專利名稱：多角加強(qiáng)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及用于車身或其他結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)件，具體涉及具有多角橫截面的加強(qiáng)件。
背景技術(shù)：
車輛加強(qiáng)件需要最大化撞擊能量吸收和抗彎曲性同時(shí)最小化加強(qiáng)件的每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。當(dāng)在加強(qiáng)件上施加壓カ時(shí)，例如，由于前方撞擊負(fù)荷造成的在車輛前縱梁或者發(fā)動(dòng)機(jī)艙的其他加強(qiáng)件上的力，加強(qiáng)件可以在縱向方向上塌陷以吸收撞擊能量。此外，當(dāng)在加強(qiáng)件上施加彎曲カ時(shí)，例如由于在車輛前側(cè)門檻、B柱或者其他加強(qiáng)件的側(cè)面撞擊負(fù)荷造成的力，該加強(qiáng)件可彎曲以吸收撞擊能量。加強(qiáng)件通常具有矩形橫截面，其最大慣性矩的軸與該件的水平Y(jié)軸(即橫軸)對(duì)齊。然而，在軸向擠壓期間，矩形加強(qiáng)件可能易于沿著最小慣性矩的軸(即豎軸)朝內(nèi)和/或朝外彎曲(即，分別朝向和/或遠(yuǎn)離車輛中心線在Y平面彎曲)，從而本質(zhì)上提供了單向的抗彎性。因而，為了更有效率地吸收撞擊能量，已經(jīng)開發(fā)出多個(gè)非傳統(tǒng)的加強(qiáng)件橫截面。例如美國(guó)專利6，588，830掲示了具有多于四邊的多邊形橫截面的加強(qiáng)件，帶來(lái)了更高的可靠性和更高的能量吸收效率。如一個(gè)優(yōu)選的方式掲示了具有基礎(chǔ)八角形橫截面的 加強(qiáng)件。美國(guó)專利6，752，451掲示了在基礎(chǔ)矩形橫截面的四角處具有凹部的加強(qiáng)件，形成四個(gè)U形部分且相互間形成90度角。為了防止在四個(gè)角處的凹處的裂紋并增加強(qiáng)度，凹部具有増加的厚度和硬度。角部的増加的厚度和硬度被掲示為僅能通過(guò)拉伸或者液壓成形達(dá)成，因此減小了制造可行性并且增加了加強(qiáng)件的每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。美國(guó)專利6，752，451參照了日本未審查專利公開H8-337183，后者也掲示了在基本矩形橫截面的四個(gè)角處包含凹部的加強(qiáng)件，形成四個(gè)U形部分，其相互間形成90度角。美國(guó)專利6，752，451聲明其加厚的凹部相比H8-337183提供了改善的抗壓性能以及抗彎強(qiáng)度。因此可能希望提供多個(gè)可調(diào)節(jié)加強(qiáng)件橫截面配置用于實(shí)現(xiàn)相較于基礎(chǔ)多邊形設(shè)計(jì)增加強(qiáng)度，而同時(shí)還允許設(shè)計(jì)靈活性以便滿足多種車輛應(yīng)用。還希望提供ー種加強(qiáng)件構(gòu)造，其相較于有加厚角的部件實(shí)現(xiàn)類似(如果不是更大的)的強(qiáng)度增加，同時(shí)減小部件単位長(zhǎng)度的質(zhì)量并且維持制造可行性?？赡苓M(jìn)ー步希望提供加強(qiáng)件，其可以當(dāng)例如正面和側(cè)面撞擊撞擊力施加在部件上時(shí)實(shí)現(xiàn)増加的能量吸收和更穩(wěn)定的軸向潰縮，同時(shí)還節(jié)約質(zhì)量以減小車重并滿足排放要求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)ー些實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件。該加強(qiáng)件包含包括邊和角的八角橫截面。該邊包含四條直邊和四條曲邊。每條直邊的長(zhǎng)度范圍為從大約10_到大約200mm且姆條曲邊的范圍為從大約IOmm到大約200mm。根據(jù)ー些另外的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件。該加強(qiáng)件包含包括邊和角的十二角橫截面。該邊包含八條直邊和四條曲邊。每條直邊的長(zhǎng)度范圍為大約IOmm到大約200mm且姆條曲邊的范圍為大約IOmm到大約200mm。根據(jù)ー些另外的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件。該加強(qiáng)件包含包括形成十二個(gè)內(nèi)角和兩個(gè)外角的邊和角的十四角橫截面。每個(gè)內(nèi)角范圍為大約95度到大約145度，且每個(gè)外角的范圍為大約5度到大約130度。根據(jù)ー些另外的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件。該加強(qiáng)件包括十六角橫截面，其包括形成十二個(gè)內(nèi)角和四個(gè)外角的邊和角。每個(gè)內(nèi)角范圍為大約25度到大約145度，且每個(gè)外角為大約25度到大約150度。
根據(jù)ー些另外的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件。該加強(qiáng)件包括二十角橫截面，其包括形成十二個(gè)內(nèi)角和八個(gè)外角的邊和角。每個(gè)內(nèi)角范圍為大約25度到大約145度，且每個(gè)外角的范圍為大約25度到大約150度。另外的目的和優(yōu)點(diǎn)部分將在下面說(shuō)明書中說(shuō)明，且部分根據(jù)說(shuō)明書為顯而易見的或者可以通過(guò)實(shí)施當(dāng)前教導(dǎo)而獲得。本教導(dǎo)的目的和優(yōu)勢(shì)可以通過(guò)權(quán)利要求書中特別指出的元素和結(jié)合而實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)當(dāng)理解前述的總體說(shuō)明和下面的詳細(xì)描述僅為示例性和解釋性的且不是如所主張的本發(fā)明的限定。附圖被引入說(shuō)明書并且構(gòu)成了本說(shuō)明書的一部分，其說(shuō)明了本發(fā)明的示例實(shí)施例并且與詳細(xì)描述結(jié)合用作解釋該教導(dǎo)的特定原則。


至少本教導(dǎo)的ー些特征和優(yōu)點(diǎn)將從與本教導(dǎo)一致的下面的示例實(shí)施例詳細(xì)描述部分變得顯而易見，該描述應(yīng)當(dāng)參考附圖考慮，其中圖I顯示了用于根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的八角橫截面示例實(shí)施例，其具有四條直邊和四條圓邊；圖2A-2E顯示了如何利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖I的橫截面；圖3顯示了的具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；圖4顯示了圖3所示的加強(qiáng)件的軸向潰縮的示例；圖5顯示了圖3所示的加強(qiáng)件的動(dòng)態(tài)擠壓示例；圖6為用于具有圖3所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖7為用于具有圖3所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖8顯示了用于根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的八角橫截面的示例實(shí)施例，其具有四條直邊和四條橢圓邊；圖9A-9E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖8的橫截面；圖10顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；
圖11顯示了圖10中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖12顯示了圖10中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖13為具有圖10所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖14為具有圖10所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖15顯示了用于根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的十二角橫截面的示例實(shí)施例，其具有八條直邊和四條圓邊；圖16A-16E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖15的橫截面；圖17顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件； 圖18顯示了圖17中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖19顯示了圖17中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖20為具有圖17所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖21為具有圖17所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖22顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的十二角橫截面的示例實(shí)施例，其具有八條直邊和四條橢圓邊；圖23A-23E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖22的橫截面；圖24顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；圖25顯示了圖24中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖26顯示了圖24中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖27為具有圖24所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖28為具有圖24所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖29顯示了用于根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的十四角橫截面的示例實(shí)施例；圖30A-30E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖29的橫截面；圖31顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；圖32顯示了圖31中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖33顯示了圖31中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖34為具有圖31所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖35為具有圖31所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖36顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的十四角加強(qiáng)件；圖37顯示了圖36中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖38顯示了圖36中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖39為具有圖36所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖40為具有圖36所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖41顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的十六角加強(qiáng)件；圖42A-42E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖41的橫截面；圖43顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；圖44顯示了圖43中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮； 圖45顯示了圖43中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖46為具有圖43所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖47為用于具有圖43所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖48顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的十六角加強(qiáng)件；圖49顯示了圖48中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖50顯示了圖48中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖51為具有圖48所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖52為具有圖48所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖53顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的另ー個(gè)十六角橫截面示例實(shí)施例；圖54A-54E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖53的橫截面；圖55顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；圖56顯示了圖55中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖57顯示了圖55中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖58為具有圖55所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖59為用于具有圖55所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖60顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的十六角加強(qiáng)件；圖61顯示了圖60中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖62顯示了圖60中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖63為具有圖60所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖64為具有圖60所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖65顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的二十角橫截面的示例實(shí)施例；圖66A-66E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖65的橫截面；圖67顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；
圖68顯示了圖67中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖69顯示了圖67中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖70為具有圖67所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖71為具有圖67所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖72顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的二十角加強(qiáng)件；圖73顯示了圖72中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖74顯示了圖72中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；
圖75為具有圖72所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖76為具有圖72所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖77顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的另ー個(gè)二十角橫截面的示例實(shí)施例；圖78A-78E顯示了怎樣利用根據(jù)本教導(dǎo)的可調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整圖77的橫截面；圖79顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的加強(qiáng)件；圖80顯示了圖79中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖81顯示了圖79中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖82為具有圖79所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖83為用于具有圖79所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖84顯示了具有大體相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的不同橫截面的二十角加強(qiáng)件；圖85顯示了圖84中所示的加強(qiáng)件的示例軸向潰縮；圖86顯示了圖84中所示的加強(qiáng)件的示例動(dòng)態(tài)擠壓；圖87為具有圖84所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓カ以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；圖88為具有圖84所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離的圖表；盡管下面的詳細(xì)描述參考了說(shuō)明性實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將顯而易見地預(yù)期實(shí)施例的多種替代、修改和變形。相應(yīng)地，所主張的主題意圖被寬泛地解讀。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將具體參考多個(gè)實(shí)施例，下面附圖中示出了其中ー些示例。多個(gè)示例實(shí)施例并不意圖限制本發(fā)明，相反，本公開意圖涵蓋替代、修改以及等同物。本教導(dǎo)預(yù)期提供具有多角橫截面的加強(qiáng)件，其具有貫穿邊和角的實(shí)質(zhì)上増加的硬度而不增加角內(nèi)厚度。該加強(qiáng)件提供例如各種可調(diào)節(jié)參數(shù)，該參數(shù)配置用于相比基本多邊形設(shè)計(jì)(例如，具有更少或者相同的數(shù)量的邊)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度増加(即負(fù)荷承載和能量吸收)，并且還允許設(shè)計(jì)靈活性以滿足一系列車輛應(yīng)用。根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件，當(dāng)力(例如正面和側(cè)面的撞擊撞擊カ)施加在該加強(qiáng)件時(shí)，其可達(dá)到增加的能量吸收和更加穩(wěn)定的軸向潰縮。更進(jìn)一歩的，本教導(dǎo)的邊長(zhǎng)度和構(gòu)造和/或內(nèi)角和外角角度可達(dá)到與加厚角類似的(如果不是更大的)強(qiáng)度增加，而同時(shí)減小了該件的每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量并維持較高的制造可行性，因?yàn)樵摷梢酝ㄟ^(guò)沖壓成型、壓制成型、液壓成型、模制成型、壓鑄成型與擠出成型等方式成型。由于它們的制造可行性，通常使用具有基礎(chǔ)多邊形橫截面(例如，正方形、長(zhǎng)方形、六角形和八角形等)的常規(guī)加強(qiáng)件。因?yàn)楦鶕?jù)本教導(dǎo)的具有多角橫截面的加強(qiáng)件具有實(shí)質(zhì)上増加的強(qiáng)度和硬度而不要求加厚角部，與之前提供的具有加厚角的部件相比它們還具有更高的制造可行性。另外，在提供期望的強(qiáng)度的同時(shí)，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可以通過(guò)例如沖壓、壓制、液壓成型、模制和擠出等方式成型為ー個(gè)或多個(gè)部分。由此成型的部分可以經(jīng)由焊接、粘接、緊固件或者其他已知連接技術(shù)進(jìn)行連接。根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可包含，例如，鋼、先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)、超高強(qiáng)度鋼(UHSS)、新一代高強(qiáng)度鋼(NGHSS)、鋁、鎂、玻璃纖維、尼龍、塑料、復(fù)合材料或者任何其他合適的材料。本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解，例如，可以基于意圖的應(yīng)用、強(qiáng)度/重量考慮、成 本以及其他設(shè)計(jì)因素選擇需求的用于加強(qiáng)件的材料。在本教導(dǎo)的多個(gè)示例實(shí)施例中，加強(qiáng)件可包含具有四條直邊和四條曲邊的八角橫截面。例如在圖I中顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件的八角橫截面的示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括四條直邊，長(zhǎng)度為Ss1-Ss4且厚度為Ts1-Ts4,以及四條圓邊，長(zhǎng)度為Sc1-Sc4且厚度為Tci-Tc4?？梢愿淖?即調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以相比現(xiàn)有八角形橫截面達(dá)到改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如折疊模式的穩(wěn)定性)。該強(qiáng)度改善進(jìn)ー步省卻了増加角厚度的需求，這點(diǎn)是通過(guò)微調(diào)具有八邊(即八角的)橫截面的加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)參數(shù)(邊的長(zhǎng)度和厚度)所不可預(yù)期和意料之外的優(yōu)點(diǎn)。如在圖2A-2E中，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可理解的，(例如可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)可改變邊的長(zhǎng)度Ss1-Ss4以及Sc1-Sc4t5此外，盡管未顯示，可以類似的方式改變邊的厚度Ts1-Ts4以及Tc1-Tcv然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員可理解，圖2A-2E僅為示例性的，且僅提供用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整圖I的示例實(shí)施例的橫截面。因此，本教導(dǎo)預(yù)期具有多種形狀和尺寸(即，角的彎曲半徑、邊的長(zhǎng)度和/或厚度)的多種八角橫截面構(gòu)造，可以基于空間要求和/或?yàn)榭刂撇考⒖s模式而調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每條直邊的長(zhǎng)度(Ss1-Ss4)的范圍可從大約IOmm到大約200mm,且姆條圓邊的長(zhǎng)度(Sc1-Sc4)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ;且在一些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，加強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在ー邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的具有四條直邊和四條圓邊的八角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考圖3-7顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖3中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(即，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為I. 22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖4所示，根據(jù)本教導(dǎo)的包括四條直邊和四條圓邊的八角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高碰撞能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖5所示，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖6顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖3所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖6所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，包含具有四條直邊和四條圓邊的八角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面相比基礎(chǔ)八角形橫截面獲得了大約40%到大約45%的擠壓能量吸收增加。圖7顯示了用于具有圖3所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖7所示，包含具有四條直邊和四條圓邊的八角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。事實(shí)上，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面以大約基礎(chǔ)八角形橫截 面的60%的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。圖8顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面的另ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括四條直邊，其長(zhǎng)度為Ss1-Ss4且厚度為Ts1-Ts4,以及四條橢圓邊，其長(zhǎng)度為Sc1-Sc4且厚度為Tc1-Tc4t5如上所述，可改變(即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以達(dá)到相比現(xiàn)有八角橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能參數(shù)(例如折疊模式穩(wěn)定性)，且可進(jìn)一歩省卻増加角厚度的需求。如圖9A-9E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)，可以改變邊的長(zhǎng)度Ss1-Ss4和Sc1-Sc4以及厚度Ts1-Ts4和Tc1-Tc4(見圖9D顯示了錐形橫截面)。然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解圖9A-9E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖8的示例實(shí)施例的橫截面。因此，如上，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度和/或厚度)的八角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每條直邊的長(zhǎng)度(Ss1-Ss4)的范圍可從大約IOmm到大約200mm,且姆條曲邊的長(zhǎng)度(Sc1-Sc4)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ;且在一些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，加強(qiáng)件的厚度可以不同，例如，在一邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的具有四條直邊和四條曲邊的八角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下參考圖10-14顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如上，如圖10中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(即，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖11所示，根據(jù)本教導(dǎo)的包括四條直邊和四條橢圓邊的八角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖12所示，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖13顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖10所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖13所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，包含具有四條直邊和四條橢圓邊的八角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角橫截面能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面相比基礎(chǔ)八角形橫截面獲得了大約35%到大約40%的擠壓能量吸收增加。圖14顯示了用于具有圖10所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖14所示，包含具有四條直邊和四條橢圓邊的八角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。事實(shí)上，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面以大約基礎(chǔ)八角形橫截面的65%的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。因此，根據(jù)本教導(dǎo)的八角橫截面(具有四條直邊和四條曲邊)可允許相比例如基礎(chǔ)八角形加強(qiáng)件橫截面的改善的撞擊能量管理，同時(shí)最小化每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。在多個(gè)另外的示例實(shí)施例中，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可包括具有八條直邊和四條曲 邊的十二角橫截面。圖15顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面的ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括八條直邊，其長(zhǎng)度為Ss1-Ss8且厚度為Ts1-Ts8,以及四條曲邊，其長(zhǎng)度為Sc1-Sc4I厚度為Tc1-Tc4，以及十二個(gè)內(nèi)角en-0il2。如上所述，可改變(即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及內(nèi)角的角度以達(dá)到相比現(xiàn)有十二邊橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如折疊模式穩(wěn)定性)。該強(qiáng)度改善可進(jìn)ー步省卻増加角厚度的需求，這點(diǎn)是通過(guò)微調(diào)具有十二邊(即十二角的)橫截面的加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)參數(shù)(邊的長(zhǎng)度和厚度，以及內(nèi)角角度)所不可預(yù)期和意料之外的優(yōu)點(diǎn)。如圖16A-16E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解 的，(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)可以改變邊的長(zhǎng)度Ss1-Ss8和Sc1-Sc4(見圖16A-16C)以及內(nèi)角的角度0 n_ 0 il2(見圖16D和16E)。此外,盡管未顯不,可以類似方式改變邊的厚度Ts1-Ts8和Tc1-Tcv然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解圖16A-16E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖15的示例實(shí)施例的橫截面。因此，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度和/或內(nèi)角角度)的十二角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每條直邊的長(zhǎng)度(Ss1-Ss8)的范圍可從大約IOmm到大約200mm,且姆條曲邊的長(zhǎng)度(Sc1-Sc4)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ;且在一些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，加強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在ー邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約60度到大約145 度。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的具有八條直邊和四條曲邊的十二角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下參考圖17-21顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖17中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(即，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖18所示，根據(jù)本教導(dǎo)的包括八條直邊和四條圓邊的十二角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖19所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖20顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖17所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖20所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，包含具有八條直邊和四條圓邊的十二角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角橫截面能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面相比現(xiàn)有十二邊橫截面獲得了大約25%到大約35%的擠壓能量吸收增加。圖21顯示了用于具有圖17所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖21所示，包含具有八條直邊和四條圓邊的十二角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。事實(shí)上，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面以大約75%的現(xiàn)有基礎(chǔ)十二邊橫截面的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。圖22顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面的ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面 包括八條直邊，其長(zhǎng)度為Ss1-Ss8且厚度為Ts1-Ts8,以及四條橢圓邊，其長(zhǎng)度為Sc1-Sc4且厚度為Tc1-Tc4，以及十二個(gè)內(nèi)角en-eil2。如上所述，可改變(S卩，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及角度以達(dá)到相比現(xiàn)有十二邊橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能參數(shù)(例如折疊模式穩(wěn)定性)，且可進(jìn)一歩省卻増加角厚度的需求。如圖23A-23E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)，可以改變邊的長(zhǎng)度Ss1-Ss8和Sc1-Sc4(見圖23A-23C)以及內(nèi)角的角度9 n-0 il2 (見圖23D-23E)。此外，盡管未顯示，可以類似方式改變邊的厚度Ts1-Ts8和Tc1-Tc4t5此外，盡管未顯示，可以類似方式改變邊的厚度Ts1-Ts8和Tc1-Tc40然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解圖23A-23E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖22的示例實(shí)施例的橫截面。因此，如上，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度和/或內(nèi)角角度)的十二角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每條直邊的長(zhǎng)度(Ss1-Ss8)的范圍可從大約IOmm到大約200mm,且姆條曲邊的長(zhǎng)度(Sc1-Sc4)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ;且在一些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，加強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在ー邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約60度到大約145 度。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的具有四條直邊和四條橢圓邊的十二角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下參考圖24-28顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如上，如圖24中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(即，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖25所示，根據(jù)本教導(dǎo)的包括八條直邊和四條橢圓邊的十二角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖26所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖27顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖24所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖27所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，包含具有八條直邊和四條橢圓邊的十二角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角橫截面能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，再次地，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面相比現(xiàn)有的十二邊橫截面獲得了大約25%到大約30%的擠壓能量吸收增加。圖28顯示了用于具有圖24所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖28所示，包含具有八條直邊和四條橢圓邊的十二角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。并且，再次地，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面以大約現(xiàn)有基礎(chǔ)十二角形橫截面的75%的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。因此，根據(jù)本教導(dǎo)的十二角橫截面(具有八條直邊和四條曲邊)可允許相比例如基礎(chǔ)多邊形加強(qiáng)件橫截面和現(xiàn)有十二邊橫截面的改善的撞擊能量管理，同時(shí)最小化每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。在多個(gè)另外的示例實(shí)施例中，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可包括十四角橫截面。圖29顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面的ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括十四條邊，其長(zhǎng)度為S1-S14且厚度為T1-T14,以及十二個(gè)內(nèi)角，其角度為0 n- 9 il2以及兩個(gè)外角角度為Q61和0 62。可改變(即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及內(nèi)角和外角角度以達(dá)到相比現(xiàn)有加強(qiáng) 件的橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如褶皺模式穩(wěn)定性)。該強(qiáng)度改善可進(jìn)ー步省卻増加角厚度的需求，這點(diǎn)是通過(guò)微調(diào)具有十四邊(即十四角的)橫截面的加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)參數(shù)(邊的長(zhǎng)度和厚度，內(nèi)角角度以及外角角度)所不可預(yù)期和意料之外的優(yōu)點(diǎn)。如圖30A-30E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)可以改變邊的長(zhǎng)度S1-S14(見圖30B)和厚度T1-T14 (見圖30E，顯示了錐形的邊)以及外角的角度eel和ee2 (見圖30C和30D)。此外，盡管未顯示，可以類似方式改變內(nèi)角的角度Qil-Qil2tj然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員會(huì)理解圖30A-30E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖29的示例實(shí)施例的橫截面。因此，如上，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度、內(nèi)角和/或外角)的十四角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制部件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的特定實(shí)施例中，例如，每條邊的長(zhǎng)度(S1-S14)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ；且在ー些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，カロ強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在一邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約95度到大約145度，且每個(gè)外角(0 el和0 e2)范圍可從大約5度到大約130度。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下參考圖31-35顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
如圖31中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(即，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為I. 22Kg)的加強(qiáng)件的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖32所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖33所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖34顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖31所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖34所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有十四角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角橫截面能承受更高的擠壓カ。圖35顯示了用于具有圖31所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖35所示，具有十四角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。
為了進(jìn)一步證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面相比基礎(chǔ)十四邊橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如上，如參考圖36-40顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖36中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。如上，隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖37所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖38所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖39顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖36所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖39所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他十四邊橫截面(即，基礎(chǔ)十四邊多邊形(十四邊形)和十四邊瓦楞紙多邊形)能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面相比十四邊形獲得了大約35%到大約45%的擠壓能量吸收增加。圖40顯示了用于具有圖36所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖40所示，具有根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他十四邊橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。事實(shí)上，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面以大約為十四邊形的65%的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。因此，根據(jù)本教導(dǎo)的十四角橫截面可允許相比例如基礎(chǔ)多邊形加強(qiáng)件橫截面(包括基礎(chǔ)十四邊多邊形橫截面)的改善的撞擊能量管理，同時(shí)最小化每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。在多個(gè)另外的示例實(shí)施例中，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可包括十六角橫截面。圖41顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面的ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括十六條邊，其長(zhǎng)度為S1-S16且厚度為T1-T16,以及十二個(gè)內(nèi)角，角度為0 n- 9 il2以及四個(gè)外角角度為0 el- 6 e4o可改變(即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及內(nèi)角和外角角度以達(dá)到相比現(xiàn)有加強(qiáng)件的橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如折疊模式穩(wěn)定性)。該強(qiáng)度改善可進(jìn)ー步省卻増加角厚度的需求，這點(diǎn)是通過(guò)微調(diào)具有十六邊(即十六角的)橫截面的加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)參數(shù)(邊的長(zhǎng)度、厚度、內(nèi)角和外角)所不可預(yù)期和意料之外的優(yōu)點(diǎn)。如圖42A-42E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)，可以改變邊的長(zhǎng)度S1-S16(見圖42D和42E)和厚度T1-T16 (見圖42B，顯示了錐形的邊)以及內(nèi)角角度en-0il2和外角的角度0e「0e4(見圖42C)。然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解圖42A-42E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖41的示例實(shí)施例的橫截面。因此，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度、內(nèi)角和/或外角)的十六角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制部件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每個(gè)邊的長(zhǎng)度(S1-S16)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ； 且在ー些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，カロ強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在一邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約25度到大約145度，且每個(gè)外角(0 el_ 0 e4)范圍可從大約25度到大約150度。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考附圖43-47顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖43中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖44所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖45所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖46顯示了模擬軸向地施加在具有如圖43所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖46所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形以及八角形橫截面能承受更高的擠壓カ。圖47顯示了具有圖43所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖47所示，具有十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形以及八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。為了進(jìn)一步證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面相比基礎(chǔ)十六邊橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下參考圖48-52顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖48中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。如上，隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖49所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖50所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖51顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖48所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖51所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他十六邊橫截面(即，基礎(chǔ)十六邊多邊形(十六邊形)和十六邊瓦楞紙多邊形)能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面相比十六邊形獲得了大約50%到大約55%的擠壓能量吸收增加。圖52顯示了用于具有圖48所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖52所示，具有根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他十六邊橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面以大約為十六邊形的55%的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。圖53顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面的另ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括十六條邊，其長(zhǎng)度為S1-S16且厚度為T1-T16,以及十二個(gè)內(nèi)角，角度為0 n- 9 il2以及四個(gè)外角角度為如上，可改變(即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及內(nèi)角和外角角度以達(dá)到相比現(xiàn)有加強(qiáng)件的橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如褶皺模式穩(wěn)定性)，其可進(jìn)ー步省卻増加角厚度的需求。 如圖54A-54E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)，可以改變邊的長(zhǎng)度S1-S16(見圖54A-54D)和厚度T1-T16 (見圖54E，顯示了錐形的邊)以及內(nèi)角角度0 n_0 il2和外角的角度ee「0e4 (見圖54A-54D)。然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解圖54A-54E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖53的示例實(shí)施例的橫截面。因此，如上，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度和/或內(nèi)角角度)的十六角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制部件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每個(gè)邊的長(zhǎng)度(S1-S16)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些額外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ；且在ー些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，カロ強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在一邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約25度到大約145度，且每個(gè)外角(0 el_ 0 e4)范圍可從大約25度到大約150度。如上，為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考附圖55-59顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖55中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖56所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖57所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖58顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖45所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖58所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形和八角形橫截面能承受更高的擠壓力。
圖59顯示了用于具有圖55所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖59所示，具有十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形以及八角形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。如上，為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面相比多個(gè)基礎(chǔ)十六邊橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考附圖60-64顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖60中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖61所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖62所示，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。
圖63顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖60所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖63所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他十六邊橫截面(即，基礎(chǔ)十六邊多邊形(十六邊形)和十六邊瓦楞紙多邊形)能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面相比十六邊形獲得了大約50%到大約60%的擠壓能量吸收增加。圖64顯示了用于具有圖60所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖64所示，具有根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他十六邊形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面以大約為50%的十六邊形的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。因此，據(jù)本教導(dǎo)的十六角橫截面可允許相比例如基礎(chǔ)多邊形加強(qiáng)件橫截面(包括基礎(chǔ)十六邊多邊形橫截面)的改善的撞擊能量管理，同時(shí)最小化每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。在多個(gè)另外的示例實(shí)施例中，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可包括二十角橫截面。圖65顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面的ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括二十條邊，其長(zhǎng)度為S1-S2tl且厚度為T1-T2tl，十二個(gè)內(nèi)角，角度為en-0il2以及八個(gè)外角角度為0el-0e8?？筛淖?即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及內(nèi)角和外角角度以達(dá)到相比現(xiàn)有加強(qiáng)件的橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如褶皺模式穩(wěn)定性)。該強(qiáng)度改善可進(jìn)ー步省卻増加角厚度的需求，這點(diǎn)是通過(guò)微調(diào)具有二十邊(即二十角的)橫截面的加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)參數(shù)(邊的長(zhǎng)度、厚度、內(nèi)角和外角)所不可預(yù)期和意料之外的優(yōu)點(diǎn)。如圖66A-66E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)，可以改變邊的長(zhǎng)度S1-S2tl(見圖66A)和厚度T1-T2tl(見圖66B和66E，顯示了錐形的邊)以及內(nèi)角角度9 n-0 il2和外角的角度0el_0e8(見圖66B和66D)。然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能理解圖66A-66E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖65的示例實(shí)施例的橫截面。因此，如上，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度、內(nèi)角和/或外角角度)的二十角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制部件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。
在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每個(gè)邊的長(zhǎng)度(S1-S2tl)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ；且在特定實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，カロ強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在一邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約25度到大約145度，且每個(gè)外角(0 el_ 0 e8)范圍可從大約25度到大約150度。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考附圖67-71顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖67中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖68所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖69所 示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖70顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖67所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖70所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形、八角形以及現(xiàn)有的二十角橫截面能承受更高的擠壓力。圖71顯示了用于具有圖67所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖71所示，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形、八角形以及現(xiàn)有的二十角橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面相比基礎(chǔ)二十邊橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如上，如下面參考附圖72-76顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖72中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。如上，隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖73所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖74所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖75顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖72所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖75所示，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面的該加強(qiáng)件，相比其他二十邊橫截面(即，基礎(chǔ)二十邊多邊形(二十邊形)和二十邊瓦楞紙多邊形)能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面相比二十邊形獲得了大約55%到大約65%的擠壓能量吸收增加。圖76顯示了用于具有圖72所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖76所示，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他二十邊形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面以大約為45%的二十邊形的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。圖77顯示了根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面的另ー個(gè)示例實(shí)施例。如圖所示，該橫截面包括二十條邊，其長(zhǎng)度為S1-S2tl且厚度為T1-T2tl,以及十二個(gè)內(nèi)角，角度為0 n- 9 il2以及八個(gè)外角角度為如上，可改變(即，調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度以及內(nèi)角和外角角度以達(dá)到相比現(xiàn)有加強(qiáng)件的橫截面的改善的強(qiáng)度和其他性能特征(例如褶皺模式穩(wěn)定性)，并且其可進(jìn)ー步省卻増加角厚度的需求。如圖78A-78E所示，例如，根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的(例如，可根據(jù)車輛內(nèi)的可用組裝空間)，可以改變邊的長(zhǎng)度S1-S2tl(見圖78A-78D)和厚度T1-T2tl (見圖78E，顯示了錐形的邊)以及內(nèi)角角度0n_0il2和外角的角度e6l- 0 68 (見圖78A-78D)。然而，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能夠理解圖78A-78E僅為示例性的，且僅提供其用于說(shuō)明怎樣利用設(shè)計(jì)參數(shù)模擬圖77的示例實(shí)施例的橫截面。因此，如上，本教導(dǎo)預(yù)期多個(gè)具有多個(gè)形狀和尺寸(即，角的曲率半徑、邊的長(zhǎng)度、厚度、內(nèi)角和/或外角)的二十角橫截面構(gòu)造，可以基于空間需求和/或控制部件潰縮模型調(diào)節(jié)該形狀和尺寸。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，例如，每個(gè)邊的長(zhǎng)度(S1-S2tl)的范圍可從大約IOmm到大約200mm。在ー些另外的實(shí)施例中，這些邊和角的厚度可為從大約0. 7mm到大約6. Omm ；且在ー些實(shí)施例中，邊的厚度與角的厚度大體相同。此外，根據(jù)ー些另外的示例實(shí)施例，カロ強(qiáng)件的厚度可不同，例如，在一邊內(nèi)變化或者各邊不同以優(yōu)化整體軸向擠壓和彎曲性能。在本教導(dǎo)的一些實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)角角度(Gil-Gil2)范圍可從大約25度到大約145度，且每個(gè)外角(0 el_ 0 e8)范圍可從大約25度到大約150度。如上，為了證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考附圖79-83顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖79中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖80所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖81所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖82顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖79所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖82所示，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件，對(duì)于給定的形成的擠壓距離相比方形、六角形、圓形、八角形以及現(xiàn)有的十二邊橫截面能承受更高的擠壓力。圖83顯示了用于具有圖79所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖83所示，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件相比方形、六角形、圓形、八角形以及現(xiàn)有的十二邊橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。如上，為了進(jìn)一步證實(shí)根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面相比多個(gè)現(xiàn)有橫截面設(shè)計(jì)的改善的強(qiáng)度和性能特征，如下面參考附圖84-88顯示和描述的，構(gòu)建了示例加強(qiáng)件模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖84中所示，構(gòu)建了具有不同形狀(S卩，橫截面)而具有相同厚度、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)、的加強(qiáng)件(例如，每個(gè)部件質(zhì)量大約為1.22Kg)的模型。如上，隨后針對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行模擬具有相同剛度質(zhì)量(例如，撞擊器)、撞擊速度和初始動(dòng)能的撞擊實(shí)驗(yàn)。如圖85所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面證實(shí)了最穩(wěn)定的軸向潰縮和最高擠壓能量吸收。更進(jìn)一歩的，如圖86所示，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面還證實(shí)了最短的擠壓距離和最小的褶皺長(zhǎng)度。圖87顯示了用于模擬軸向地施加在具有如圖84所示的橫截面的示例加強(qiáng)件上的撞擊的擠壓カ(千牛)和關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖87所示，同樣地，對(duì)于給定的形成的擠壓距離，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他二十邊橫截面(即，基礎(chǔ)二十邊多邊形(二十邊形)和二十邊瓦楞紙多邊形)能承受更高的擠壓力。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面相比二十邊形獲得了大約60%到大約70%的擠壓能量吸收增加。圖88顯示了用于具有圖84所示的橫截面的示例加強(qiáng)件的軸向擠壓能量(千牛-毫米)以及關(guān)聯(lián)的軸向擠壓距離(毫米)。如圖88所示，再次地，具有二十角橫截面的該加強(qiáng)件相比其他二十邊形橫截面可以更短的距離吸收該撞擊的總動(dòng)能(即22983千牛-毫米)。實(shí)際上，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面以大約為43%的二十邊形的軸向擠壓距離吸收了總軸向擠壓能量。
因此，根據(jù)本教導(dǎo)的二十角橫截面可允許相比例如基礎(chǔ)多邊形加強(qiáng)件橫截面(包括基礎(chǔ)二十邊多邊形橫截面)的改善的撞擊能量管理，同時(shí)最小化每單位長(zhǎng)度的質(zhì)量。因此，如上示例實(shí)施例所示，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件配置用于相較于基礎(chǔ)多邊形設(shè)計(jì)(包括具有相同邊數(shù)的多邊形加強(qiáng)件)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度増加，同時(shí)還允許設(shè)計(jì)靈活性以更好地滿足車輛空間要求。因此，根據(jù)本教導(dǎo)的加強(qiáng)件可用于替代現(xiàn)有的加強(qiáng)件橫截面設(shè)計(jì)(包括傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)的)。盡管本教導(dǎo)以示例實(shí)施例的方式進(jìn)行掲示以便促使更好的理解，應(yīng)當(dāng)理解，可以多種方式實(shí)施本教導(dǎo)而不背離其范圍。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)被理解為包括所有可能的能夠?qū)嵤┑亩槐畴x權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍的實(shí)施例。本教導(dǎo)的多個(gè)示例實(shí)施例預(yù)期了，例如，包含有不同彎曲半徑的角、包含非均勻橫截面(例如有不對(duì)稱形狀)的、和/或包含可變厚度(例如，具有錐形邊)的邊的加強(qiáng)件。多個(gè)另外的示例實(shí)施例預(yù)期彎曲的和/或曲線的加強(qiáng)件。此外，如本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員可理解的，為了進(jìn)一步調(diào)節(jié)元件的褶皺模型和/或最高負(fù)荷承受力，多個(gè)另外的示例實(shí)施例還預(yù)期包含觸發(fā)孔、凸緣和/或卷邊等的加強(qiáng)件。更進(jìn)一歩的，根據(jù)本教導(dǎo)的多角加強(qiáng)件被預(yù)期與一系列結(jié)構(gòu)件一起使用，例如，粉碎罐(crush cans)、前縱梁，中護(hù)欄、后縱梁、縱梁、槍型結(jié)構(gòu)(shotguns)、橫梁、車頂結(jié)構(gòu)、腰線管(beltline tubes)、門梁、車柱、內(nèi)部加強(qiáng)件以及其他可利用增強(qiáng)的碰撞能量吸收獲得益處的部件。另外，本教導(dǎo)可應(yīng)用于框架車身和一體化車輛或者其他結(jié)構(gòu)。因此，取決于應(yīng)用，本教導(dǎo)的實(shí)施例可包含不同形狀(不同橫截面)以容納于特定的部件限制空間內(nèi)。例如，當(dāng)用作為車輛前縱梁時(shí)，為了獲得優(yōu)化的軸向擠壓性能，可調(diào)整(即調(diào)節(jié))邊的長(zhǎng)度和厚度和/或角的角度以提供優(yōu)化的強(qiáng)度、尺寸和形狀以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)艙的限制。盡管在此描述的多個(gè)示例實(shí)施例已經(jīng)被描述為配置用于機(jī)動(dòng)車輛，可以設(shè)想到根據(jù)本教導(dǎo)的多個(gè)加強(qiáng)件可配置用于期望提供加強(qiáng)的碰撞能量吸收的其它類型的車輛和/或結(jié)構(gòu)。因此，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解具有該優(yōu)勢(shì)的本教導(dǎo)可為多種應(yīng)用提供加強(qiáng)件。通過(guò)本說(shuō)明書，本教導(dǎo)的多個(gè)方面的進(jìn)ー步的變形和替換實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將變得顯而易見。
應(yīng)當(dāng)理解在此作出的特定示例和實(shí)施例為非限制性的，且可以作出對(duì)結(jié)構(gòu)、尺寸、材料和方法的變形而不會(huì)背離本教導(dǎo)的范圍。為了本說(shuō)明書以及權(quán)利要求地目的，除非有相反指示，在本說(shuō)明書中和權(quán)利要求書中所有表達(dá)數(shù)量、百分?jǐn)?shù)或者比例以及其他數(shù)值的數(shù)字在所有情形下都應(yīng)當(dāng)被理解為通過(guò)詞語(yǔ)“大約”修飾。相應(yīng)地，除非有相反指示，在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的數(shù)字參數(shù)為近似值，其可取決于本發(fā)明期望的希望獲得的性能而改變。至少，不作為試圖限制權(quán)利要求范圍等同原則應(yīng)用，每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少參考有效數(shù)字的數(shù)目以及通過(guò)應(yīng)用普通四舍五入(,ordinary rounding；萬(wàn)法角牟釋。盡管提出本教導(dǎo)的寬范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)為近似值，在具體實(shí)施例中提出的數(shù) 據(jù)值為盡可能精確地報(bào)告的。然而任何數(shù)字值，固有地包含了一定的源于在它們相應(yīng)的測(cè)試測(cè)量中的標(biāo)準(zhǔn)偏差的必然的誤差。此外，在此掲示的所有范圍應(yīng)當(dāng)被理解為涵蓋任何和所有納入其中的次級(jí)-范圍。應(yīng)當(dāng)注意，如在本說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使用的，単數(shù)形式“一”、“ー個(gè)”、“該/所述”包括了復(fù)數(shù)指代除非明確清楚地限定為ー個(gè)指代。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“包括”以及語(yǔ)法上變化形式意圖為非限制性的，這樣使引用的列表/清單中的項(xiàng)不排除其他可替代或者可添加至所列項(xiàng)中的類似項(xiàng)。顯而易見地，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以針對(duì)本發(fā)明的設(shè)備和方法作出多個(gè)修改和變形而不會(huì)背離本教導(dǎo)的范圍。參考說(shuō)明書以及在此掲示的教導(dǎo)的實(shí)施，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將會(huì)變得顯而易見。本說(shuō)明書和在此描述的實(shí)施例意圖僅作為示例性的。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件，所述加強(qiáng)件包含包括邊和角的八角橫截面，所述邊包含四條直邊和四條曲邊，其中每條所述直邊的長(zhǎng)度的范圍為從大約IOmm到大約200mm，且每條所述曲邊的范圍為從大約IOmm到大約200mm。
2.如權(quán)利要求I所述的加強(qiáng)件，其中所述曲邊為半圓形。
3.如權(quán)利要求I所述的加強(qiáng)件，其中所述曲邊為半橢圓形。
4.如權(quán)利要求I所述的加強(qiáng)件，其中所述橫截面的所述角具有與所述橫截面的所述邊大體相同的厚度。
5.如權(quán)利要求I所述的加強(qiáng)件，其中所述邊與所述角的厚度為從大約0.7mm到大約6.Omm0
6.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件，其中所述加強(qiáng)件包含包括邊和角的十二角橫截面，所述邊包含八條直邊和四條曲邊，其中每條所述直邊的長(zhǎng)度的范圍為從大約10_到大約200mm,且每條所述曲邊的范圍為從大約IOmm到大約200mm。
7.如權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)件，其中所述曲邊為半圓形。
8.如權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)件，其中所述曲邊為半橢圓形。
9.如權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)件，其中所述邊和角形成十二內(nèi)角，其中每個(gè)所述內(nèi)角范圍為從大約60度到大約145度。
10.如權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)件，其中所述橫截面的所述角具有與所述橫截面的所述邊大體相同的厚度。
11.如權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)件，其中所述邊與所述角的厚度為從大約0.7mm到大約6.Omm0
12.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件，其中所述加強(qiáng)件包括包含邊和角形成的十二個(gè)內(nèi)角和兩個(gè)外角的十四角橫截面，其中每個(gè)內(nèi)角范圍為大約95度到大約145度且每個(gè)外角角度為大約5度到大約130度。
13.如權(quán)利要求12所述的加強(qiáng)件，其中每條所述邊的長(zhǎng)度為從大約5mm到大約200mm。
14.如權(quán)利要求12所述的加強(qiáng)件，其中所述橫截面的所述角具有與所述橫截面的所述邊大體相同的厚度。
15.如權(quán)利要求12所述的加強(qiáng)件，其中所述邊與所述角的厚度為從大約0.7mm到大約6.Omm0
16.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件，其中所述加強(qiáng)件包含包括邊和角形成的十二個(gè)內(nèi)角和四個(gè)外角的十六角橫截面，其中每個(gè)內(nèi)角范圍為大約25度到大約145度且每個(gè)外角角度為大約25度到大約150度。
17.如權(quán)利要求16所述的加強(qiáng)件，其中每條所述邊的長(zhǎng)度為從大約5mm到大約200mm。
18.如權(quán)利要求16所述的加強(qiáng)件，其中所述橫截面的所述角具有與所述橫截面的所述邊大體相同的厚度。
19.如權(quán)利要求16所述的加強(qiáng)件，其中所述邊與所述角的厚度為從大約0.7mm到大約6.Omm0
20.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件，其中所述加強(qiáng)件包含包括邊和角形成的十二個(gè)內(nèi)角和八個(gè)外角的二十角橫截面，其中每個(gè)內(nèi)角范圍為大約25度到大約145度且每個(gè)外角角度為大約25度到大約150度。
21.如權(quán)利要求20所述的加強(qiáng)件，其中每條所述邊的長(zhǎng)度為從大約5mm到大約200mm。
22.如權(quán)利要求20所述的加強(qiáng)件，其中所述橫截面的所述角具有與所述橫截面的所述邊大體相同的厚度。
23.如權(quán)利要求20所述的加強(qiáng)件，其中所述邊與所述角的厚度為從大約0.7mm到大約·6. Omm0
全文摘要
一種用于機(jī)動(dòng)車輛的加強(qiáng)件，該加強(qiáng)件包含包括邊和角的八角橫截面，該邊包含四條直邊和四條曲邊。其中每條直邊的長(zhǎng)度的范圍為從大約10mm到大約200mm，且每條曲邊的范圍為從大約10mm到大約200mm。
文檔編號(hào)B62D21/15GK102730068SQ20121006888
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者倫納德·安東尼·謝恩, 托·提恩, 柯克·大衛(wèi)·亞瑟斯, 胡羽堪, 董嘉瑪, 辛西爾·庫(kù)瑪·馬哈德溫 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司