CN107310631A - 一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构及其安装方法，具有：D柱上接头、D柱上接头连接板、D柱上接头加强结构、D柱接头下加强结构、C柱上接头、C柱上接头连接板；D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构位于D柱上接头和后轮罩外板本体之间，D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构为一体式结构，D柱上接头加强结构与D柱上接头连接板连接；D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体连接；C柱上接头连接板与后边梁加强板连接；C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构连接；D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体连接，更为有效的提升白车身扭转模态及刚度。

Description

一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构及其安装方法

技术领域

本发明属于汽车的车身结构领域，尤其涉及一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构及其安装方法。

背景技术

车身骨架结构是整车的关键总成之一，也是乘客和行李的载体(承载式车身)。车身设计除了要保证其外观的造型设计外，还要保证其性能的要求，白车身的扭转模态及刚度就是整车性能要求的重要一环，因此，白车身骨架结构必须要有足够的扭转模态及刚度。国内外很多车型在前期开发过程中总是扭转模态及刚度不能满足车身性能要求，后期进行大量反复修改，带来成本和周期问题。从仿真结果来看影响车身扭转性能的主要部位是前舱及后围结构，特别是后围结构如果钣金件之间的连接关系和连接可靠度不好直接影响到车身扭转模态及刚度，白车身扭转模态、刚度不足，车辆在行驶过程中车身局部就会发生严重变形，直接影响白车身与后盖之间的配合度，导致掉漆、干涉、异响、严重的甚至还会引起疲劳耐久问题、灰尘雨水侵入等问题。因此要求白车身骨架结构必须具有足够的扭转模态及刚度，避免上述耐久、NVH等问题的发生。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：为了提升白车身骨架结构的扭转模态及刚度性能，目前常用方法有：更改关键结构处相关零件的料厚，或者在对扭转模态及刚度影响较大的结构处增加加强件。这些改进方法也有其不足之处：一方面增加了整车重量，不利于车身的轻量化；另一方面也会增加单车的制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种更为有效的提升白车身扭转模态及刚度，以避免汽车在行驶的过程中出现异响、共振和耐久等问题的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构及其安装方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，具有：

D柱上接头、D柱上接头连接板、D柱上接头加强结构、D柱接头下加强结构、C柱上接头、C柱上接头连接板；

所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构位于D柱上接头和后轮罩外板本体之间，D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构为一体式结构，所述D柱上接头加强结构与所述D柱上接头连接板连接；所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体连接；

C柱上接头连接板与后边梁加强板连接；C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构连接；

所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体连接。

所述C柱上接头连接板位于侧围外板和侧围内板之间。

所述D柱上接头加强结构、D柱接头下加强结构、C柱上接头连接板上设有减重孔。

所述D柱上接头加强结构与所述D柱上接头连接板采用点焊连接；所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体采用点焊连接。如

C柱上接头连接板与后边梁加强板采用胶粘连接；C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构采用点焊连接。

所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体采用点焊连接。

D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构为上厚下薄结构。

一种上述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构的安装方法，包括如下步骤：

1)所述D柱上接头加强结构与所述D柱上接头连接板连接；所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体连接；

2)D柱上接头连接板焊接完成后，C柱上接头连接板与后边梁加强板采用胶粘连接；

3)C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构采用点焊连接；

4)上车身与下车身焊接，所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体采用点焊连接。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，可以有效提升白车身骨架结构的扭转模态及刚度。避免车辆在行驶过程中，车身局部发生严重变形，产生异响等噪声问题；避免车身骨架关键连接处的钣金件耐久等问题；同时也避免在整车转弯行驶过程中，产生的操稳和转向性能问题。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构的结构示意图；

图2为图1的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构的结构示意图；

图3为图1提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构的分解结构示意图；

上述图中的标记均为：1、后顶盖横梁结构，2、D柱上接头，3、D柱上接头连接板，4、D柱上接头加强结构，5、D柱接头下加强结构，6、C柱内板本体，7、后轮罩内板本体，8、C柱上接头，9、C柱上接头连接板，10、后轮罩外板本体，11、减重孔，12、接头过渡区域。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

参见图1-3，一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，具有：

D柱上接头2、D柱上接头连接板3、D柱上接头加强结构4、D柱接头下加强结构5、C柱上接头8、C柱上接头连接板9；

D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5位于D柱上接头2和后轮罩外板本体10之间，D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5为一体式结构，D柱上接头加强结构4与D柱上接头连接板3连接；D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5与C柱内板本体6连接；

C柱上接头连接板9与后边梁加强板连接；C柱上接头连接板9与侧围和D柱上接头加强结构4连接；

D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5与后轮罩外板本体10连接。

C柱上接头连接板9位于侧围外板和侧围内板之间。

D柱上接头加强结构4、D柱接头下加强结构5、C柱上接头连接板9上设有减重孔11。

D柱上接头加强结构4与D柱上接头连接板3采用点焊连接；D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5与C柱内板本体6采用点焊连接。如

C柱上接头连接板9与后边梁加强板采用胶粘连接；C柱上接头连接板9与侧围和D柱上接头加强结构4采用点焊连接。

D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5与后轮罩外板本体10采用点焊连接。

D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5为上厚下薄结构。

在D柱上接头2和后轮罩外板之间增加两个加强结构连接。使加强结构和D柱上接头连接板3及顶盖后顶横梁右下连接板形成一个闭合的弧形空腔结构圆滑过渡，正好布置在侧围和顶盖接头的过渡区域，该区域圆滑过渡避让接头后焊接，截面大，接头刚度较好。除此之外，还形成另外一个除后背门框处的闭合D环结构的闭合路径结构。该闭合的环路结构在后地板横梁，左后轮罩外板，两加强结构，后顶横梁加强板，两加强结构和右后轮罩外板之间构成一个闭合的环状结构，使得上车身和下车身之间形成更有效的连接。该环状结构优化了传力路径，使得后弹簧座的载荷可以通过C柱传递至上部车身，同时也可以通过该环状结构传递至上部车身。增加上车身与下车身之间的连接，可以有效的增强车身骨架的扭转模态及刚度，提高整车的扭转模态及刚度性能。

该D柱上接头2和后轮罩外板之间所增加的两加强结构中，上厚下薄，合理设定零件的料厚，此布置正好弥补了车身下部强上部弱的缺陷，厚度分布均匀，不至于采用整体式加强结构上下厚度一样，增加车身重量。

加强结构与后轮罩外板之间采用焊点连接及D柱上接头2采用闭合空腔过渡后再用焊点连接，接头截面大，结构强，避免了因接头弱而引起的扭转模态及刚度不足问题。

该加强结构上开了减重孔11及合理设定零件的料厚，在提升白车身扭转刚度的同时，可以有效减少白车身重量，有利于车身的轻量化。

同时，在C柱上接头8和D柱上接头2之间增加两个加强结构，使得C柱上接头8和D柱上接头2之间的Y向截面，形成闭合的截面。增强D、C柱上接头8的截面刚度，提升车身的扭转模态及刚度性能。

D柱上下接头加强结构安装于D柱上接头2和后轮罩外板之间。是上车身的一部分，但连接着下车身。

D柱上接头加强结构4属于上车身，因此它先与D柱上接头连接板3、C柱内板本体6之间采用点焊连接。

C柱上接头连接板9也属于上车身的部分。待D柱上接头连接板3焊接完成后，C柱上接头连接板9与后边梁加强板采用胶粘连接。避免焊点工序的问题，导致两者之间无法连接。然后C柱上接头连接板9与侧围、D柱上接头加强结构4之间采用点焊连接。

图2是在C柱和D柱上接头2之间的Y向结构示意图。在侧围外板和侧围内板之间增加C柱上接头连接板9，可以提升该处截面性能，增加白车身的扭转刚度性能。

上车身与下车身焊接时，D柱上接头加强结构4与后轮罩外板本体1010之间采用点焊连接。这样既能保证焊接工序的正确性，也能保证每个件之间的连接可靠度。

同时，在D柱上接头加强结构4和C柱上接头8连接上巧妙的增设了一些减重孔11，通过巧妙的增设这些减重孔11，可以去除冗余的质量，有效地减轻白车身重量，有利于车身的轻量化。

图3是C柱上接头8和D柱上接头2之间增加的两加强结构，上厚下薄，此布置正好弥补了车身下部强上部弱的缺陷，厚度分布均匀，且支架结构简单、成本较低、易于制造实现、拆卸方便。

本发明的白车身扭转模态及刚度加强结构通过在D柱上接头2和C柱上接头8处各增加上下两个加强结构，增强上车身的C柱和D柱之间，上车身和下车身之间的连接，且此件上厚下薄，此布置正好弥补了车身下部强上部弱缺陷，厚度布置合理；同时加强结构和D柱上接头连接板3及顶盖后顶横梁右下连接板形成一个闭合的弧形空腔结构圆滑过渡，正好布置在后围处的侧围和顶盖的过渡区域，该区域圆滑过渡避让接头后焊接，截面大，接头刚度较好，而且连接可靠度较好。除此之外，还形成另外一个除后背门框处闭合D环结构的闭合路径结构。该闭合的环路结构在后地板横梁，左后轮罩外板，两加强结构，后顶横梁加强板，两加强结构和右后轮罩外板之间构成一个闭合的环状结构，使得上车身和下车身之间形成更有效的连接。该环状结构优化了传力路径，使得后弹簧座的载荷可以通过C柱传递至上部车身，同时也可以通过该环状结构传递至上部车身。增加上车身与下车身之间的连接，可以有效的增强车身骨架的扭转模态及刚度，提高整车的扭转模态及刚度性能。通过CAE分析验证，白车身结构采用本发明中的新结构设计后，白车身扭转刚度由原来的13873Nm/deg提高至14760Nm/deg，提升了约6％；扭转模态由28.49Hz提高至30.69Hz。可以看出，与已有的结构设计相比，本发明中增加D柱上接头加强结构4后，白车身扭转模态频率及扭转刚度提高明显。以避免汽车在行驶的过程中出现异响、共振和耐久等问题。

实施例二

一种上述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构的安装方法，包括如下步骤：

1)D柱上接头加强结构4与D柱上接头连接板3连接；D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5与C柱内板本体6连接；

2)D柱上接头连接板3焊接完成后，C柱上接头连接板9与后边梁加强板采用胶粘连接；

3)C柱上接头连接板9与侧围和D柱上接头加强结构4采用点焊连接；

4)上车身与下车身焊接，D柱上接头加强结构4和D柱接头下加强结构5与后轮罩外板本体10采用点焊连接。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，可以有效提升白车身骨架结构的扭转模态及刚度。避免车辆在行驶过程中，车身局部发生严重变形，产生异响等噪声问题；避免车身骨架关键连接处的钣金件耐久等问题；同时也避免在整车转弯行驶过程中，产生的操稳和转向性能问题。

1.在C柱上接头8和D柱上接头2之间增加两个加强结构，使得C柱上接头8和D柱上接头2之间的Y向截面，形成闭合的截面。增强D、C柱上接头8的截面刚度，经分析，白车身的扭转模态提升约7％左右，白车身的扭转刚度提升约6％左右，避免扭转模态及刚度不足引起的白车身与后盖之间的配合度、异响、严重的甚至还会引起疲劳耐久问题问题。

2.在D柱上接头2和后轮罩外板之间增加两个加强结构连接。使加强结构和D柱上接头连接板3及顶盖后顶横梁右下连接板形成一个闭合的弧形空腔结构整体圆滑过渡，正好布置在侧围和顶盖的接头过渡区域12，该区域圆滑过渡避让接头后焊接，截面大，接头刚度较好。

3.两加强结构合理设定零件的料厚，上厚下薄，此布置正好弥补了车身下部强上部弱的缺陷，厚度分布均匀，不至于采用整体式加强结构上下厚度一样，增加车身重量，且支架结构简单、易于制造实现、拆卸方便。

4.增强了上车身与下车身之间的连接，优化了后弹簧座处的传力路径。避免C柱上接头8分担较大的载荷，可以有效减小该处的开裂风险。

5.C柱上接头连接板9与后边梁加强板之间采用胶粘连接，解决焊接工艺导致的无法连接问题，便于工艺的实现。

6.D柱上接头2和后轮罩外板之间的加强结构开了减重孔11，且合理设定零件的料厚，可以减轻白车身的重量，有利于车身轻量化。

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 (8)

1.一种提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，具有：

D柱上接头、D柱上接头连接板、D柱上接头加强结构、D柱接头下加强结构、C柱上接头、C柱上接头连接板；

所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构位于D柱上接头和后轮罩外板本体之间，D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构为一体式结构，所述D柱上接头加强结构与所述D柱上接头连接板连接；所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体连接；

C柱上接头连接板与后边梁加强板连接；C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构连接；

所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体连接。

2.如权利要求1所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，所述C柱上接头连接板位于侧围外板和侧围内板之间。

3.如权利要求2所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，所述D柱上接头加强结构、D柱接头下加强结构、C柱上接头连接板上设有减重孔。

4.如权利要求3所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，所述D柱上接头加强结构与所述D柱上接头连接板采用点焊连接；所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体采用点焊连接。如。

5.如权利要求4所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，C柱上接头连接板与后边梁加强板采用胶粘连接；C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构采用点焊连接。

6.如权利要求5所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体采用点焊连接。

7.如权利要求6所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构，其特征在于，D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构为上厚下薄结构。

8.一种如权利要求1-7任一所述的提升汽车白车身扭转模态刚度的加强结构的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)所述D柱上接头加强结构与所述D柱上接头连接板连接；所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体连接；

2)D柱上接头连接板焊接完成后，C柱上接头连接板与后边梁加强板采用胶粘连接；

3)C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构采用点焊连接；

4)上车身与下车身焊接，所述D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与后轮罩外板本体采用点焊连接。