CN105722746B - 用于制造金属框架的梁 - Google Patents

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Abstract

一种设有至少一个第一零件(100)的梁，其具有整体为U形直横截面的主体(110)，所述主体(110)设有从所述U形的侧面向外凸出的横向凸缘(140、150)，所述主体(110)还包括底部部分(112)以及形成所述U形的侧面的两个翼片(120、130)，所述梁的特征在于：‑所述主体(110)的中心部分在中性主弯曲轴线(A‑A)的任一侧上分别限定在张力下和在压力下工作的单元(114、128、138)，所述单元通过两个过渡区域(125、126、127；135、136、137)形成，其中，所述两个过渡区域中的每个被定位于所述U形元件(110)和横向凸缘(140、150)之间；‑所述主体(110)的底部部分(112)包括通过曲率不连续所形成的至少一个过渡(113)；‑至少一个翼片(120、130)包括通过曲率不连续所形成的至少一个过渡(121、131)。

Description

用于制造金属框架的梁
技术领域
本发明涉及参与实现金属框架，尤其是车辆底盘或车辆车身的金属零件领域。
背景技术
已制造出许多用于车辆的车身的金属梁。
具体地讲，通过组装两个金属零件来实现此类梁，例如，一个第一零件具有主体，所述主体具有整体为直U形横截面，该直U形横截面设有横向凸缘，该横向凸缘从U形的侧面向外凸出，以及第二零件通过所推荐的盖板形成。通过组装两个零件制造最终梁的优点主要是由于由此在设计中具有和组合不同厚度的坯料和/或由不同材料形成的坯料所提供的自由，并因此得到最终产品的机械特征的精确定义，同时相对于现有技术的传统技术通常减小梁的总重量。
一般来讲，两个前述零件通过焊接，通常通过在重叠凸缘的层面沿零件的长度分布的焊点，彼此固定，所述重叠凸缘可与前述横向凸缘重合。
文献WO 2011/071434描述一种梁，其诸如在附图1中所示的梁。
这种梁包括设有本体12的第一帽形零件10和由盖板形成的第二零件20，所述本体12带有整体为U形的直横截面，所述U形直横截面配备有从U形的侧面向外凸出的横向凸缘14、15。
该文献指出板20的芯件22可为平坦的或如图1所示成型。
该梁可任选地被进一步设有包覆部分30。
文献US 2012/119477、US 2003/000156、US 2001/024054、DE 10 2009 047956、US2013/300155、JP H04 56688、US2011/163571、GB 2 497 396和US2013/140851描述了其它的零件变体。
发明内容
本发明的目的在于提出一种新的零件几何形状，以确保优良的强度和刚度，同时减少所用材料的质量并在冲击下变形的情况下优化能量吸收性能。
前述目的能根据本发明实现，这是由于本发明采用设有至少一个第一零件的梁，所述梁具有整体为U形直横截面的主体，所述主体配备有从所述U形的侧面向外凸出的横向凸缘，所述主体还包括底部部分以及形成所述U形的侧面的两个翼片，所述梁的特征在于：
-所述主体的中心部分在中性主弯曲轴线的任一侧上限定分别在张力下和在压力下工作的通过两个过渡区域形成的单元，其中，所述两个过渡区域中的每个定位于U形元件和横向凸缘之间；
-所述主体的底部部分包括通过曲率不连续所形成的至少一个过渡；
-至少一个翼片包括通过曲率不连续所形成的至少一个过渡；
-至少一个横向凸缘包括具有比所述主体的其余部分更低的机械强度的至少一个区域，较低机械强度区域的所述至少一个区域被设置在U形的与包括所述至少一个过渡的所述翼片相同侧。
如下文关于所述主体的主弯曲轴线所讨论的，由于所述主体的构成材料的重新分布以及由于在设置在至少一个横向凸缘上的所述至少一个低机械强度区域和所述至少一个前述过渡(具体设置在所述主体的至少一个翼片上)之间的技术协同作用，相对于现有技术，本发明能使所述梁的质量显著下降同时提高机械特性，具体地，在冲击下变形的情况下，能显著增加所吸收的能量。
根据其它有利特性，但不以任何方式限制本发明：
-所述翼片中的每个包括至少一个过渡，并且所述横向凸缘中的每个包括所述较低机械强度区域中的至少一个区域；
-在张力下工作的单元和在压力下工作的单元中的每个单元均具有朝向所述中性主弯曲轴线取向的凹部；
-所述梁具有对称的轴线；
-所述梁具有不对称性；
-所述梁还包括具有在所述翼片的层面和/或所述U形主体的底部部分的层面比所述主体的其余部分更低的机械强度的区域以用于控制所述变形；
-此外，所述梁包括盖板；
-所述底部部分包括至少两个平坦分段，每个平坦分段具有小于或等于 的宽度，其中，t表示所述零件的厚度，E表示零件材料的杨氏模量以及sy表示被称为弹性极限的机械强度参数，其通常等于1100MPa；
-所述过渡区域由弧线形成；
-至少一个翼片包括位于所述主体的高度的50-90％之间的至少一个过渡；
-至少一个翼片包括成形为双重圆形弯头的至少一个过渡，其包括一个拐点，或形成一个直线分段的一个过渡，所述直线分段接合所述至少一个翼片的每个端部，从而形成角度。
附图说明
通过参考附图，在阅读以下具体实施方式后，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见，所述附图借助于非限制性示例提供，其中：
-如上所述的图1示出根据现有技术的零件的横截面示意图；
-图2示出根据本发明的零件的类似横截面视图；
-图3示出根据本发明的零件的类似横截面视图，所述零件对应于和图2所示零件不同的实施例；
-图4示出根据本发明的没有对称轴线的零件的示意图；
-图5a示出分别被示为如图5b示出横截面视图的参考零件的、如图5c所示的在本发明和参考零件之间的中间零件的以及如图5d所示的根据本发明的实施例的不同弯曲类型随时间推移的力矩值；甚至更具体地，图5a在曲线1b、1c和1d上分别示出在仿真形成车身的B柱的零件的横向冲击的四点弯曲条件下的弯曲力矩；曲线2b和2c表示分别仿真如图5b所示的参考零件和如图5c所示的中间零件在车辆翻车的四点弯曲条件下的类似曲线；以及曲线3b和3c表示用于分别对应于如图5b所示的参考零件和如图5c所示的中间零件的零件在三点弯曲试验条件下的力矩；
-图6示出汇总在四点弯曲条件下的最大力矩(单位为kNm)、质量(单位为kg)和如在中间列和右边列中示出的根据本发明的两个实施例相对于在左边列中示出的参考零件的质量增益的表格；
-图7示出将图2所示的实施例与不同类型的零件比较的表格；
-图8示出表示如图7所示的不同零件的四点弯曲仿真的结果的一组曲线；
-图9a示出类似于图2所示的实施例的零件的横截面视图；
-图9b、9c和9d示出机械应力的分布以及类似于图2所示的实施例的零件经受四点弯曲的变形的分布；
-图10a示出类似于图2所示的实施例的零件的剖视图，但其中，所述零件不包括在所述横向凸缘上的较低机械强度区域的任何区域；
-图10b、10c和10d示出经受四点弯曲的零件的塑性变形的分布，所述零件类似于如图2所示的实施例，但是不包括在所述横向凸缘上的所述较低机械强度区域的区域；
-图11a示出类似于图2所示的实施例的零件的横截面视图，但其中，所述零件不包括在所述翼片上的任何过渡；
-图11b、11c和11d示出经受四点弯曲的零件的塑性变形的分布，所述零件类似于图2所示的实施例，但是不包括在所述翼片上的任何过渡；
-图12a示出类似于图2所示的实施例的零件的横截面视图，但其中，所述零件不包括在所述翼片上的任何过渡，也不包括在所述横向凸缘上的较低机械强度区域的区域；
-图12b、12c和12d示出经受四点弯曲的零件的塑性变形的分布，所述零件类似于图2所示的实施例，但是所述零件不包括在所述翼片上的任何过渡，也不包括在所述横向凸缘上的较低机械强度区域的区域；
-图13示出如图9、10、11和12所示的每个零件的横截面视图以及所述零件中的每个的机械应力的分布的视图，该视图比如图9、10、11和12所示的视图更详细；
-图14示出将图3所示的实施例与不同类型的梁比较的表格。
具体实施方式
图2和图3以实线示出根据本发明的梁的直横截面，并且以虚线示出根据现有技术的梁的直横截面。
根据图2所示的特定实施例，所述梁的横截面具有对称轴线O-O。
从图2可看出，对称轴线O-O构成弹性中性轴线，以及图2所示的根据本发明的梁的横截面还包括主弹性中性弯曲轴线A-A。这些弹性中性轴线O-O和主弹性中性弯曲轴线A-A延伸到垂直于所述梁的纵向轴线的所述梁的横截面中。
所述“弹性中性主弯曲轴线A-A”应理解为由于沿轴线O-O的最终剪切应力和/或围绕轴线A-A的弯曲力矩从弯曲变形所得的力矩的平衡轴线。
主弹性中性弯曲轴线A-A正交于所述弹性中性轴线O-O。
在图4中，示出没有对称轴线的根据本发明的变体的示意轮廓。
在所述图4中，能够看出轴线O-O和A-A穿过惯性中心的层面并彼此正交，从而限定所施加的应力和力矩的方向。轴线O-O限定剪切应力的轴线，以及轴线A-A限定弯曲力矩的轴线。所得的对应于主惯性轴线的弹性中性轴线O’-O’和A’-A’同样在图4中表示。
图2所示的梁包括零件100，零件100包括带有整体为U形的直横截面和两个横向凸缘140、150的主体110。
U形主体110包括芯件或底部部分112。底部部分112具有大体上平行于主中性弯曲轴线A-A的大体取向，并因此正交于对称轴线O-O。
然而，如图2所示，根据本发明，底部部分112设有一个或多个硬化脊113，其优选向内指向所述U形。更一般地，底部部分112可由此设有形成曲率不连续的过渡或台阶，所述底部部分的硬化脊113构成示例性实施例。
芯件或底部部分112不与主中性弯曲轴线A-A重合，换句话说，其位于主中性弯曲轴线A-A的远处。
U形主体110包括分别连接至芯件112的两个相对边缘的两个翼片或壁120、130。翼片120、130分割主中性弯曲轴线A-A。两个翼片120、130可全局平行于对称轴线O-O。
不过，两个翼片120、130优选从底部部分112向外偏离，例如按照约5°至30°的角度。
通常，两个翼片120、130在主中性弯曲轴线A-A的长度的三分之二处分割所述主中性弯曲轴线A-A。
此外，根据如图2所示的本发明，翼片或壁120、130设有根据为这些翼片或壁120、130所寻求的内在刚度形成曲率不连续的过渡或台阶121、131。更为具体地，过渡121、131可由双重圆形弯头组成，所述双重圆形弯头包括拐点或接合翼片120、130的每个端部以形成角度的直线分段。例如，这两种变体可组合在一起以实现包括拐点或接合翼片120、130的每个端部以形成角度的直线分段的双重圆形弯头。
在图3中，示出根据本发明的零件的变体，其中，主体110仅包括设置在翼片120上的一个单一过渡121，以及所述主体110仅在横向凸缘140上包括一个较低强度区域ZFR。
不过，根据其它可能的变体，主体110可包括在翼片120、130中的每个翼片上实现的若干过渡121、131，以及所述主体110可包括在横向凸缘140、150中的每个横向凸缘上实现的若干较低强度区域ZFR。
根据图2所示的实施例，横向凸缘140、150是共面的并平行于主中性弯曲轴线A-A。不过，根据图4所示的实施例的变体，在凸缘140和150平行时，它们是不共面的。根据图4，凸缘150比凸缘140远离主中性弯曲轴线A-A。此外，根据图4，底部部分112不平行于这个主中性弯曲轴线A-A。
图4是可应用于本发明的可能不对称的示例。不过，本发明并不局限于图4所示的不对称性，而是可应用于具有多种其它不对称性的零件。
根据本发明，如图2、3和4所示，主体110还包括分别位于与底部部分112和横向凸缘140、150相对的翼片120、130的端部之间的过渡元件125、135。这些过渡元件125、135限定朝向主中性弯曲轴线A-A取向的凹部。
根据如图2、3和4所示的特定实施例，更为具体地，这些过渡元件125、135中的每个包括连接至翼片120、130的端部的薄板126、136，薄板126、136大体上平行于主中性弯曲轴线A-A，薄板126、136后是分别定位在薄板126、136和横向凸缘140、150之间的壁127、137。壁127、137以例如在10°和45°之间的角度相对于主中性弯曲轴线A-A倾斜。这些壁127、137相对于横向凸缘140、150向内偏离。
借助于非限制性示例，考虑平行于对称轴线O-O，即垂直于主中性弯曲轴线A-A的壁127、137的高度在翼片120、130的高度的1/4和1/8之间，通常约为翼片120、130的高度的1/6。
如图2、3和4可以看出，一方面分区127、137和另一方面翼片120、130被定位在与薄板126、136相同的侧面上，换句话说，全部从薄板126、136被定位在主中性弯曲轴线A-A的方向。
另选地，通过连接平坦芯件126、136和平坦分区127、137所形成的前述过渡区域125、135可被等效弯曲的装置替换。
此外，横向凸缘140、150由垂直于对称轴线O-O并平行于主中性弯曲轴线A-A的平坦薄板优选共面薄板形成。作为变体，横向凸缘140、150可以一个相对于另一个倾斜以及相对于主中性弯曲轴线A-A倾斜。
本领域的技术人员应当理解，上述装置在U形主体的层面分别限定根据在力F1施加于对称轴线O-O上时所施加的力的方向分别在张力下或压力下工作的单元114，以及根据在力F1施加于对称轴线O-O上时所施加的力的方向分别在压力下或张力下工作的两个单元128、138，其中，所述U形主体由底部部分112和两个翼片120、130界定。根据本发明的梁经设计在施加力F1后在挠曲下工作，力F1与对称轴线O-O共面，这有可能沿两个方向引导所述力F1。
在图2中，前述单元114、128和138被示意性表示为阴影区。
甚至更具体地，在本发明的背景下，在此考虑垂直于弹性中性轴线O-O的平面的组成底部部分112的每个平坦分段的宽度b经优化以便将所使用的材料的质量减到最小并使其等于
其中：
-t表示零件的厚度，
-E表示零件材料的杨氏模量，以及
-sy表示被称为弹性极限的机械强度参数的参数，其通常等于1100MPa。
以更一般的方式，上式可表述如下：
其中，n：是对于钢材而言约为0.3的泊松比。
如图6所概述的，根据本发明的梁可用盖板200补充。
盖板200可以是本领域的技术人员已知的多种实施例变体的对象。因此，将不再进一步详细描述。
根据在图6的中间列中表示的实施例，盖板200由在过渡区域125、135的顶部上焊接的板组成，并且所述盖板200在其自身的中心上设有硬化脊210。
根据在图6的右边列中表示的实施例，盖板200是U形帽的形状，其横向凸缘212、214连接至主体110的横向凸缘140、150，在这些情况下，盖板200自身具有直U形横截面，其芯件包括硬化脊210，以及两个翼片220、230构成在所述芯件和横向凸缘212、214之间的分界面。
根据本发明的另一显著特征，根据本发明的零件包括，即但不排除在这些横向凸缘140、150的层面具有比主体110的其余部分更小的机械强度ZFR的区域。
优选地，通过在零件100被深度冲压时控制在考虑的所述区域的温度，获得这些较低机械强度ZFR的区域。
甚至更具体地，在此背景下，使用一种方法获得较低机械强度ZFR的区域，所述方法包括：
-在高于奥氏体转变温度的温度加热金属坯料，接着
-成形所述坯料，因此在设有冷却回路的深冲压工具中加热所述坯料，该加热被控制和/或成形以用于限制与冲压金属坯料的接触区域。
因此，对于一般方式的主体而言，与被冷却深冲压工具接触的金属零件的区域以朝马氏体相的转化运行并具有高机械强度，例如，高于1400MPa，而不与所述深冲压工具直接接触的，即与这个被局部加热的深冲压工具金属的区域接触的，保持接触空气或接触被加热区域的金属零件的区域被较少冷却，并在奥氏体相和马氏体相之间运行中间相转化并最终具有较低的机械强度，例如低于1100MPa，通常包含在300MPa和1000MPa之间。
一般来讲，具有比主体110的其余部分更低的机械强度ZFR的所述区域也可在不同于凸缘140和150的位置形成，例如在翼片或壁120、130上，甚至在底部部分112上。
如上所述，图5表示在不同变形角度下的零件的力矩。
更为具体地，曲线1b、1c和1d表示在对零件进行横向冲击的四点弯曲试验下的力矩，所述零件分别对应于诸如图5b所示的形成车辆的B柱的参考零件(曲线1b)、如图5c所示的在参考零件和本发明之间的中间零件(对应曲线1c)和根据本发明的实施例的在图5d中表示的零件(对应曲线1d)。
图5c所示的中间零件对应于1.5mm厚的USIBOR钢零件。
图5d所示的零件对应于1.8mm厚的USIBOR钢零件，其在其横向凸缘140、150的层面设有较低机械强度区域ZFR的区域。
这里需要指出，根据本发明的零件是结合下面的四个结构特征的零件：
1)主体110包括分别位于与底部部分112相对的翼片120、130的端部和横向凸缘140、150之间的两个过渡元件125和135，以便限定朝向主中性弯曲轴线A-A取向的凹部，并因此分别界定在所述中性主弯曲轴线A-A的任一侧面上在张力和压力下工作的单元114、128和138；
2)由在U形主体110的底部部分112上的一个曲率不连续形成的至少一个过渡113；
3)由U形主体121、131的翼片120、130中的每个翼片上的一个曲率不连续形成的至少一个过渡121、131；以及
4)在横向凸缘140、150上的比U形主体110的其余部分具有更低机械强度的区域。
曲线1b、1c和1d表明，本发明使得保持比如图5b所示的参考零件的强度力矩更高的强度力矩是可能的。
同样适用于曲线2b和2d，所述曲线2b和2d分别对应于在车辆翻车的情况下如曲线4b所示的参考零件的力矩和如曲线4d所示的根据本发明的实施例的力矩，以及关于曲线3b和曲线3d，其对应于在三点弯曲试验下的相同零件。
两个曲线1c和1d的对比测试表明，在凸缘140、150上实现较低机械强度区域的区域并不显著改变强度力矩的水平(因为曲线1d示出与曲线1c在相同量级的最大力矩)，但是能提高吸收能力并因此能吸收更为显著的能量。
如图6所示，其中参考零件与根据本发明的两个不同实施例进行比较，其中，所述两个不同实施例连接至盖板200，同时强度力矩与所述参考零件保持在相同量级，本发明使得节约相当的质量是可能的。
关于表示总质量为2.41Kg的在最大力矩为7.30KNm的四点弯曲试验下的参考零件，在图6的中间列中表示的第一实施例在四点弯曲试验下针对质量2.00Kg产生9.94KNm的最大力矩，即17％的质量增益，而根据在图6中的右边列所表示的第二实施例的零件在四点弯曲试验下针对质量1.92Kg产生对应于9.34KNm的最大力矩，即20％的质量增益。
如上所述，根据本发明的主体110的构成材料在围绕所述主体的主弯曲轴线A-A的重新分布使得在增加梁的质量、最大弯曲强度和在所述零件变形期间所吸收的能量之间达到折中是可能的。
图7所示的表格是图1所示的不同零件几何形状的变形期间在四点弯曲试验下的质量、最大强度和所吸收的能量比较的表格(在该表格中，零件以A表示)，以便识别出零件的不同结构特征(例如，在翼片上的过渡区域的存在)在变形期间对所述零件质量、最大允许扭矩和所吸收能量的效果。
从图7的表格中被标引为B的零件能够看出，创建用于实现两个过渡元件125和135的单元114、128和138在所述零件B的变形期间，允许零件B的最大允许扭矩增加约8％，以及所吸收的能量也增加约13％，同时所述零件B的质量仅增加4％。
从图7的表格中被标引为E的零件能够看出，由零件E的U形主体110的底部上的曲率不连续所形成的一个过渡113的创建使得经传递最大允许扭矩增加约20％(与没有过渡113的8％相比)，但减少所吸收能量(具有过渡113的10％与没有所述过渡113的13％相比)并且增加零件E的质量(具有过渡113的5％与没有所述过渡113的4％相比)是可能的，其中，零件E包括单元114、128和138。
创建具有比零件F上的横向凸缘140和150上的U形主体110的其余部分更低的机械强度ZFR的区域使得所吸收的能量增加，在没有改变零件F的质量的情况下传递增加约20％(与横向凸缘140和150上没有较低机械强度区域ZFR的10％相比)，但是减少最大允许扭矩(横向凸缘140和150上具有更低机械强度ZFR的区域的17％与没有更低机械强度ZFR的区域的20％相比)，其中，所述零件包括在U形主体110的底部上的一个过渡113以及单元114、128和138。
在翼片120和130中的每个翼片上创建形成一个零件G上的曲率不连续的至少一个过渡121、131一方面使得最大允许扭矩增加约23％(与没有过渡121和131的20％相比)是可能的，并且另一方面使得所吸收的能量增加约28％(与没有过渡121和131的10％相比)是可能的，但是零件G的质量增加约6％(与没有过渡121和131的5％相比)，其中，所述一个零件包括在U形主体110的底部上的一个过渡113以及单元114、128和138。
根据本发明的一个零件H包括具有比在横向凸缘140和150上的U形主体110的其余部分更低的机械强度ZFR的区域，由在翼片120和130中的每个翼片上的曲率不连续形成的至少一个过渡121、131，在U形主体110的底部上的一个过渡113，以及由两个过渡元件125和135形成的单元114、128和138，上述零件允许获得所吸收的能量相对于零件A增加52％，最大允许扭矩相对于零件A增加20％，至于质量，相对于所述零件A仅增加约6％。
如图8可以看出，根据本发明的零件H在变形时比其它零件A、B、E、F和G具有更高的能量吸收能力。
因此，本发明人已经观察到，由根据本发明的零件所吸收的能量出人意料地比通过在翼片120和130中的每个翼片上创建至少一个过渡121、131所提供的吸收能量的增益和通过在横向凸缘140和150上创建较低强度区域所提供的吸收能量的增益的总和还高。
根据本发明的零件的这种较高能量吸收是由于被定位在翼片120和130上的过渡121和131以及被定位在横向凸缘140和150上的较低强度区域之间的协同效应。
实际上，如从图9、10、11和12可以看出，在翼片120和130中的每个翼片上添加至少一个过渡121、131有利于在梁经受弯曲时沿所述梁的长度的抗压应力的分布。此外，过渡121和131允许翼片120和130根据与轴线O-O共线的方向被压缩，假定过渡121和131在压力下形成开始点。此类压力一方面允许能量在压缩翼片120和130期间被吸收，并且另一方面允许主体110的翼片120和130之间的间隔被限制，并因此允许翼片120和130被保持在翼片120和130具有较高弯曲强度的方向。
创建被定位在横向凸缘140和150上的较低机械强度区域ZFR的区域使得在周边区域的塑性变形的发生被延迟并将所述塑性变形限制在所述应力在其最大值的弯曲区域。
在翼片120和130上的过渡121和131与被定位在横向凸缘140和150上的较低机械强度区域ZFR的区域的组合意味着：
-一方面，所述过渡121和131放大在所述周边区域上发生塑性变形的延迟效应并将所述塑性变形限制在由被定位在横向凸缘140和150上的较低机械强度区域ZFR的所述区域所提供的弯曲区域，假定过渡121和131向所述梁提供额外的强度，这能将所述弯曲区域隔离使其远离所述梁的其余部分；以及
-另一方面，被定位在横向凸缘140和150上的较低机械强度区域ZFR的所述区域允许牵引应力以与由过渡121和131引起的压缩应力的分布互补的方式沿所述零件的长度更好地分布。
此外，本发明人已认识到，提供由在U形主体110的底部部分112上的曲率不连续形成的至少一个过渡是必要的，以便过渡121和122以及被定位在横向凸缘140和150上的较低强度区域能使所述最大弯曲强度以及能量吸收增加。
如上所述，根据本发明的梁由钢材制成。
所述梁可应用于涉及制造车辆，例如B柱、门梁、保险杠梁、纵梁等的所有零件。
当然，本发明并不局限于上述的实施例，而是延伸到在本发明的实质范围内的任何变体。
如图5d所示，根据本发明的梁还可设有在U形主体110的外侧上的包覆部分300。此类可选的包覆部分300基本上不影响所述零件的整体机械强度。
此外，如图14的表格所示，申请人已认识到，此类协同效应也可通过梁获得，在所述梁上只有翼片120包括过渡121，而翼片130不包括任何过渡，同样，所述梁只包括在横向凸缘140上的较低机械强度区域ZFR的区域，而横向凸缘150并不包括较低机械强度区域ZFR的任何区域。
在翼片120、130上的过渡121、131的位置可被定位在主体110的高度的50-90％之间。有利的是，过渡121、131可被定位在主体110的高度的60-80％之间，甚至更为有利的是，被定位在主体110的高度的约70％。
应当理解，主体110的高度的0％对应于横向凸缘140和150的位置，以及主体110的高度的100％对应于底部部分112的位置。
最后，主体110也可具有沿其整个长度的直等截面或在所述主体110的长度后面演变的直横截面。

Claims (13)

1.一种设有至少一个第一零件(100)的梁，其具有带有整体U形直横截面的主体(110)，所述主体(110)设有从所述U形直横截面的侧面向外凸出的横向凸缘(140、150)，所述主体(110)还包括底部部分(112)以及形成所述U形直横截面的侧面的两个翼片(120、130)，所述梁的特征在于：
-所述主体(110)的中心部分在主中性弯曲轴线(A-A、A’-A’)的任一侧上分别限定在张力下和在压力下工作的单元(114、128、138)，所述单元通过两个过渡区域(125、126、127；135、136、137)形成，其中，所述两个过渡区域中的每个被定位于所述主体(110)和横向凸缘(140、150)之间；
-所述主体(110)的底部部分(112)包括向内指向所述U形直横截面的一个或多个硬化脊(113)；
-至少一个翼片(120、130)包括以双重圆形弯头的形状形成的至少一个过渡(121、131)，所述双重圆形弯头包括拐点或形成直线分段的过渡(121、131)，所述直线分段接合所述至少一个翼片(120、130)的每个端部从而在所述直线分段和所述至少一个翼片的端部之间形成角度；
-至少一个横向凸缘(140、150)包括具有比所述主体(110)的其余部分更低的机械强度的至少一个区域(ZFR)，较低机械强度的所述至少一个区域(ZFR)在所述U形直横截面的与所述翼片(120、130)相同的侧上得以实现，所述翼片(120、130)包括所述至少一个过渡(121、131)。
2.根据权利要求1所述的梁，特征在于，所述翼片(120、130)中的每个翼片包括至少一个过渡(121、131)，并且其中，所述横向凸缘中的每个包括所述较低机械强度区域中的至少一个区域(ZFR)。
3.根据权利要求1所述的梁，特征在于以下事实：在张力下工作的所述单元(114；128、138)和在压力下工作的所述单元(128、138；114)中的每个具有朝向所述主中性弯曲轴线(A-A)取向的凹部。
4.根据权利要求2所述的梁，具有对称轴线(O-O)。
5.根据权利要求2所述的梁，具有不对称性。
6.根据权利要求1所述的梁，还包括具有在所述翼片(120、130)的层面和/或所述主体(110)的所述底部部分(112)的层面比所述主体(110)的其余部分更低的机械强度的区域以用于控制变形。
7.根据权利要求1所述的梁，还包括盖板(200)。
8.根据权利要求1所述的梁，特征在于以下事实：所述底部部分(112)包括至少两个平坦分段(b)，每个平坦分段(b)具有小于或等于1.9t的宽度，其中，t表示所述第一零件的厚度，E表示零件材料的杨氏模量以及sy表示被称为弹性极限的机械强度参数。
9.根据权利要求1所述的梁，特征在于以下事实：所述过渡区域(125、126、127；135、136、137)中每个均确保在所述主体(110)和所述横向凸缘(140、150)之间的连接，每个过渡区域由薄板(126、136)和在所述横向凸缘(140、150)的方向朝向所述主中性弯曲轴线(A-A)收敛的壁(127、137)限定。
10.根据权利要求1所述的梁，特征在于以下事实：所述过渡区域(125、126、127；135、136、137)通过弧线形成。
11.根据权利要求10所述的梁，特征在于，至少一个翼片(120、130)包括被定位在所述主体(110)的高度的50–90％之间的至少一个过渡(121、131)。
12.根据权利要求1所述的梁，特征在于，所述主体(110)的所述横截面沿所述主体(110)的长度改变。
13.根据权利要求1所述的梁，特征在于，所述较低机械强度区域(ZFR)的区域具有包含在300MPa和1000MPa之间的机械强度值。
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