CN111924009B - 一种b柱加强板结构、b柱及乘用车 - Google Patents

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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/04—Door pillars ; windshield pillars

Abstract

本发明属于汽车工业领域，公开了一种B柱加强板结构及使用该结构的B柱和乘用车。包括支撑柱、加强撑板，通过对支撑柱上与乘员身体需重点保护部位同高区域板材的局部加厚及设置加强撑板，并在支撑柱底部设置诱导弱化结构，使得整个构件既满足轻量化的要求，又能保证关键部位的强度，且在受到碰撞时能通过预设的诱导溃缩结构发生变形，吸收碰撞能量，避免乘员受到伤害，可应用于各类乘用车。

Description

一种B柱加强板结构、B柱及乘用车
技术领域
本发明属于汽车工业领域，具体公开了一种B柱加强板结构及使用该结构的B柱和乘用车。
背景技术
目前，基于全球环保节能意识的普及，市场对白车身轻量化设计提出了更高的要求。而消费者对乘用车的安全性能、NVH-车身的振动与噪音控制方面的需求也日益提升，这就使得在车身整体用料减薄的同时还必须兼顾整车结构的刚强度提升。
车身轻量化的设计工艺也日益多样性，如PATCH-补丁贴片、TWB-变截面焊接工艺、TRB-变截面连续轧制等工艺在车身的轻量化设计中应用普及。上述工艺能改善同等重量用料下部件的强度，但是孤立的使用上述工艺往往造成由于局部材料刚性强度突出，反而使得乘员在事故中受到伤害的情况。
B柱加强板是汽车座舱前后排之间的承重梁，上接顶盖，下连地板，其上还有线束穿过，装设有安全带固定扣，甚至还有可能安装安全气囊，是影响车身的安全性能的重要因素，为保障安全，有些厂家加厚材料，将其设计成高刚性构件，受到侧向碰撞时B柱加强板变形较小，其顶部从汽车顶盖处脱落，导致乘员受伤。
这就要求在进行白车身具体构件设计时，要从车辆整体考虑，对各种工况下车身的受力状况进行分析，确定B柱加强板的结构。
发明内容
为解决背景技术中的问题，本发明提供一种B柱加强板结构及使用该结构的B柱和乘用车，具体技术方案如下：
一种B柱加强板结构，包括竖直方向的支撑柱和加强撑板，所述支撑柱两端部向车身前后方向延伸形成上连接部和下连接部，上连接部和下连接部之间的支撑柱沿竖直方向设置有凹槽，凹槽两侧设置连接贴合部，所述加强撑板固定安装于支撑柱的凹槽内，与其两侧的所述凹槽内侧面均贴合；支撑柱沿竖直方向由多个不同厚度的柱段构成，所述柱段从两端至中部逐渐增厚。这种设计使得B柱加强板需要强度高的部位加厚，需要溃缩吸能的部位减薄，提升了材料整体利用率，降低了整车的重量。
在凹槽与下连接部结合处设有弱化结构，所述弱化结构为所述支撑柱上经冲压后内凹形成的弧形槽，所述弧形槽的中心线与所述支撑柱的中心线正交，槽深和槽宽均从中间向两边平滑增大。当汽车出现侧向碰撞时，该弱化结构能诱导接近地板部位产生较大的形变，吸收碰撞能量，保障乘员安全。这种两头大，中间小的双喇叭口形，保证了B柱溃缩时下部弱化结构变形充分，又避免变形过大造成弯折失效。
优选的，为减少由于不同厚度板材构成的支撑柱在受到冲击力或发生振动时的应力积聚，所述多个不同厚度的柱段由金属板材连续变截面轧制后冲压成型，相邻所述不同厚度的柱段间平滑过渡。
优选的，为保证B柱作为支撑梁的刚度，在车辆出现侧翻时乘员头部区域附近的B柱不至于弯折，所述凹槽上部沿竖直方向设有刚度加强结构。所述刚度加强结构为凹槽底沿竖直方向内凹形成的凸起。可设置该凸起上端位于所述凹槽与上连接部的结合处，下端为所述凹槽上部中间位置。
优选的，为保证乘员胸部、颈部和线束安全，所述加强撑板至少有两个，包括安装于所述刚度加强结构下部的上加强撑板和安装于所述凹槽中部的中加强撑板。
进一步的，上加强撑板为板材四周翻边形成的盒式结构，盒底与所述凹槽底部贴合，其中一组对侧翻边分别与左、右方所述凹槽内侧面贴合；中加强撑板为板材三侧翻边形成的箕形结构，箕出口朝向所述凹槽外，箕背侧与所述凹槽底部贴合，另两相对侧翻边分别与左、右方所述凹槽内侧面贴合。
更进一步的，在所述中加强撑板下方的凹槽底上设有线束孔供乘用车线束穿过。
优选的，为保障乘员关键部位安全，处于所述上加强撑板和中加强撑板间的柱段包括所述支撑柱中最厚的部分，但支撑柱中最厚的部分并不限于上述范围。
本发明还提供一种B柱，包括上述B柱加强板结构及安装于其上的内、外板。
本发明还提供一种乘用车，该乘用车上安装了上述技术方案中的B柱。
本发明提供的B柱加强板结构、B柱及乘用车，通过整体设计，在减轻B柱重量的同时，保证了B柱的刚性需求，当出现倾翻时能有效的保护乘员及设备安全，在受到侧向碰撞时能通过底部的诱导弱化结构溃缩吸能，避免乘员受到进一步伤害。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明工艺实施示意图，靠近支撑柱的数字标称为不同柱段的板厚，单位mm。
图3为诱导弱化结构示意图
图4为支撑柱凹槽上、中部细节图
图中：1.支撑柱；2.刚度加强结构；3.上加强撑板；4.中加强撑板；5.弱化结构；6.上连接部；7.下连接部；8.连接贴合部；9.线束孔；
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，下面结合附图及具体实施例对本发明进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于该实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在满足车身性能的前提下，对支撑柱1按料厚分布成7个区域，并辅以6个过渡区，具体如图2所示；通过设定好参数的变截面连续轧制机械将板料轧制成母板，再通过冲压设备将母板冲压成为图1所示的支撑柱1，该支撑柱1包括中间的凹槽和上、下两端向左右延伸形成的上连接部6、下连接部7以及连接贴合部8。
参阅图1-3，根据具体车型做有限元分析，计算出与之相匹配的承压及弱化结构尺寸，通过连续轧制再经冲压拉延造型，在凹槽底部形成竖直方向刚度加强结构2，该刚度加强结构2为所述凹槽底部沿竖直方向内凹形成的凸起，其上端位于所述凹槽与上连接部的结合处2.0mm料厚区域，下端为所述凹槽上部中间位置2.4mm料厚区域。
在凹槽下部与下连接部7结合处1.35mm料厚区域，形成两边大，中间小的双喇叭内凹式弱化结构5，该弱化结构为一弧形槽，其中心线与支撑柱1的中心线垂直，槽深和槽宽均从中间向两边平滑增大。示意图3中所标尺寸a、c均大于b；d、f均大于e。
在凹槽底部中间位置根据设计参数冲出供线束通过的线束孔9。
通过折弯设备将上连接部6折成图1所示外凸形折弯卷边，使得上连接部能顺利安装至白车身的上边梁上。
根据支撑柱1内侧轮廓设计制造出能与之贴合的钢制加强撑板两个，其中，上加强撑板3为板材四周翻边形成的盒式结构，将其置于支撑柱刚度加强结构2下部2.4mm料厚段，盒底与所述凹槽底部贴合，其中一组对侧翻边分别与左、右方所述凹槽内侧面贴合，焊接牢固；中加强撑板4为板材三侧翻边形成的箕形结构，将其置于线束孔9上缘，箕出口朝向所述凹槽外，箕背侧与所述凹槽底部贴合，另两相对侧翻边分别与左、右方所述凹槽内侧面贴合，焊接牢固。这样，处于所述上加强撑板3和中加强撑板4间的柱段包括所述支撑柱中最厚的部分，但支撑柱1中板材最厚的部分并不全限于上述范围，有部分设置在该区域范围内即可。
将制作完毕的B柱加强板结构进行破环性模拟冲击测试并优化各部位参数，最后通过测试的定型产品进入批量生产。
本说明书的实施例还提供一种使用了上述B柱加强板结构的B柱和乘用车。将该B柱加强板结构焊接至MPV车型的白车身的上边梁和下边梁间，焊接时左右两个B柱加强板结构同时对称进行，以保证应力均匀，整个白车身框架结构将具有更好的刚性和稳定性，在加强板结构上安装内外板，完成B柱组装，此种结构的MPV车坚固耐用且油耗低，安全性好。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种B柱加强板结构，包括竖直方向的支撑柱和加强撑板，所述支撑柱两端部向车身前后方向延伸形成上连接部和下连接部，上连接部和下连接部之间的支撑柱沿竖直方向设置有凹槽，凹槽两侧设置连接贴合部，其特征为：所述加强撑板固定安装于所述支撑柱的凹槽内，与凹槽左右侧面均贴合；支撑柱沿竖直方向由多个不同厚度的柱段构成，所述柱段从两端至中部逐渐增厚；
在所述凹槽与下连接部结合处设有弱化结构，所述弱化结构为所述凹槽上经冲压后内凹形成的弧形槽，所述弧形槽的中心线与所述支撑柱的中心线正交，槽深和槽宽均从中间向两边平滑增大，所述凹槽上部设有刚度加强结构，所述刚度加强结构为所述凹槽底部沿竖直方向内凹形成的凸起；
所述加强撑板至少有两个，包括安装于所述刚度加强结构下部的上加强撑板和安装于所述凹槽中部的中加强撑板；
处于所述上加强撑板和中加强撑板间的柱段包括所述支撑柱中最厚的部分。
2.如权利要求1所述的一种B柱加强板结构，其特征为：所述多个不同厚度的柱段由金属板材连续变截面轧制后冲压成型，相邻所述不同厚度的柱段间平滑过渡。
3.如权利要求1所述的一种B柱加强板结构，其特征为：所述上加强撑板为板材四周翻边形成的盒式结构，盒底与所述凹槽底部贴合，其中一组对侧翻边分别与左、右方所述凹槽内侧面贴合。
4.如权利要求1所述的一种B柱加强板结构，其特征为：所述中加强撑板为板材三侧翻边形成的箕形结构，箕出口朝向所述凹槽外，箕背侧与所述凹槽底部贴合，另两相对侧翻边分别与左、右方所述凹槽内侧面贴合。
5.如权利要求4所述的一种B柱加强板结构，其特征为：在所述中加强撑板下方的凹槽底部设有线束孔供乘用车线束穿过。
6.一种B柱，其特征为：包括权利要求1-5中任一项所述的一种B柱加强板结构及安装于其上的内、外板。
7.一种乘用车，其特征为：包括权利要求6所述的一种B柱。
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