[發明專利]一種連續變截面汽車前縱梁及其制備方法

有效

• 申請號: 201310523023.6
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103600773A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李軍;熊輝;王艷青;陳云霞
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D21/02
• 分類號: B62D21/02;B23P15/00
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 何宜章

技術領域

本發明涉及汽車前縱梁的設計領域，更具體的涉及一種連續變截面汽車前縱梁及其制備方法。

背景技術

汽車前縱梁是車身的重要安全結構件，要求有很強的吸能性，以滿足汽車正面碰撞與前偏置碰撞法規，減少前艙的侵入量，實現對駕乘人員保護。縱梁前部與保險杠吸能盒連接，后部與底板縱梁連接，形成一個連續的前碰撞載荷傳遞路徑。根據功能不同，前縱梁前部要求較易變形，盡可能多地吸收碰撞能量，后部則要求有高的剛度和承載能力，起到支撐前艙，減少前艙的變形，保護駕乘人員的安全。現有技術中的汽車前縱梁通常包括兩種結構和設計方法，一種方式是整個汽車前縱梁采用同材質、等厚度的鋼板沖壓，這種汽車前縱梁的制備工藝相對簡單、利于成形，且能夠保證縱梁后部有較大的剛性和強度，但是為保證縱梁后部強度要求整體設計選材較厚，這樣便不利于縱梁前部碰撞時的變形吸能，更不利于縱梁整體設計的輕量化；另一種汽車前縱梁的常見設計結構如現有專利CN200820238454.2所示的分段拼焊式汽車前縱梁，包括分別沖壓成形的縱梁前段、縱梁中段、縱梁后段，所述縱梁前段、縱梁中段、縱梁后段通過拼焊的形式連成一個整體，并且從縱梁前段、縱梁中段到縱梁后段的材料厚度逐漸增厚，且縱梁三段分別采用滿足不同功能要求的不同材料板材拼焊而成，這種前縱梁結構在滿足車身安全的前提下，能夠實現利用小模具進行零件加工，降低了制造難度且節約了成本，同時縱梁前段的吸能區采用較簿的板材有利于碰撞時的變形吸能，且能夠實現車身的輕量化，但是這種采用拼焊連接的分段式縱梁結構會在板坯上增加焊縫，而且各段間焊縫處的厚度存在突變，往往導致整體成形工藝控制難度大、質量控制要求高、工藝報廢率高等問題。

發明內容

本發明基于上述現有技術問題，創新的提出一種全新的汽車前縱梁結構及其制備方法，綜合現有兩種汽車前縱梁制備工藝的優點，提出一種連續變截面的汽車前縱梁結構，取代現有的縱向分段拼焊結構，將前縱梁由近似對稱的內板和外板沿延伸縱向焊接成封閉的型腔結構，且內外板厚度從前縱梁后部到前部連續變化，這樣通過內外板材厚度與縱梁結構的連續變化、材料的合理選用，即保證了縱梁前部高的碰撞吸能性能、縱梁后部高的剛性強度，又創新利用焊接技術降低了縱梁整體的制造難度，節約了成本，從而整體實現了汽車前縱梁的輕量化，提高了汽車的安全性。

本發明解決上述技術問題所采取的技術方案如下：

一種連續變截面汽車前縱梁，所述前縱梁是由內板4和外板5沿縱向延伸方向連接而形成的中空型腔結構，并包括位于前縱梁前部的吸能區1、位于前縱梁后部的支撐區3和連接所述吸能區與支撐區的過渡區2，所述吸能區1的板材厚度小于所述支撐區3的板材厚度，所述過渡區2的板材厚度沿縱向延伸方向呈光滑梯形分布，從吸能區1的板材厚度連續均勻地過渡到支撐區3的板材厚度。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中所述內板4和外板5采用同一材料制備并具有近似對稱結構，且沿對稱邊相互焊接在一起。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中所述內板4和外板5焊接連接，且內板4和外板5之間在吸能區和過渡區采用激光焊接連接，內板4和外板5之間在支撐區采用點焊或點焊與膠結復合方式連接。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中所述吸能區1的板材厚度為1.5-2.5mm，所述支撐區3的板材厚度為1.8-3.0mm，所述過渡區2的長度為70-100mm，過渡區的厚度從吸能區連續均勻過渡至支撐區。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中所述吸能區1的板材厚度為1.8mm，所述支撐區3的板材厚度為2.2mm，所述過渡區2的板材厚度從1.8mm光滑均勻地過渡至2.2mm。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中所述前縱梁的吸能區和過渡區的橫截面為八邊形結構，所述八邊形的上下正側面邊長為50-80mm，左右正側面邊長為80-120mm，四個斜邊的邊長為50-80mm。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中進一步在所述吸能區1和過渡區2上設置有若干吸能筋6，且吸能區的吸能筋分布密度大于過渡區。

進一步的根據本發明所述的連續變截面汽車前縱梁，其中所述前縱梁的吸能區和過渡區的橫截面為八邊形結構，且在吸能區和過渡區的八個面上交錯分布有吸能筋，位于四個正側面上的吸能筋與位于四個斜面上的吸能筋相互交錯分布，位于某一面上的吸能筋尺寸自前縱梁前端往后由大到小分布。