CN104249758A - 一种新型汽车后纵梁结构及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种新型汽车后纵梁结构，其至少具有直梁段，所述直梁段为金属薄壁结构，其包括后纵梁前段、后纵梁后段以及位于两者之间的后纵梁中段，其中，所述后纵梁后段的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁前段的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，且所述后纵梁中段的薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。本发明实施例还提供了一种汽车后纵梁制造方法。本发明在实现车身后纵梁结构的轻量化的同时，提高了后纵梁结构强度及结构吸能效率。

Description

一种新型汽车后纵梁结构及制造方法

技术领域

本发明属于车身结构领域，特别是涉及一种新型汽车后纵梁结构及制造方法。

背景技术

在汽车车身前部主要结构中，后纵梁是最重要的吸能元件之一。在后面碰撞过程中，通过材料的塑性变形吸收碰撞动能，其吸能特性及变形模式直接决定了在后面碰撞过程中车身后部的结构变形，从而影响着后碰燃油系统的安全。对于后纵梁结构的设计需要遵循由后往前（车行方向由后往前）依次变大，从而保证在碰撞过程中合理的变形次序及良好的吸能效果。目前，汽车的轻量化已成为汽车工业发展的趋势，如何实现后纵梁结构的轻量化，并保证其结构碰撞性能以及满足刚度要求成为了一项挑战。

目前，对于后纵梁的结构设计，为了满足由后往前刚度依次增大的要求，通常后纵梁由前后两段通过等截面厚度不同的薄壁纵梁结构搭接，通过焊接组合在一起，如图1和图2所示，示出了现有的一种后纵梁的结构示意图。这种后纵梁通过后纵梁前段10和后纵梁后段12搭接而成，两者搭接的区域（搭接段）系通过焊点进行焊接固定，其中后纵梁前段10薄壁的厚度在大于后纵梁后段12薄壁的厚度。这种结构，在一定的程度上可以实现刚度的由后往前依次增加的设计要求，但是也存在很大的不足之处；

首先，后纵梁的刚度在搭接区域有较大的突变，该区域的刚度最大，故使后纵梁的刚度会出现先增大后减小的情况，容易造成应力集中以及刚度跳跃变化，不利于碰撞力的传递，从而影响后纵梁的强度及耐久特性；

并且该结构采用了搭接区，需要两段后纵梁重叠在一起，不利于后纵梁结构的轻量化。

另外，这种结构需要焊接工艺实现后纵梁的制造，同时后纵梁有两个件组成，也增加了模具数量及开模费用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新型汽车后纵梁结构及制造方法，既能实现车身后纵梁结构的轻量化，又能提高后纵梁结构强度及结构吸能效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面提供一种新型汽车后纵梁结构，其至少具有直梁段，所述直梁段为金属薄壁结构，其包括后纵梁前段、后纵梁后段以及位于两者之间的后纵梁中段，其中，所述后纵梁后段的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁前段的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，且所述中段的薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。

其中，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mm~2.5mm之间，所述后纵梁中段的长度为80mm~100mm。

其中，所述后纵梁前段、后纵梁中段及后纵梁后段三者一体成形。

其中，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形。

其中，所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。

相应地，本发明实施例还提供一种汽车后纵梁的制造方法，包括如下步骤：

选择一块厚度为第二厚度的钢板，通过柔性轧制工艺使得所述钢板的中段的厚度由前往后逐渐减至第一厚度，使所述钢板的后段的厚度为第一厚度；

对所述钢板进行冲压，形成一至少具有直梁段的后纵梁，所述直梁段为金属薄壁结构，相应包括后纵梁前段、中段及后纵梁后段，所述后纵梁后段的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁前段的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，且所述中段的薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。

其中，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mm~2.5mm之间，所述后纵梁中段的长度为80mm~100mm。

其中，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形。

其中，所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。

实施本发明，具有如下的有益效果：

本发明的后纵梁结构的薄壁从后到前其厚度逐渐变大，可以保证后纵梁结构刚度由后往前依次增大，满足纵梁碰撞设计要求；

纵梁结构在纵方向（长度方向）上的厚度及硬度平缓变化，并且不存在应力集中现象，具有很好的成形性能；

后纵梁结构一次成形，相对于现有的后纵梁形式，减少了焊接工序，提高了制造效率，且能保证工件表面的平整性、稳定性及完整性；

提高后纵梁的强度及结构吸能效率，提升汽车后面碰撞的安全性，保证各项安全指标满足汽车后面碰撞的法规标准；

实现后纵梁结构的轻量化，减重效果明显，经济效益突出，成本降低，节省资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的一种汽车后纵梁的结构示意图；

图2是图1中的局部A的放大示意图； 

图3是本发明一个实施中汽车后纵梁结构示意图；

图4是图3中的局部B的放大示意图；

图5图4中A-A向局部剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图3至图5所示，示出了本发明一个实施例中一种汽车后纵梁结构示意图。其中，该新型汽车后纵梁结构，其至少具有直梁段，该直梁段为金属薄壁结构（实施例中为具有薄壁的长条形金属），其包括后纵梁前段20、后纵梁后段24以及位于两者之间的后纵梁中段（即现有技术中搭接段的位置）22，其中，后纵梁后段24的薄壁的厚度为第一厚度（t1），后纵梁前段20的薄壁的厚度为第二厚度（t2），其中，第二厚度（t2）大于第一厚度（t1），且该后纵梁中段22的薄壁的厚度从第一厚度（t1）连续变化至第二厚度（t2）。在一个实施例中，该第一厚度（t1）和第二厚度（t2）处于1.0mm~2.5mm之间，后纵梁中段22的长度为80mm~100mm。

其中，后纵梁前段20、后纵梁中段22及后纵梁后段24三者一体成形。

其中，在该实施例中，汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型（向上开口的方框），当可以理解的是，在其他的实施例中，该汽车后纵梁的直梁段的横截面可以矩形、圆形、椭圆形或菱形等。

其中，在该实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小（见图5所示）；同样可以理解的，在其他的实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁的前端横截面的外周与后端横截面的外周可以相同。

作为本发明的另一方面，还提供了一种后纵梁结构的制造方法，在一个实施例中，其包括如下步骤：

选择一块厚度为第二厚度（t2）的钢板，通过柔性轧制工艺使得该钢板中段的厚度由前往后逐渐减至第一厚度（t1），使该钢板的后段的厚度为第一厚度（t1），其中，该第二厚度（t2）和第一厚度（t1）根据需要可选择处于1.0mm~2.5mm之间，中段的长度为80mm~100mm；

对该钢板进行冲压，形成一至少具有直梁段的后纵梁，该直梁段为金属薄壁结构，相应包括后纵梁前段、后纵梁中段及后纵梁后段，该后纵梁后段的薄壁的厚度为第一厚度（t1），后纵梁前段的薄壁的厚度为第二厚度（t2），其中第二厚度（t2）大于第一厚度（t1），且中段的薄壁的厚度从第二厚度（t2）连续变化至第一厚度（t1）。

其中，在一个实施例中，可以将汽车后纵梁的直梁段的横截面冲压为类U型（向上开口的方框），当可以理解的是，在其他的实施例中，该汽车后纵梁的直梁段的横截面可以被冲压成矩形、圆形、椭圆形或菱形等。

其中，在一个实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小（见图5所示）；同样可以理解的，在其他的实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁的前端横截面的外周与后端横截面的外周可以相同。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明的后纵梁结构的薄壁从后到前其厚度逐渐变大，可以保证后纵梁结构刚度由后往前依次增大，满足后纵梁碰撞设计要求；

后纵梁结构在纵方向（长度方向）上的厚度及硬度平缓变化，并且不存在应力集中现象，具有很好的成形性能；

后纵梁结构一次成形，相对于常见的后纵梁形式，减少了搭接段的焊接工序，提高了制造效率，且能保证工件表面的平整性、稳定性及完整性；

提高后纵梁的强度及结构吸能效率，提升汽车后面碰撞的安全性，保证各项安全指标满足汽车后面碰撞的法规标准；

实现后纵梁结构的轻量化，减重效果明显，经济效益突出，成本降低，节省资源。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种新型汽车后纵梁结构，其特征在于，其至少具有直梁段，所述直梁段为金属薄壁结构，其包括后纵梁前段、后纵梁后段以及位于两者之间的后纵梁中段，其中，所述后纵梁后段的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁前段的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，且所述后纵梁中段的薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。

2.如权利要求1所述的新型汽车后纵梁结构，其特征在于，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mm~2.5mm之间，所述后纵梁中段的长度为80mm~100mm。

3.如权利要求1所述的新型汽车后纵梁结构，其特征在于，所述后纵梁前段、后纵梁中段及后纵梁后段三者一体成形。

4.如权利要求1至3任一项所述新型汽车后纵梁结构，其特征在于，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形。

5.如权利要求4所述新型汽车后纵梁结构，其特征在于，所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。

6.一种汽车后纵梁的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

选择一块厚度为第二厚度的钢板，通过柔性轧制工艺使得所述钢板的中段的厚度由前往后逐渐减至第一厚度，使所述钢板的后段的厚度为第一厚度；

对所述钢板进行冲压，形成一至少具有直梁段的后纵梁，所述直梁段为金属薄壁结构，相应包括后纵梁前段、后纵梁中段及后纵梁后段，所述后纵梁后段的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁前段的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，且所述中段的薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。

7.如权利要6所述的汽车后纵梁制造方法，其特征在于，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mm~2.5mm之间，所述中段的长度为80mm~100mm。

8.如权利要求6或7所述的汽车后纵梁制造方法，其特征在于，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形。

9.如权利要求8所述汽车后纵梁制造方法，其特征在于，所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。