CN103234727A - 用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构及其碰撞试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，纵梁为矩形截面的方管，纵梁的两端各紧固连接一个纵梁接头，纵梁接头也为矩形截面的方管，纵梁接头通过其端部与纵梁端部连接；纵梁接头的纵向中心线与纵梁的纵向中心线相交并形成一个小于180°的夹角。采用上述技术方案，使纵梁前端在试验过程中受到一个弯矩，模拟整车正面偏置碰撞中纵梁的表现，从而验证整车正面偏置碰撞的安全性能，替代目前的用整车进行正面偏置碰撞的试验方法，降低了试验成本，缩短了试验周期，同时又能对整车正面偏置碰撞安全性能做出预判。

Description

用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构及其碰撞试验方法

技术领域

本发明属于汽车安全设计的技术领域，涉及纵梁的试验结构，更具体地说，本发明涉及一种用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构。另外，本发明还涉及该纵梁结构的碰撞试验方法。

背景技术

目前，对正面偏置碰撞试验的研究主要采用40%偏置的可变形壁障与整车进行碰撞，从而对车身结构安全性能进行评价。除了对整车进行碰撞试验外，很少采用车身结构零部件试验来达到验证车身结构安全性的目的。

整车正面偏置碰撞试验有以下几个缺点：

第一，采用整车及可变性壁障来进行试验成本太高，一般一次试验很达到目的，需要进行多次试验；

第二，一般整车碰撞试验完成后，整车由于碰撞变形而无法重复利用；

第三，整车试验的周期较长，灵活性没有零部件试验高；

第四，目前一些企业或高校尝试采用纵梁垂直撞击刚性墙的零部件试验来验证整车正面完全碰撞的安全性能，而验证整车正面偏置碰撞安全性能的纵梁零部件试验还没有展开。

发明内容

本发明提供一种用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其目的是替代现有技术中用整车进行正面偏置碰撞试验，降低试验成本，缩短试验周期。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，所述的纵梁为矩形截面的方管，所述的纵梁的两端各紧固连接一个纵梁接头，所述的纵梁接头也为矩形截面的方管，所述的纵梁接头通过其端部与纵梁端部连接；

所述的纵梁接头的纵向中心线与所述的纵梁的纵向中心线相交并形成一个小于180°的夹角。

所述的纵梁的两端各固定连接一块与其纵向中心线垂直的矩形板；所述的纵梁接头的两端也各固定连接一块矩形板，其中，纵梁接头上不与纵梁相连接的一端面的矩形板与纵梁接头的纵向中心线垂直，另一端面的矩形板与纵梁的纵向中心线垂直。

所述的纵梁与纵梁接头通过矩形板紧固连接，其连接方式为：所述矩形板的四个角设有螺栓孔，所述的纵梁接头端部的矩形板与纵梁端部的矩形板采用螺栓穿过螺栓孔相连。

所述的矩形板的结构和尺寸均相同。

两个所述的纵梁接头的纵向中心线互相平行。

两个所述的纵梁接头的结构相同。

所述的纵梁接头的长度小于纵梁的长度。

所述的纵梁接头的纵向中心线与纵梁的纵向中心线的夹角为170°。

所述的纵梁和纵梁接头的截面形状、尺寸均相同，其长×宽均为90×80mm；方管的壁厚均为10mm。

所述矩形板的尺寸均为：长度：170mm，宽度：160mm，厚度：10mm。

所述的矩形板与纵梁的固定连接，及矩形板与纵梁接头的固定连接，均采用焊接连接。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构的碰撞试验方法，其技术方案是：

所述的碰撞试验方法采用的试验设备包括刚性墙和驱动小车；

所述的驱动小车通过纵梁接头上的矩形板及其螺栓与该纵梁接头的端部固定连接，使其成为所述的纵梁结构的后端；另一个所述的纵梁接头的端部为所述的纵梁结构的前端；

使所述的纵梁结构的前端离开所述的刚性墙一段距离，并使该端部的矩形板平行于所述的刚性墙；

试验开始，控制驱动小车以一定的车速，及垂直于所述的刚性墙的运动方向，使纵梁结构的前端撞向刚性墙；

根据碰撞结果，对整车正面偏置碰撞安全性能做出预判。

本发明采用上述技术方案，使纵梁前端在试验过程中受到一个弯矩，模拟整车正面偏置碰撞中纵梁的表现，从而验证整车正面偏置碰撞的安全性能，替代目前的用整车进行正面偏置碰撞的试验方法，降低了试验成本，缩短了试验周期，同时又能对整车正面偏置碰撞安全性能做出预判；未变形的样件在下次试验时可以继续使用；可以通过增大纵梁接头的壁厚来增加其刚度，减小变形，达到重复利用的目的，大大降低了整车正面偏置碰撞试验的成本，且零部件安装拆卸方便，部分样件可以重复利用；3、填补了目前基于正面偏置碰撞的纵梁试验的空白，为其他类型的碰撞试验提供了一个较好的思路。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的基于正面偏置碰撞的纵梁试验方法结构示意图；

图2为图1中的A—A剖视结构示意图。

图中标记为：

1、纵梁，2、矩形板，3、纵梁接头，4、驱动小车，5、刚性墙。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所示本发明的结构，为一种用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，所述的纵梁1为矩形截面的方管。本发明是一种用纵梁零部件验证整车正面偏置碰撞安全性能的试验方法。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现降低试验成本，缩短试验周期的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1、图2所示，本发明所提供的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，所述的纵梁1的两端各紧固连接一个纵梁接头3，所述的纵梁接头3也为矩形截面的方管，所述的纵梁接头3通过其端部与纵梁1端部连接；所述的纵梁接头3的纵向中心线与所述的纵梁1的纵向中心线相交并形成一个小于180°的夹角。

具体地，所述的纵梁接头3的纵向中心线与所述的纵梁1的纵向中心线的夹角为170°。

在整车正面偏置碰撞试验中，纵梁是最关键零部件。上述的基于正面偏置碰撞的纵梁零部件试验方法，目的是用来验证整车正面偏置碰撞安全性能，替代现有技术用整车进行正面偏置碰撞的试验方法，降低了试验成本，缩短了试验周期，同时又能对整车正面偏置碰撞安全性能做出预判。具体地说，有以下优势：

1、在纵梁前后安装两个轴线与纵梁轴线呈170°角的纵梁接头，使纵梁前端在试验过程中受到一个弯矩，模拟整车正面偏置碰撞中纵梁的表现，从而验证整车正面偏置碰撞的安全性能；

2.、大大降低了整车正面偏置碰撞试验的成本，且零部件安装拆卸方便，部分样件可以重复利用；

3、填补了目前基于正面偏置碰撞的纵梁试验的空白，为其他类型的碰撞试验提供了一个较好的思路。

所述的纵梁1的两端各固定连接一块与其纵向中心线垂直的矩形板2；所述的纵梁接头3的两端也各固定连接一块矩形板2，其中，纵梁接头3上不与纵梁1的一端面相连接的矩形板2与纵梁接头3的纵向中心线垂直，另一端面的矩形板2与纵梁1的纵向中心线垂直。

所述的纵梁1与纵梁接头3通过矩形板2紧固连接，其连接方式为：所述矩形板2的四个角设有螺栓孔，所述的纵梁接头3端部的矩形板2与纵梁1端部的矩形板2采用螺栓穿过螺栓孔相连。

所述的矩形板2与纵梁1的固定连接，及矩形板2与纵梁接头3的固定连接，均采用焊接连接。

采用单独的一根车身前纵梁，纵梁1的两端面各有一块矩形板2，两者烧焊连接。在纵梁1两端各连接一个纵梁接头3，纵梁接头3两端面各烧焊一块矩形板2。纵梁接头3的一端的矩形板2与纵梁1一端的矩形板2用螺栓固定连接。矩形截面的纵梁接头3的轴线与纵梁轴线呈170°角，目的是在碰撞过程中通过纵梁接头3使纵梁1受到一个与其轴线不平行的力，从而形成一个弯矩，这种受力形式与整车正面偏置碰撞中纵梁1的受力情况相符。这种中间为纵梁1，两头为纵梁接头3的结构为中心对称形式。纵梁接头3后端的矩形板2与一辆驱动小车4螺栓连接。

所述的矩形板2的结构和尺寸均相同。

两个所述的纵梁接头3的纵向中心线互相平行。

两个所述的纵梁接头3的结构相同。

所述的纵梁接头3的长度小于纵梁1的长度。

所述的纵梁1和纵梁接头3的截面形状、尺寸均相同，其长×宽均为90×80mm；方管的壁厚均为10mm。

所述矩形板2的尺寸均为：长度：170mm，宽度：160mm，厚度：10mm。

图1为一种基于正面偏置碰撞的纵梁试验方法结构示意图，包括纵梁1、矩形板2、纵梁接头3、驱动小车4、刚性墙5。

如图1所示，模拟车身矩形截面的纵梁1前后两端面各垂直烧焊一块矩形板2，矩形板2长170mm，宽160mm，厚度10mm，四个角开有螺栓孔。纵梁接头3截面长为90mm，宽80mm，厚度10mm，两端各烧焊一块矩形板2，尺寸与纵梁1两端的矩形板2一致。

纵梁1与纵梁接头3通过角上的四个螺栓孔螺栓连接。纵梁1轴线与纵梁接头3轴线呈170°角。

具体实现方式为：

纵梁接头3轴线与其靠近纵梁1一侧的矩形板2呈80°夹角烧焊，与其远离纵梁1一侧的矩形板2垂直烧焊。这种中间为纵梁1两头为纵梁接头3的结构为中心对称形式。

纵梁1后端的纵梁接头3与一辆驱动小车4通过矩形板2螺栓连接。通过给予小车指定车速，使纵梁1前端的纵梁接头3垂直撞向刚性墙5。由于纵梁接头3刚度较大，在碰撞过程中不容易发生变形，未变形的样件在下次试验时可以继续使用。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构的碰撞试验方法，其技术方案是：

所述的碰撞试验方法采用的试验设备包括刚性墙5和驱动小车4；

所述的驱动小车4通过纵梁接头3上的矩形板2及其螺栓与该纵梁接头3的端部固定连接，使其成为所述的纵梁结构的后端；另一个所述的纵梁接头3的端部为所述的纵梁结构的前端；

使所述的纵梁结构的前端离开所述的刚性墙5一段距离，并使该端部的矩形板2平行于所述的刚性墙5；

试验开始，控制驱动小车4以不同的车速，及垂直于所述的刚性墙5的运动方向，使纵梁结构的前端撞向刚性墙5；

根据碰撞结果，对整车正面偏置碰撞安全性能做出预判。

图2为纵梁接头3截面示意图。

纵梁接头截面长90mm，宽80mm，厚度10mm。可以进一步继续增大纵梁接头的壁厚来增加其刚度，减小变形，达到重复利用的目的。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，所述的纵梁（1）为矩形截面的方管，其特征在于：所述的纵梁（1）的两端各紧固连接一个纵梁接头（3），所述的纵梁接头（3）也为矩形截面的方管，所述的纵梁接头（3）通过其端部与纵梁（1）端部连接；所述的纵梁接头（3）的纵向中心线与所述的纵梁（1）的纵向中心线相交并形成一个小于180°的夹角。

2.按照权利要求1所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：所述的纵梁（1）的两端各固定连接一块与其纵向中心线垂直的矩形板（2）；所述的纵梁接头（3）的两端也各固定连接一块矩形板（2），其中，纵梁接头（3）上不与纵梁（1）相连接的一端面的矩形板（2）与纵梁接头（3）的纵向中心线垂直，另一端面的矩形板（2）与纵梁（1）的纵向中心线垂直。

3.按照权利要求2所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：所述的纵梁（1）与纵梁接头（3）通过矩形板（2）紧固连接，其连接方式为：所述矩形板（2）的四个角设有螺栓孔，所述的纵梁接头（3）端部的矩形板（2）与纵梁（1）端部的矩形板（2）采用螺栓穿过螺栓孔相连。

4.按照权利要求3所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：所述的矩形板（2）的结构和尺寸均相同。

5.按照权利要求1所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：两个所述的纵梁接头（3）的纵向中心线互相平行。

6.按照权利要求1所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：两个所述的纵梁接头（3）的结构相同。

7.按照权利要求1所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：所述的纵梁接头（3）的长度小于纵梁（1）的长度。

8.按照权利要求1所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：所述的纵梁接头（3）的纵向中心线与所述的纵梁（1）的纵向中心线的夹角为170°。

9.按照权利要求2所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构，其特征在于：所述的纵梁（1）和纵梁接头（3）的截面形状、尺寸均相同，其长×宽均为90×80mm；方管的壁厚均为10mm。

10.按照权利要求2所述的用于正面偏置碰撞试验的纵梁结构的碰撞试验方法，其特征在于：

所述的碰撞试验方法采用的试验设备包括刚性墙（5）和驱动小车（4）；

所述的驱动小车（4）通过纵梁接头（3）上的矩形板（2）及其螺栓与该纵梁接头（3）的端部固定连接，使其成为所述的纵梁结构的后端；另一个所述的纵梁接头（3）的端部为所述的纵梁结构的前端；

使所述的纵梁结构的前端离开所述的刚性墙（5）一段距离，并使该端部的矩形板（2）平行于所述的刚性墙（5）；

试验开始，控制驱动小车（4）以一定的车速，及垂直于所述的刚性墙（5）的运动方向，使纵梁结构的前端撞向刚性墙（5）；

根据碰撞结果，对整车正面偏置碰撞安全性能做出预判。

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