(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210921843.X (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市长春高新技术 产业开发区前进大街269 9号 (72)发明人 刘岩松　齐迎春　邹猛　周剑飞　 韩娜　曹洪涛　孙浩　宋祥文　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 邵铭康　朱世林 (51)Int.Cl. F16F 7/12(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管 (57)摘要 一种具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管属 吸能结构技术领域， 本发明的中心管、 内圈圆管 组件和外圈圆管组件自内而外顺序排列， 并位于 方管中； 内圈圆管组件和外圈圆管组件的圆管均 呈正方形排布， 圆管之间、 中心管与内圈圆管组 件的圆管之间、 外圈圆管组件的圆管与内圈 圆管 组件的圆管和方管的内壁之间均通过筋板连接； 本发明的结构采用CNC和3D打印加工而成； 本发 明采取优选筋板与圆管半径的配比， 来最大限度 地实现耐撞 性能的提升， 又巧妙地利用中心管与 内圈圆管之间的变形缓冲层来避免结构内部挤 压造成刚度过大而变形不连续和承压能力不稳 定现象的发生。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 115289160 A 2022.11.04 CN 115289160 A 1.一种具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管， 其特征在于： 由方管(A)和管心组件(B)组 成， 从吸能管的横截面观 察， 所述的管心组件(B)由中心管(1)、 横筋板对(2)、 纵筋板对(3)、 筋板组Ⅰ(4)、 筋板组 Ⅱ(5)、 内圈圆管组件(C)和外圈圆管组件(D)组成， 其中内圈圆管组件 (C)由圆管组 Ⅰ(6)的16个圆管和筋板组 Ⅲ(7)的16个筋板组成， 且16个圆管呈正方形排列， 并经16个筋板固接； 外圈圆管组件(D)由圆管组 Ⅱ(8)的24个圆管和筋板组 Ⅳ(9)的24个筋 板组成， 且24个圆管呈正方形排列， 并经24个筋板固接； 中心管(1)、 内圈圆管组件(C)和外 圈圆管组件(D)自内而外顺序排列， 中心管(1)经横筋板对(2)的两个横筋板和纵筋板对(3) 的两个纵筋板分别与内圈圆管组件(C)中圆管组 Ⅰ(6)的4个圆管内侧固接； 内圈圆管组件 (C)的16个圆管的外侧经筋板组 Ⅱ(5)的20个筋板与外圈圆管组件(D)中圆管组 Ⅱ(8)的20 个圆管内侧固接； 外圈圆管 组件(D)中圆管组 Ⅱ(8)的24个圆管外侧经筋板组 Ⅰ(4)的28个筋 板固接于方管(A)的内壁。 2.根据权利要求1所述的具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管， 其特征在于： 所述中心管 (1)的半径r3与方管(A)的外壁边长L的关系为： 圆管组Ⅰ(6)的16个圆管的半径 r1和圆管组 Ⅱ(8)的24个圆管的半径r2相同， 且 圆管组Ⅰ(6)中相邻二圆管 的圆心距l1和圆管组 Ⅱ(8)中相邻 二圆管的圆心距l2相同， 且 中心管(1)的 圆心与圆管组 Ⅰ(6)中圆管的圆心距l3与L的关系为： 圆管组Ⅰ(6)中圆管的圆心 与圆管组 Ⅱ(8)中圆管的圆心距l4与L的关系为： 圆管组Ⅱ(8)中圆管的圆心与 方管(A)的纵壁间距l5和横壁间距l6相同， 且 方管(A)的外壁边长L为40 ～90mm； 方管(A)、 中心管(1)、 圆管组 Ⅰ(6)中各圆管、 圆管组 Ⅱ(8)中各圆管、 横筋板对(2)、 纵筋板对(3)、 筋板组 Ⅰ(4)、 筋板组 Ⅱ(5)、 筋板组 Ⅲ(7)、 筋板组 Ⅳ(9)中筋板的厚度t相同， 均为0.4～1.0m m。 3.根据权利要求1所述的具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管， 其特征在于： 所述的方管 (A)和管心组件(B)材 料为7075铝合金。 4.根据权利要求1所述的具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管， 其特征在于： 所述的方管 (A)和管心组件(B)采用CNC或3D打印加工而成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115289160 A 2一种具有生物脊椎骨结构的仿生吸能管 技术领域 [0001]本发明属于吸能结构技术领域， 具体涉及一种具有生物脊椎骨结构的仿生吸能 管。 背景技术 [0002]金属薄壁结构因具有良好的承载能力和吸能特性， 所以一直以来被用作防撞装 置， 现有的薄壁管受冲击时变形 大， 且吸能效果 不佳。 发明内容 [0003]本发明的目的是为了解决现有吸能结构比吸能比较小的问题， 而提供一种比吸能 大的仿生物脊椎骨结构的仿生吸能管。 [0004]本发明灵感来源于生物脊椎骨的结构特征， 这些脊椎骨靠着脊椎之间椎间盘、 椎 间关节、 椎间韧带以及肌肉连接而成， 构成脊柱连续 性和稳定性。 [0005]本发明的一种具有生物脊柱骨结构的仿生吸能管， 由方管A和管心组件B组成， 从 吸能管的横截面观 察， 所述的管心组件B由中心管1、 横筋板对2、 纵筋板对3、 筋板组 Ⅰ4、 筋板 组Ⅱ5、 内圈圆管组件C和外圈圆管组件D组成， 其中内圈圆管组件C由圆管组 Ⅰ6的16个圆管 和筋板组 Ⅲ7的16个筋板组成， 且16个圆管 呈正方形排列， 并经16个筋板固接 。 [0006]外圈圆管组件D由圆管组 Ⅱ8的24个圆管和筋板组 Ⅳ9的24个筋板组成， 且24个圆 管呈正方形排列， 并经24个筋板固接 。 [0007]中心管1、 内圈圆管组件C和外圈圆管组件D自内而外顺序排列， 中心管1经横筋板 对2的两个横筋板和纵筋板对3的两个纵筋板分别与内圈圆管组件C中圆管组 Ⅰ6的4个圆管 内侧固接 。 [0008]内圈圆管组件C的16个圆管的外侧经筋板组 Ⅱ5的20个筋板与外圈圆管组件D中圆 管组Ⅱ8的20个圆管内侧固接 。 [0009]外圈圆管组件D中圆管组 Ⅱ8的24个圆管外侧经筋板组 Ⅰ4的28个筋板固接于方管A 的内壁。 [0010]所述中心管1的半径r3与方管A的外壁边长L的关系为： 圆管组Ⅰ6的16 个圆管的半径r1和圆管组 Ⅱ8的24个圆管的半径r2相同， 且 圆管组Ⅰ6中相 邻二圆管的圆心距l1和圆管组 Ⅱ8中相邻二圆管的圆心距l2相同， 且 中心管 1的圆心与圆管组 Ⅰ6中圆管的圆心距l3与L的关系为： 圆管组Ⅰ6中圆管的圆心与 圆管组Ⅱ8中圆管的圆心距l4与L的关系为： 圆管组Ⅱ8中圆管的圆心与方管A的 纵壁间距l5和横壁间距l6相同， 且 方管A的外壁 边长L为40～90mm。说　明　书 1/4 页 3 CN 115289160 A 3