一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括沿前縱梁前后依次設(shè)置的第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段；所述的第一等厚段的斷面厚度小于第二等厚段的斷面厚度；所述的第一過渡段為斷面厚度連續(xù)過渡的變厚段；第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。本實用新型通過不同厚度的設(shè)計達到前縱梁結(jié)構(gòu)對性能的要求，減少了局部的加強板數(shù)量及焊接工作量，使減輕車身重量，在滿足車身安全的前提下，具有工藝性能好，制造成本低，輕量化效果好的優(yōu)點。
【專利說明】一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車部件，特別涉及一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車前縱梁位于汽車車身前部兩側(cè)，是構(gòu)建機艙和承力的主要部件，也是傳遞吸收碰撞沖擊力的關(guān)鍵零件。前縱梁在汽車發(fā)生正面碰撞時吸收的能量大約占總吸收能量的50%，在正面偏置40%碰撞中是最主要的吸能構(gòu)件。前縱梁在汽車碰撞時，其前部首先潰縮變形，大大吸收碰撞能，減少對其后部傳遞的能量；其后部強度大、抗彎性大，不易發(fā)生變形，從而保障前縱梁后部對應(yīng)乘駕人員所需的安全空間。因此汽車前縱梁擔(dān)負著吸收碰撞能量、抵御乘員空間變小、保護乘員的作用，合理設(shè)計汽車前縱梁、合理選擇前縱梁材料模式顯得非常重要。
[0003]汽車前縱梁公布了多種實施形式。常規(guī)的前縱梁采用等厚度的鋼板經(jīng)沖壓焊接制成。由于等厚均一材料制作而成的前縱梁強度不能很好滿足縱梁既吸收碰撞能量又能很好抵御乘員空間變形的矛盾要求，近年來人們做了許多改進。
[0004]一是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方式。如中國專利201020255047.X公布了一種加強式前縱梁，主要設(shè)計不同截面形狀的前段、中段和后段，通過改變本體中段的截面底部的形狀，導(dǎo)致截面面積增大，顯著提高了前縱梁中段的抗彎性，保證了在車身前部受到撞擊時合理的將撞擊能量進行分散和傳遞，保障乘員的安全。這不僅對設(shè)計有很高的要求，在機艙空間有限情況下，往往限制了設(shè)計的實現(xiàn)，且復(fù)雜截面形式加大了成形制造的難度
[0005]二是增加局部加強件的方式。如中國專利200910191263.4公開了一種汽車車身前縱梁結(jié)構(gòu)，在前縱梁上段槽內(nèi)的前、中、后部分別焊接有前部加強板、中部加強板和后部加強板，從而使前縱梁在整體上得到強化，能夠有效吸收衰減車輛碰撞時的沖擊能量，增強后部承力區(qū)的傳力性。由于零件數(shù)和焊接工作量增加，使得零件制造成本增加，不利于汽車輕量化的實現(xiàn)。
[0006]隨著激光拼焊板技術(shù)的出現(xiàn)，將幾塊不同厚度、或者不同強度的鋼板焊接成為一塊整體板，再經(jīng)過沖壓成形制作前縱梁的零件成為第三種選擇。如中國專利200820238454.2公開了一種分段拼焊式的汽車前縱梁，縱梁前段、縱梁中段和縱梁后段通過拼焊的形式連成一個整體，并且縱梁前段、縱梁中段到縱梁后段的材料厚度逐漸增厚，在吸能區(qū)采用較薄的板材，以滿足車身安全的前提下，實現(xiàn)車身輕量化。盡管傳承了前軟后硬的設(shè)計思想，但由于激光拼焊板焊縫性能突變及板坯厚度或強度的階梯跳躍突變特性，容易導(dǎo)致在某個部位出現(xiàn)強度由軟變硬的跳躍，造成在碰撞時直接潰縮，來不及將能量分散而直接作用到車身，存在對車身的損壞程度大，對乘駕人員的安全產(chǎn)生威脅的可能性，需要進一步的優(yōu)化和改進。
[0007]發(fā)明目的
[0008]本實用新型的目的在于設(shè)計一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，通過不同厚度的設(shè)計達到前縱梁結(jié)構(gòu)對性能的要求，減少了局部的加強板數(shù)量及焊接工作量，使減輕車身重量，在滿足車身安全的前提下，具有工藝性能好，制造成本低，輕量化效果好的優(yōu)點。
[0009]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0010]本實用新型是利用連續(xù)變厚度鋼板制作的汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，縱梁不同部位厚度設(shè)計不同，并采用一塊在不同區(qū)域厚度不同的變厚度鋼板制作，從而達到前縱梁對載荷、剛度以及碰撞性能的要求，能更好實現(xiàn)前縱梁的功能。
[0011]具體地，一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括沿前縱梁前后依次設(shè)置的第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段；所述的第一等厚段的斷面厚度小于第二等厚段的斷面厚度；所述的第一過渡段為斷面厚度連續(xù)過渡的變厚段；第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。
[0012]進一步，所述的第二等厚段后還設(shè)第二過渡段及第三等厚段；第三等厚段的斷面厚度大于第二等厚段的斷面厚度，第二過渡段的斷面厚度為漸變；所述的第二過渡段及第三等厚段與第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。
[0013]本實用新型的變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，按照前縱梁前軟后硬的功能要求，把前縱梁分成不少于兩段的結(jié)構(gòu)形式，包括厚度不同的縱梁前段和縱梁后段即第一、第二等厚段，不同厚度的縱梁前段與縱梁后段之間是材料厚度過渡段，過渡段可以是連續(xù)過渡段，也可以是包含部分均一厚度的過渡段?？v梁前段、縱梁后段以及兩者之間的過渡段是一個整體而非焊接體，這個整體的不同部位厚度不同，厚度不同部位之間是材料的厚度連續(xù)過渡段。從縱梁前段到縱梁后段的材料厚度是逐漸增厚的。采用不同部位不同厚度、不同厚度部位間連續(xù)厚度過渡的同一塊變厚度鋼板制作而成該前縱梁。
[0014]前縱梁不同部位厚度不同，其前部厚度薄，后部厚度厚，符合前縱梁前軟后硬的結(jié)構(gòu)特點，實現(xiàn)碰撞時前部吸收碰撞能，后部強度大不易發(fā)生變形，能保障乘駕人員所需的安全空間。在滿足車身安全的前提下，這種前縱梁還可實現(xiàn)整件單個模具沖壓制作，降低模具數(shù)量和成本，減少局部加強零件數(shù)，減少了焊接工作量，實現(xiàn)車身輕量化的同時節(jié)約成本。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]其一，用戶通過對該技術(shù)的應(yīng)用，在保證和滿足了對前縱梁承載和碰撞性能的要求時，減少了焊接加強件等，實現(xiàn)了輕量化效果，市場應(yīng)用具有可觀的前景。
[0017]其二，就汽車零部件成形和輕量化技術(shù)發(fā)展趨勢來看，變厚板零件將會取代激光拼焊板在類似前縱梁這種形狀和應(yīng)用特性的零件中的應(yīng)用，不僅提升了零件性能，而且減少了剪切焊接的工作流程，降低了成本，將成為技術(shù)發(fā)展的新方向。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例1的立體圖。
[0019]圖2為本實用新型實施例1前縱梁縱向剖切面的示意圖。
[0020]圖3為本實用新型實施例2的縱向剖切面的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1、圖2，本實用新型的一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，包括沿前縱梁前后依次設(shè)置的第一等厚段1、第一過渡段3、第二等厚段2 ;所述的第一等厚段I的斷面厚度小于第二等厚段2的斷面厚度；所述的第一過渡段3為斷面厚度連續(xù)過渡的變厚段；第一等厚段1、第一過渡段3、第二等厚段2為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。
[0022]參見圖3，本實用新型所述的第二等厚段2后還設(shè)第二過渡段4及第三等厚段5 ；第三等厚段5的斷面厚度大于第二等厚段2的斷面厚度，第二過渡段4的斷面厚度為漸變；所述的第二過渡段4及第三等厚段5與第一等厚段1、第一過渡段3、第二等厚段2為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。
[0023]兩個等厚段之間的過渡段可以是長度較長的變厚段，也可以是較短的變厚段。這種過渡段的長度取決于軋鋼機軋輥直徑、軋輥壓下調(diào)整速度以及板料軋制速度等影響因素，較短的過渡段其減薄斜率一般不大于1:100。
[0024]Hl為基本厚度，通過軋鋼機的柔性軋制，可實現(xiàn)最小的H2的厚度段。
[0025]通常最小的H2厚度段可以設(shè)計在前縱梁零件前段，個別情況下，根據(jù)碰撞性能要求和碰撞后前縱梁的變形要求，也可以布置在零件的其他區(qū)域。最大的Hl厚度段設(shè)計在前縱梁的后段。
[0026]這種變厚度前縱梁零件，適用于鋼材、鋁材等適宜制作汽車前縱梁零件的材料。
[0027]汽車輕量化成為汽車發(fā)展的主要方向，汽車前縱梁是汽車車身重的一個重要零件。變厚度汽車前縱梁，是采用不同部位不同厚度、不過厚度部位間連續(xù)厚度過渡的同一塊變厚度鋼板制作而成的。在滿足車身安全的前提下，這種前縱梁還可實現(xiàn)整件單個模具沖壓制作，降低模具成本，減少局部加強零件數(shù)，減少焊接工作量，實現(xiàn)車身輕量化的同時節(jié)約成本。
[0028]本實用新型這種采用不同部位不同厚度、不同厚度部位間連續(xù)厚度過渡的同一塊變厚度鋼板制作汽車前縱梁類零件的方法，也可以在汽車其他結(jié)構(gòu)件，如車頂橫梁、B柱等車身結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用，更可以應(yīng)用到其他機械結(jié)構(gòu)中。
【權(quán)利要求】
1.一種變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括沿前縱梁前后依次設(shè)置的第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段；所述的第一等厚段的斷面厚度小于第二等厚段的斷面厚度；所述的第一過渡段為斷面厚度連續(xù)過渡的變厚段；第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。
2.如權(quán)利要求1所述的變厚度汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第二等厚段后還設(shè)第二過渡段及第三等厚段；第三等厚段的斷面厚度大于第二等厚段的斷面厚度，第二過渡段的斷面厚度為漸變；所述的第二過渡段及第三等厚段與第一等厚段、第一過渡段、第二等厚段為一體式結(jié)構(gòu)，其為一不同部位斷面厚度連續(xù)過渡的鋼板制作而成。
【文檔編號】B62D21/04GK203727470SQ201320849799
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】高永生, 楊兵, 張文, 呂超, 涂艷豐 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司