Лонжероны с металлической пеной снизили тяжесть столкновений в моделях

Композитная металлическая пена может улучшить работу передних лонжеронов автомобиля при лобовом столкновении. Исследователи Университета штата Северная Каролина проверили это с помощью компьютерных моделей, опирающихся на экспериментальные данные о свойствах материала.

Как устроен поглощающий элемент

Использованная пена состоит из полых металлических сфер, заключённых в металлическую матрицу. При сжатии такая структура способна последовательно поглощать энергию.

Команда Афсане Рабиеи сравнила обычные прямоугольные стальные и двойные восьмиугольные алюминиевые лонжероны с алюминиевой трубой, заполненной стальной композитной пеной. Лонжерон передаёт нагрузки от бампера дальше по кузову, поэтому важно, насколько плавно он деформируется.

Что показала модель

Конструкция с пеной позволяла повысить скорость до достижения выбранных критических показателей. По сравнению с двойным восьмиугольным вариантом прирост составлял около 34% для критерия тяжести столкновения и 40% для критерия травмы головы. Относительно прямоугольного варианта — около 32% и 48% соответственно.

При оценке результатов важно учитывать:

• проценты относятся к скорости достижения заданного порога;
• это не доля предотвращённых травм или спасённых жизней;
• моделирование не заменяет физические испытания автомобиля;
• сравнение проводилось с конкретными конструкциями, а не со всеми существующими машинами.

Следующий шаг — инженерная проверка

Статья в Journal of Composites Science показывает перспективность материала для поглощения ударной энергии. Более плавное замедление может уменьшать нагрузку на людей в салоне.

Читайте также по теме: перерабатываемых композитах для электромобилей.

Однако безопасной скорости реальной аварии эти расчёты не устанавливают. Для применения в автомобилях необходимы проверка прототипов, испытания всей конструкции и оценка производственных требований. Пока речь идёт об исследовательском результате, а не о серийной системе защиты.