CN110341797B - 一种组合横梁及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种组合横梁及车辆，涉及车辆制造技术领域。组合横梁包括横梁组和连接件。连接件包括连接件本体，连接件本体表面凹设有第一凹槽。第一凹槽的槽壁夹持横梁组。车辆包括纵梁和上述的组合横梁，纵梁与组合横梁连接。该组合横梁具有较好的结构强度和承载能力，质量较小。该车辆采用了上述的组合横梁，具有较好的结构强度和承载能力，质量较小。

Description

一种组合横梁及车辆

技术领域

本申请涉及车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种组合横梁及车辆。

背景技术

随着能源的日益缺乏，减少能源消耗成为了一个重要的研究课题。汽车是人们日常出行的重要交通工具之一，汽车每年消耗大量的能源。对汽车的轻量化处理是提升汽车速度和降低能源消耗的重要手段。

在相关技术中，铝合金型材是汽车轻量化的主要材料。铝合金的强度和密度均低于钢材，单根铝合金横梁的强度较低，能够承受的载荷较小。多根铝合金横梁的简单组合，其质量较大，不能较好地实现轻量化。发明人发现现有技术中存在的问题在于：单根铝合金横梁的强度较低，能够承受的载荷较小。多根铝合金横梁的简单组合，其质量较大，不能较好地实现轻量化。

发明内容

本申请实施例提供一种组合横梁，以便于在一定程度上解决现有技术中单根铝合金横梁的强度较低，能够承受的载荷较小；多根铝合金横梁的简单组合，其质量较大，不能较好地实现轻量化的问题。

本申请实施例提供了一种组合横梁，该组合横梁包括横梁组和连接件。连接件包括连接件本体，连接件本体表面凹设有第一凹槽。第一凹槽的槽壁夹持横梁组。通过设置连接件，使连接件上的第一凹槽的槽壁夹持横梁组，将横梁组连接起来。使得横梁组获得较好的结构强度，其强度和承载能力得到了提升，连接件局部作用于横梁组，使得整个组合横梁的质量较小。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第一凹槽为通槽。第一凹槽包括第一壁、第二壁和第三壁。第一壁与第三壁相对设置，第二壁连接第一壁和第三壁。第一壁与第三壁夹持横梁组。将第一凹槽设置为通槽，并使其第一壁和第三壁夹持横梁组，能够方便横梁组与连接件的配合。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第一壁和第三壁中的至少一个向通槽的开口方向延伸，并在远离第二壁的一端凸设有第一凸起。第二壁和第一凸起夹持横梁组。通过第一壁、第二壁、第三壁和第一凸起共同夹持横梁组，对横梁组起到较好的限位和固定作用，连接件对横梁组的限位支撑，还进一步提高了组合横梁的结构强度。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，横梁组包括第一筋板、第二筋板和多根间隔设置的横梁。横梁分布于第一方向和第二方向。第一筋板连接第一方向的相邻的横梁，第二筋板连接第二方向的相邻的横梁。通过设置多根横梁，将横梁分布于第一方向和第二方向，并通过第一筋板和第二筋板连接，使得横梁组在第一方向和第二方向上具有良好的结构强度和承载能力。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第一凹槽在第二方向上夹持分布于第二方向的横梁。连接件本体向第一方向延伸并抵持分布于第一方向的横梁。第一凹槽在第二方向上夹持横梁的同时，连接件本体在第一方向上抵持横梁，使得第一方向和第二方向的横梁组连接起来。连接件本体支撑着第一方向上的横梁，提高了整个组合横梁的结构强度和承载能力。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，横梁、第一筋板和第二筋板共同围成具有开口的空间。连接件本体至少部分填充空间，连接件本体抵持横梁、第一筋板和第二筋板。连接件填充于横梁、第一筋板和第二筋板共同围成的开口空间中，既是将横梁组连接起来，又对横梁、第一筋板和第二筋板起到支撑作用。提高了组合横梁的结构强度。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，连接件本体还开设有连接孔，连接孔被用于与支撑结构连接。通过在连接件上设置连接孔，便于组合横梁与其他结构的连接，而不会削弱横梁组的结构强度。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，连接件包括第二凸起和加强筋。第二凸起与连接件本体连接，加强筋连接第一凹槽和第二凸起。连接孔开设于第二凸起上。通过设置第二凸起，将连接孔的位置暴露出来，便于连接。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，连接件本体设置有镂空。通过在连接件本体上设置镂空，减轻连接件本体的质量，符合汽车轻量化的要求。将连接件本体设置有镂空，还能够减少材料消耗，节约生产成本。

本申请实施例还提供了一种车辆，该车辆包括纵梁和上述的组合横梁，纵梁与组合横梁连接。该车辆采用了上述的组合横梁，具有较好的结构强度和承载能力，质量较小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例所提供的组合横梁的横梁组的结构在第一视角下的示意图；

图2为本申请实施例所提供的组合横梁的连接件的第一种结构在第一视角下的示意图；

图3为本申请实施例所提供的组合横梁的第一种结构在第一视角下的示意图；

图4为本申请实施例所提供的组合横梁的第一种结构在第二视角下的示意图；

图5为本申请实施例所提供的组合横梁的连接件的第二种结构在第一视角下的示意图；

图6为本申请实施例所提供的组合横梁的第二种结构在第一视角下的示意图。

图标：1-组合横梁；10-横梁组；20-连接件；110-横梁；111-榫槽；120-第一筋板；130-第二筋板；131-第一连接筋；132-第二连接筋；200-连接件本体；210-第一凹槽；211-第一壁；212-第二壁；213-第三壁；214-第一凸起；220-第二凸起；221-连接孔；222-连接筋。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

随着能源的日益缺乏，减少能源消耗成为了一个重要的研究课题。汽车是人们日常出行的重要交通工具之一，汽车每年消耗大量的能源。对汽车的轻量化处理是提升汽车速度和降低能源消耗的重要手段。在相关技术中，铝合金型材是汽车轻量化的主要材料。但是铝合金型材不易焊接，且其强度低于钢材。发明人发现现有技术中存在的问题在于：单根铝合金横梁的强度较低。

针对上述情况，申请人在经过大量的理论研究和实际操作的基础上，提出了本组合横梁及车辆。该组合横梁具有较好的结构强度和承载能力。该车辆采用了上述的组合横梁，较好的实现了轻量化，具有较好的结构强度和承载能力。

实施例

请参照图1、图2和图3，本实施例提供了一种组合横梁1，该组合横梁1包括横梁组10和连接件20。连接件20包括连接件本体200，连接件本体200表面凹设有第一凹槽210。第一凹槽210的槽壁夹持横梁组10。通过设置连接件20，使连接件20上的第一凹槽210的槽壁夹持横梁组10，将横梁组10连接起来。使得横梁组10获得较好的结构强度，其强度和承载能力与单根横梁相比具有较大提升。

请参照图1，本实施例所提供的横梁组10包括第一筋板120、第二筋板130和多根间隔设置的横梁110。横梁110分布于第一方向和第二方向。第一方向与第二方向之间具有大于0小于180°的夹角。在一种可选地实施方式中，第一方向与第二方向之间的夹角大于60°小于120°。在一种可选地实施方式中，第一方向与第二方向之间的夹角大于80°小于100°。在本实施例中，第一方向和第二方向之间呈90°夹角。例如，请参照图1，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向。第一方向与第二方向呈垂直关系。

多根横梁110间隔的分布于第一方向和第二方向上，请参照图1，在本实施例中，横梁110设置有四根，第一根横梁110和第二根横梁110在第一方向上间隔分布，第一根横梁110和第三根横梁110在第二方向上间隔分布。第三根横梁110和第四根横梁110在第一方向上间隔分布，第二根横梁110和第三根横梁110在第二方向上间隔分布。简而言之，四根横梁110呈矩阵分布。通过设置多根横梁110，将横梁110分布于第一方向和第二方向，并通过第一筋板120和第二筋板130连接，使得横梁组10在第一方向和第二方向上具有良好的结构强度和承载能力。

请参照图1，在本实施例中，为了便于横梁110与汽车内其他结构连接，在横梁110的表面设置榫槽111。汽车内其他结构在与横梁110连接时，可以通过榫槽111实现榫卯连接。在本实施例中，榫槽111为设置于横梁110表面的通槽。该榫槽111沿着横梁110的长度方向分布。在其他可选地实施方式中，榫槽111可以是设置于横梁110表面的封闭槽。

请再次参照图1，在本实施例中，横梁110为矩形梁。在其他实施例中，横梁110还可以是圆形梁、“T”形梁等。为了实现满足汽车轻量化的要求，应该尽量使结构的自重减少。本实施例中的横梁110均为中空结构。中空的横梁110，其结构强度和承载能力变化不大，却能够大量减轻横梁110的质量，减少材料消耗，减少制造成本。

第一筋板120连接第一方向的相邻的横梁110，第二筋板130连接第二方向的相邻的横梁110。请参照图1，在本实施例中，第一筋板120呈板状。第一筋板120的相对两个表面分别与第一方向上的相邻两根横梁110连接。第二筋板130包括第一连接筋131和第二连接筋132。在本实施例中，第一连接筋131设置有两个，两个第一连接筋131均呈板状。两个第一连接筋131的形状和大小均相同，两个第一连接筋131相互平行且平行于第二方向。

第二连接筋132呈板状，第二连接筋132连接两个第一连接筋131。第二连接筋132设置有多个，多个第二连接筋132相互平行且平行于第一方向。在本实施例中，由于第二方向上只设置有一个第二筋板130，为了避免第二方向上横梁110的连接强度不足，将第二筋板130设置的厚度较大。当第二筋板130厚度较大时，加大了整个结构的质量，不利于实现轻量化。因此，将第二筋板130设置为包括第一连接筋131和第二连接筋132，能够在增大第二方向横梁110连接强度的基础上，不会过多增大结构的质量，效果较好。

请参照图2，连接件20包括连接件本体200，连接件本体200表面凹设有第一凹槽210。在本实施例中，第一凹槽210为通槽。第一凹槽210包括第一壁211、第二壁212和第三壁213。第一壁211与第三壁213相对设置，第二壁212连接第一壁211和第三壁213。在本实施例中，第一壁211与第三壁213相互平行，第二壁212连接第一壁211和第三壁213，且第二壁212垂直于第一壁211和第三壁213。第一壁211与第三壁213夹持横梁组10。将第一凹槽210设置为通槽，并使其第一壁211和第三壁213夹持横梁组10，能够方便横梁组10与连接件20的配合。

第一壁211和第三壁213中的至少一个向通槽的开口方向延伸，在本实施例中，第一壁211和第三壁213中的至少一个向着第二方向(或背离第二方向)延伸。请参照图2，在本实施例中，第三壁213向着通槽的开口方向延伸，并在远离第二壁212的一端凸设有第一凸起214。第一壁211、第二壁212、第三壁213和第一凸起214共同围成一个夹持空间，以共同夹持横梁组10中的一根横梁110。该夹持空间与横梁110的截面大小相同或略大于横梁110的截面大小。请参照图2，配合参照图1，第一壁211与横梁110的上表面形状相同，第三壁213与横梁110的下表面形状相同，第二壁212和第一凸起214分别与横梁110的左右(右左)表面形状相同。通过第一壁211、第二壁212、第三壁213和第一凸起214共同夹持横梁组10，对横梁组10起到较好的限位和固定作用，连接件20对横梁组10的限位支撑，还进一步提高了横梁组10的结构强度。

在本实施例中，请参照图2，第一凹槽210设置有两个，分别位于连接件本体200的两侧，与第二方向上的两根横梁110相对应。两个第一凹槽210的槽口相背，左侧凹槽的第三壁213向着背离第二方向的方向延伸，参照图2，为向左延伸，并在第三壁213远离第二壁212的位置形成第一凸起214。右侧凹槽的第三壁213向着第二方向延伸，参照图2，为向右延伸，并在第三壁213远离第二壁212的位置形成第一凸起214。在本实施例中，第一凸起214均自第三壁213起，向着第一方向延伸，直到与第一壁211相平齐。此时，第一凸起214与第二壁212相对。请参照图2，第一壁211、第二壁212、第三壁213和第一凸起214围成的截面具有缺口，该缺口方向朝向第一方向。第一凸起214与第一壁211的最短距离小于横梁110的截面长度，以使第一壁211和第一凸起214能够限制住横梁110，防止横梁110脱离。

请参照图2，第一凹槽210在第二方向上夹持分布于第二方向的横梁110。连接件本体200向第一方向延伸并抵持分布于第一方向的横梁110。第一凹槽210在第二方向上夹持横梁110的同时，连接件本体200在第一方向上抵持横梁110，使得第一方向和第二方向的横梁组10连接起来。连接件本体200支撑着第一方向上的横梁110，提高了整个组合横梁1的结构强度和承载能力。

请参照图2，配合参照图1，横梁110、第一筋板120和第二筋板130共同围成具有开口的空间，在本实施例中，开口方向向下。连接件本体200至少部分填充空间，连接件本体200抵持横梁110、第一筋板120和第二筋板130。请参照图3，横梁110、第一筋板120和第二筋板130围成的内壁轮廓与连接件本体200的表面轮廓相匹配。例如，请参照图2，配合参照图3，连接件本体200的上端左右设置有两个缺口，正好与横梁110相匹配。第一凹槽210和第一凸起214卡持两根横梁110的同时，连接件本体200的表面也与横梁110、第一筋板120和第二筋板130贴合。连接件20填充于横梁110、第一筋板120和第二筋板130共同围成的开口空间中，既是将横梁组10连接起来，又对横梁110、第一筋板120和第二筋板130起到支撑作用。提高了组合横梁1的结构强度。

请再次参照图2，换一个方式来对连接件20的形状进行说明。第一凸起214、第三壁213和第二壁212形成一个开口向上的“U”形结构。在第二壁212连接有第一壁211，第一壁211与第三壁213平行设置。第一壁211的长度短于第三壁213。在本实施例中，第一壁211的长度约为第三壁213的一半。第一壁211、第二壁212和第三壁213形成一个开口向“左(右)”的“U”形结构。第一壁211远离第二壁212的一端，设置有第三凸起，第三凸起的延伸方向与第一方向相同。在第三凸起远离第一壁211的一端，连接有第四凸起，第四凸起向着第二方向延伸。第四凸起在第二方向上具有连续的两次折弯，第一次折弯朝向第一方向，第二次折弯朝向第二方向。第四凸起经过两次折弯后的部分与第三壁213相平行。第四凸起经过两次折弯后继续向着第二方向延伸一段距离后到达对称点。以该对称点为起点，与第一方向上的任意一点的连线为对称轴，将上述结构对称后，将两个第三壁213连接，即为本实施例中连接件20的轮廓。

请参照图3和图4，在本实施例中，连接件20设置有两个，两个连接件20局部的作用于横梁组10，将横梁组10连接起来。这样设置能够提高横梁组10的连接强度。并且由于连接件20局部作用于横梁组10，所以组合横梁1的整体质量也较小。

请再次参照图2，连接件本体200设置有镂空。镂空的形状可以是多种多样的，例如，镂空可以为蜂窝状镂空。在本实施例中，借助计算机进行有限元分析、力学分析，对连接件本体200进行镂空，镂空剩余的各个连接筋222相互连接。通过在连接件本体200上设置镂空，减轻连接件本体200的质量，符合汽车轻量化的要求。将连接件本体200设置有镂空，还能够减少材料消耗，节约生产成本。

在一种可选地实施方式中，先借助计算机进行有限元分析、力学分析，制作模具，然后通过模具直接挤压成型。由于在制作模具时已经确定了各个连接筋222的位置，因此成型后的连接件本体200仍然具有镂空结构，质量较轻。耗材较少。

请再次参照图2，在本实施例中，连接件本体200还开设有连接孔221，连接孔221被用于与支撑结构连接。本实施例中的连接孔221，是通过合理设置镂空，镂空后的剩余部分自然形成的。通过在连接件20上设置连接孔221，便于组合横梁1与其他结构的连接，而不会削弱横梁组10的结构强度。在其他可选地实施方式中，请参照图5，配合参照图6，连接件20包括第二凸起220和加强筋。第二凸起220与连接件本体200连接，加强筋连接第一凹槽210和第二凸起220。在本实施例中，第二凸起220向着远离横梁组10的方向凸出。加强筋一端连接第二凸起220，另一端连接第一凹槽210的第三壁213。连接孔221开设于第二凸起220上。通过设置第二凸起220，将连接孔221的位置暴露出来，便于连接。

需要说明的是，连接孔221的个数不作限制，可以为1个、2个或者2个以上。连接孔221的具体个数可以根据需要与其他结构连接位置的多少来确定。

本实施例所给出的组合横梁1，其材料均为铝合金型材。铝合金型材的质量较轻，通过使用本实施例所提供的组合横梁1，能够解决单根铝合金型材强度不足的问题。

本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括纵梁和上述的组合横梁1，纵梁与组合横梁1连接。该车辆采用了上述的组合横梁1，较好的实现了轻量化，具有较好的结构强度和承载能力。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组合横梁，其特征在于，所述组合横梁包括横梁组和连接件，所述连接件包括连接件本体，所述连接件本体表面凹设有第一凹槽，所述第一凹槽的槽壁夹持所述横梁组；

所述横梁组包括第一筋板、第二筋板和多根间隔设置的横梁，所述横梁分布于第一方向和第二方向，所述第一筋板连接所述第一方向的相邻的所述横梁，所述第二筋板连接所述第二方向的相邻的所述横梁；

所述第一凹槽在第二方向上夹持分布于第二方向的所述横梁，所述连接件本体向所述第一方向延伸并抵持分布于所述第一方向的所述横梁。

2.根据权利要求1所述组合横梁，其特征在于，所述第一凹槽为通槽，所述第一凹槽包括第一壁、第二壁和第三壁，所述第一壁与所述第三壁相对设置，所述第二壁连接所述第一壁和所述第三壁，所述第一壁与所述第三壁夹持所述横梁组。

3.根据权利要求2所述组合横梁，其特征在于，所述第一壁和所述第三壁中的至少一个向所述通槽的开口方向延伸，并在远离所述第二壁的一端凸设有第一凸起，所述第二壁和所述第一凸起夹持所述横梁组。

4.根据权利要求1所述组合横梁，其特征在于，所述横梁、所述第一筋板和所述第二筋板共同围成具有开口的空间，所述连接件本体至少部分填充所述空间，所述连接件本体抵持所述横梁、所述第一筋板和所述第二筋板。

5.根据权利要求1所述组合横梁，其特征在于，所述连接件本体还开设有连接孔，所述连接孔被用于与支撑结构连接。

6.根据权利要求5所述组合横梁，其特征在于，所述连接件包括第二凸起和加强筋，所述第二凸起与所述连接件本体连接，所述加强筋连接所述第一凹槽和所述第二凸起，所述连接孔开设于所述第二凸起上。

7.根据权利要求1所述组合横梁，其特征在于，所述连接件本体设置有镂空。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括纵梁和根据权利要求1-7任一项所述的组合横梁，所述纵梁与所述组合横梁连接。

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