[發(fā)明專利]一種汽車前縱梁結(jié)構(gòu)及制造方法

在審

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• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104249760A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉超;曾繁林;楊軍;楊志添
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州汽車集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: B62D21/15
• 分類號: B62D21/15
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 熊賢卿;潘中毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車身結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種汽車前縱梁結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)

在汽車車身前部主要結(jié)構(gòu)中，前縱梁是最重要的吸能元件之一，在正面碰撞過程中，通過材料的塑性變形吸收碰撞動能，其吸能特性及變形模式直接決定了正面碰撞過程中整車減速度響應(yīng)及力的傳遞途徑，在正面碰撞過程中的吸能表現(xiàn)對正面碰撞安全性能有重要的影響。一般地，前縱梁結(jié)構(gòu)能夠承受55%~70%的碰撞力。對于前縱梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循剛度由前往后依次變大，即在碰撞方向上縱梁前端的厚度要比后端的小，從而保證在碰撞過程中合理的變形次序及良好的吸能效果。目前，汽車的輕量化已成為汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢，如何實(shí)現(xiàn)前縱梁結(jié)構(gòu)的輕量化，并保證其結(jié)構(gòu)碰撞性能以及滿足剛度要求成為了一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，對于前縱梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要有下述幾種結(jié)構(gòu)：

如圖1所示，是現(xiàn)有的一種前縱梁的縱剖面示意圖；這種前縱梁采用等厚度等截面的薄壁，即由厚度均勻的鋼板制成的薄壁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是最常見的一種結(jié)構(gòu)形式；

如圖2所示，是現(xiàn)有的第二種前縱梁的縱剖面示意圖；圖中示出的這種前縱梁是采用激光拼焊板（TWB）的等截面薄壁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過激光拼焊技術(shù)，將不同厚度的結(jié)構(gòu)拼焊在一起，實(shí)現(xiàn)縱梁剛度由前往后的依次變大，可在一定程度上實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化；

如圖3所示，是現(xiàn)有的第三種前縱梁的縱剖面示意圖；圖中示出的這種前縱梁是采用等厚度變截面的縱梁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)縱梁截面由前往后依次變大，從而實(shí)現(xiàn)縱梁剛度由前往后的依次變大。

但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述三種現(xiàn)有的前縱梁結(jié)構(gòu)均存在不足之處，具體如下：對于圖1中的等厚度等截面形式前縱梁結(jié)構(gòu)，雖然其制作簡單，有良好的平整性和尺寸精度，但是厚度是所需強(qiáng)度的最大值設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量較大，并且其剛度由前往后相同，需要添加加強(qiáng)板來實(shí)現(xiàn)前縱梁結(jié)構(gòu)剛度由前往后依次變大的要求，不利于前縱梁結(jié)構(gòu)的輕量化。

對于圖2中采用激光拼焊（TWB）的薄壁縱梁結(jié)構(gòu)，雖然其可滿足縱梁剛度的設(shè)計(jì)要求，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)縱梁結(jié)構(gòu)的輕量化，但由于將不同的厚度的鋼板拼焊在一起，在過渡區(qū)域存在厚度的突變，造成硬度發(fā)生跳躍式變化，在焊縫及附件區(qū)域會出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象，容易產(chǎn)生裂紋造成隱患，需要增加熱處理工藝來消除；

對于圖3中的等厚度變截面的縱梁結(jié)構(gòu)，盡管它有等厚度等截面形式縱梁結(jié)構(gòu)一樣的特點(diǎn)，可以減小縱梁加強(qiáng)板的設(shè)計(jì)，但其截面是依次變大，其設(shè)計(jì)質(zhì)量也較大，亦不利于前縱梁結(jié)構(gòu)的輕量化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種厚度連續(xù)變化的前縱梁結(jié)構(gòu)及制造方法。既能實(shí)現(xiàn)車身前縱梁結(jié)構(gòu)的輕量化，又能提高前縱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)吸能效率。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供一種汽車前縱梁結(jié)構(gòu)，所述前縱梁為薄壁金屬管狀，所述前縱梁前端開始處薄壁的厚度為第一厚度，所述前縱梁后端結(jié)束處的薄壁的厚度為第二厚度，且所述前縱梁薄壁的厚度從所述第一厚度連續(xù)變化至所述第二厚度。

其中，所述第一厚度和第二厚度處于1.5mm~3.0mm之間。

其中，所述前縱梁結(jié)構(gòu)由前縱梁內(nèi)板和前縱梁外板組成，所述前縱梁內(nèi)板和所述前縱梁外板包圍形成金屬薄壁結(jié)構(gòu)，所述前縱梁內(nèi)板和所述前縱梁外板通過焊點(diǎn)進(jìn)行焊接固定。

其中，所述汽車前縱梁橫截面為矩形、圓形、橢圓形或菱形。

其中，所述前前縱梁其橫截面的外周沿長度方向從前端向后端逐漸變大，或者所述前縱梁前端橫截面的外周與后端橫截面的外周相同

相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例的另一方面，提供一種汽車前縱梁的制造方法，包括如下步驟：

選擇兩塊厚度為第二厚度的鋼板，通過柔性軋制工藝使得兩塊鋼板的厚度由后往前厚度由逐漸減至第一厚度；

對兩塊鋼板進(jìn)行沖壓，形成預(yù)定的形狀；

將所述兩塊沖壓后的鋼板進(jìn)行焊接固定形成前縱梁，所述前縱梁為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，所述前縱梁前端開始處薄壁的厚度為所述第一厚度，所述前縱梁后端結(jié)束處的薄壁的厚度為第二厚度。

其中，所述第一厚度和第二厚度處于1.5mm~3.0mm之間。

其中，所述對兩塊鋼板進(jìn)行沖壓，形成預(yù)定的形狀的步驟具體為：

將所述兩塊鋼板分別沖壓成前縱梁內(nèi)板和前縱梁外板的形狀。

其中，所述汽車前縱梁橫截面為矩形、圓形、橢圓形或菱形。

其中，所述前縱梁其橫截面的外周沿長度方向從前端向后端逐漸變大，或者所述前縱梁前端橫截面的外周與后端橫截面的外周相同。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下的有益效果：