸；以及形成金屬/復(fù)合構(gòu)件；以及在聚合物構(gòu)件的與連接壁的相對(duì)的側(cè)部上將聚合物構(gòu)件附接至金屬/復(fù)合構(gòu)件。

實(shí)施方式20：根據(jù)實(shí)施方式19所述的方法，其中：聚合物構(gòu)件被包覆成型在金屬/復(fù)合構(gòu)件上。

該書(shū)面說(shuō)明書(shū)使用了實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，其中包括最佳模式，并且還能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可授權(quán)范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其他實(shí)例具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果這些其他實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)體差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則這些其他實(shí)例旨在包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

本文公開(kāi)的所有范圍都包括端點(diǎn)，并且端點(diǎn)可獨(dú)立地相互組合(例如，“高達(dá)25wt％，或更具體地，5wt％至20wt％”的范圍包括端點(diǎn)和“5wt％至25wt％”范圍的所有中間值等)。“組合”包括共混物，混合物，合金，反應(yīng)產(chǎn)物等。此外，本文中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于區(qū)別一個(gè)要素與另一要素。本文中的術(shù)語(yǔ)“一”和“一個(gè)”和“該”不表示量的限制，而是解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在本文另外指出或與上下文明顯抵觸。如本文中所用的后綴“(s)”旨在包括其修飾的術(shù)語(yǔ)的單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，從而包括該術(shù)語(yǔ)的一個(gè)或多個(gè)(例如，膜包括一個(gè)或多個(gè)膜)。貫穿本說(shuō)明書(shū)提及的“一種實(shí)施方式”、“另一種具體實(shí)施方式”、“實(shí)施方式”等等，意思是與該實(shí)施方式一同描述的具體的要素(例如特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、和/或特征)包含在本文中描述的至少一種實(shí)施方式中，并且可以存在于或者不存在于其他的實(shí)施方式中。此外，應(yīng)該理解的是，所描述的要素可以以任何合適的方式結(jié)合在各個(gè)實(shí)施方式中。

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