CN110979462A - 一种非承载式车架纵梁 - Google Patents

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王良模
张江帆
赵一凡
王陶
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/02—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames

Abstract

本发明公开一种非承载式车架纵梁，包括匚型纵梁本体(1)，还包括设于所述匚型纵梁本体(1)内侧、沿所述匚型纵梁本体(1)轴线等间距设置的至少两个正四棱锥框架(2)，相邻两个正四棱锥框架(2)间设有两个固定相连的四面体框架(3)，所述两个相连的四面体框架(3)两端分别与所述两个正四棱锥框架(2)固定连接。本发明的非承载式车架纵梁，耐撞性能好、重量轻。

Description

一种非承载式车架纵梁
技术领域
本发明涉及汽车纵梁结构优化领域，具体涉及一种耐撞性能好、重量轻的非承载式车架纵梁。
背景技术
非承载式车身指的是由车厢和车架两部分组合而成对于乘员、货物以及汽车自身零部件承载的部位。其中，车架承载绝大部分载荷。非承载式车身一般用于重型货车或者大型客车等商用车。其中车架的部分一般由口字型、匚型、工字型或其它部分的金属材质空心管构成，受到来自各个方向的冲击力。其纵梁部分长度较长，对于静态下满载状态下的弯曲刚度较高。当发生碰撞事故时，车架设计是否合理直接关系到车身乘员区变形的多少以及乘员的生命安全。
目前对于车架纵梁的加强大多采用改进厚度、材料和形状的方法。
中国发明专利申请“一种用于功能定制的连续变截面变厚度的前纵梁结构”(申请号：201708511507公开日：)公开了一种用于功能定制的连续变截面变厚度的前纵梁结构，其相邻两个功能区域通过厚度过渡区实现连续过渡连接减少零部件数量，并且在一定程度上提高了前纵梁的碰撞吸能能力，然而以上前纵梁结构的结构在车架长度较长时，容易出现不同功能区间的连接发生疲劳失效，大大影响其在大重量载荷下的抗弯能力。
总之，现有技术存在的问题是：目前针对车架耐撞性能的提升，只通过增加厚度或者改变纵梁截面形状的方法来实现，这会显著增加整车质量和制造成本。并没有考虑到用车架内部填充结构的方法来提升纵梁性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非承载式车架纵梁，耐撞性能好、重量轻。
实现本发明目的的技术方案为：
一种非承载式车架纵梁，包括匚型纵梁本体1,还包括设于所述匚型纵梁本体1内侧、沿所述匚型纵梁本体1轴线等间距设置的至少两个正四棱锥框架2，相邻两个正四棱锥框架2间设有两个固定相连的四面体框架3，所述两个相连的四面体框架3两端分别与所述两个正四棱锥框架2固定连接。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：
1、耐撞性能好、重量轻：本发明根据多边形力学结构，利用简单的杆系来构造既能增强弯曲刚度，又能增强其耐撞性的车架加强结构，不但保证了良好的耐撞性能，又不显著增加车架质量。
2、造价低：本发明采用简单的杆系结构，便于现有车型进行改装，大大降低了制造和生产成本。
附图说明
图1为本发明非承载式车架纵梁的结构示意图。
图2为图1的正视图。
图3为图2除去纵梁本体顶板后的俯视图。
图4为图2的左视图。
图中，匚型纵梁本体1，正四棱锥框架2，四面体框架3，棱锥杆21、22、23、24，四面体杆31、32、33。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，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、2、3、4所示，本发明非承载式车架纵梁，包括匚型纵梁本体1，还包括设于所述匚型纵梁本体1内侧、沿所述匚型纵梁本体1轴线等间距设置的至少两个正四棱锥框架2，相邻两个正四棱锥框架2间设有两个固定相连的四面体框架3，所述两个相连的四面体框架3两端分别与所述两个正四棱锥框架2固定连接。
优选地，所述正四棱锥框架2和四面体框架3与所述纵梁本体1一体铸造而成。
正四棱锥框架2和四面体框架3与所述纵梁本体1一体铸造，从而形成一个抵抗弯曲工况的封闭的正四棱锥结构。
所述正四棱锥框架2包括顶端与所述纵梁本体1顶部内侧同一点固定连接的四条等长的棱锥杆21、22、23、24，所述四条棱锥杆21、22、23、24的底端相互等间距分开，与纵梁本体1底边内侧固定连接；
所述四面体框架3包括三条与正四棱锥框架2棱锥杆21等长的四面体杆31、32、33，所述三条四面体杆31、32、33的一端固定在一起，另一端分别与所述正四棱锥框架2沿纵梁本体1轴线的一个侧面的三个顶角固定连接。
杆件之间，以及杆件与纵梁本体1的连接，可采用焊接，或其它固定连接方式。
优选地，所述棱锥杆21、22、23、24和四面体杆31、32、33均为金属材质。
所述四条棱锥杆21、22、23、24中的两条棱锥杆21、22的底端沿纵梁本体1底边内侧的内边缘固定，另两条棱锥杆23、24的底端沿定纵梁本体1底边内侧的外边缘固定。
从而，四条棱锥杆21、22、23、24的底端形成正四边形。
两个固定相连的四面体框架3和一个与其相邻的正四棱锥框架2在纵梁本体1轴向投影的总长度不大于纵梁本体1轴向长度的5％。
两个固定相连的四面体框架3和一个与其相邻的正四棱锥框架2构成一个加强结构单元。每个加强结构单元的长度不大于纵梁本体1轴向长度的5％，从而使得每个纵梁应有不少于20个加强结构单元，使整体强度得到进一步加强。
本发明根据多边形力学结构，利用简单的杆系来构造既能增强弯曲刚度，又能增强其耐撞性的车架加强结构，不但保证了良好的耐撞性能，又不显著增加车架质量。同进，采用简单的杆系结构，便于现有车型进行改装，大大降低了制造和生产成本。

Claims (7)

1.一种非承载式车架纵梁，包括匚型纵梁本体(1)，其特征在于：
还包括设于所述匚型纵梁本体(1)内侧、沿所述匚型纵梁本体(1)轴线等间距设置的至少两个正四棱锥框架(2)，相邻两个正四棱锥框架(2)间设有两个固定相连的四面体框架(3)，所述两个相连的四面体框架(3)两端分别与所述两个正四棱锥框架(2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的非承载式车架纵梁，其特征在于：
所述正四棱锥框架(2)和四面体框架(3)与所述纵梁本体(1)一体铸造而成。
3.根据权利要求1或2所述的非承载式车架纵梁，其特征在于：
所述正四棱锥框架(2)包括顶端与所述纵梁本体(1)顶部内侧同一点固定连接的四条等长的棱锥杆(21、22、23、24)，所述四条棱锥杆(21、22、23、24)的底端相互等间距分开，与纵梁本体(1)底边内侧固定连接。
4.根据权利要求3所述的非承载式车架纵梁，其特征在于：
所述四面体框架(3)包括三条与正四棱锥框架(2)棱锥杆(21)等长的四面体杆(31、32、33)，所述三条四面体杆(31、32、33)的一端固定在一起，另一端分别与所述正四棱锥框架(2)沿纵梁本体(1)轴线的一个侧面的三个顶角固定连接。
5.根据权利要求4所述的非承载式车架纵梁，其特征在于：
所述棱锥杆(21、22、23、24)和四面体杆(31、32、33)均为金属材质。
6.根据权利要求4所述的非承载式车架纵梁，其特征在于：
所述四条棱锥杆(21、22、23、24)中的两条棱锥杆(21、22)的底端沿纵梁本体(1)底边内侧的内边缘固定，另两条棱锥杆(23、24)的底端沿定纵梁本体(1)底边内侧的外边缘固定。
7.根据权利要求1所述的非承载式车架纵梁，其特征在于：
两个固定相连的四面体框架(3)和一个与其相邻的正四棱锥框架(2)在纵梁本体(1)轴向投影的总长度不大于纵梁本体(1)轴向长度的5％。
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