CN113276955A - 避免侧碰工况下失效断裂的汽车b柱及含有该b柱的汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱及含有该B柱的汽车，涉及汽车制造领域，该汽车B柱包括B柱上外板和B柱下外板，所述B柱上外板的材料为高强度热成型材料；所述B柱下外板材料为高延伸率热成型材料，所述B柱下外板位于所述B柱上外板下方，且所述B柱上外板与B柱下外板间无缝拼接，所述B柱下外板上设有多个诱导槽，且多个诱导槽在所述B柱下外板上由上至下依次分布，所述B柱上外板高度和B柱下外板高度间的比例为预设比例。本发明能够有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，具体涉及一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱及含有该B柱的汽车。
背景技术
为了保证汽车在发生侧面碰撞的交通事故后能够更好的保证乘员空间入侵量，以及有效防止B柱失效断裂，当前，市面上很多车型采用在B柱使用热成型材料，并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接，有些还在高延伸率热成型区域设置诱导槽。但是，对于B柱截面窄且深的车型，上述设置方式会导致车辆的抗撞击性能急剧下降，极易出现B柱失效断裂情况。即对于B柱截面窄且深的车型，单纯的采用上述解决方案并不能达到保证乘员空间入侵量小与有效防止B柱失效断裂的目的。
当前，市面上也存在一种汽车B柱，其中，B柱中的B柱加强板由B柱上外板加强板和B柱下外板加强板拼接而成，且B柱上外板加强板强度大于B柱下外板加强板强度，使B柱整体强度为上强下弱；在侧碰撞过程中，B柱上段强度大，侵入量小，距离人员头部相对较远，可以避免头部受到冲击；B柱下段强度弱，变形吸收能量大，可以有适当的侵入量，由于B柱下外板加强板侵入方向上有座椅保护，乘员也不会有致命伤害，因而有利于侧面碰撞的过程中能量的吸收和专递，从而保证了乘员舱内的人员和财产安全。但是，对于此种简单采用通过B柱上外板加强板和B柱下外板加强板拼接形成B柱加强板，且B柱上外板加强板强度大于B柱下外板加强板强度，使B柱整体强度为上强下弱的方式，还是无法达到保证乘员空间入侵量小与有效防止B柱失效断裂的目的。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱及含有该B柱的汽车，能够有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。
为达到以上目的，本发明提供的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，包括：
B柱上外板，所述B柱上外板的材料为高强度热成型材料；
B柱下外板，所述B柱下外板材料为高延伸率热成型材料，所述B柱下外板位于所述B柱上外板下方，且所述B柱上外板与B柱下外板间无缝拼接，所述B柱下外板上设有多个诱导槽，且多个诱导槽在所述B柱下外板上由上至下依次分布，所述B柱上外板高度和B柱下外板高度间的比例为预设比例。
在上述技术方案的基础上，所述B柱上外板高度和B柱下外板高度间的比例为62:38。
在上述技术方案的基础上，所述B柱上外板的高度占整个汽车B柱高度的62％，所述B柱下外板的高度占整个汽车B柱高度的38％。
在上述技术方案的基础上，所述B柱上外板的底部与B柱下外板的顶部无缝拼接。
在上述技术方案的基础上，所述诱导槽包括贯穿式诱导槽和位于所述B柱下外板上棱角处的棱角处诱导槽。
在上述技术方案的基础上，所述贯穿式诱导槽位于B柱上外板与B柱下外板间的拼接处附近，且位于所述棱角处诱导槽上方。
在上述技术方案的基础上，所述棱角处诱导槽包括第一棱角处诱导槽和第二棱角处诱导槽，且所述第一棱角处诱导槽位于第二棱角处诱导槽的上方。
在上述技术方案的基础上，所述第一棱角处诱导槽包括两个，且两个第一棱角处诱导槽位于同一水平面上，所述第二棱角处诱导槽包括两个，且两个第二棱角处诱导槽位于同一水平面上。
在上述技术方案的基础上，所述第二棱角处诱导槽靠近所述B柱下外板的底部。
本发明提供的一种汽车，其特征在于：所述汽车包括权利要求1至9任一项所述的汽车B柱。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将高强度热成型材料的B柱上外板与高延伸率热成型材料的B柱下外板进行无缝拼接，并保持B柱上外板高度和B柱下外板高度间的比例为预设比例，通过上调高强度热成型材料与高延伸率热成型材料间无缝拼接的分缝处，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加，并在高延伸率热成型材料区域布置诱导槽，通过设置的诱导槽实现侧面碰撞工况的全覆盖，使得B柱变形稳定且能够有效防止B柱失效断裂，有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例中一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱的结构示意图；
图2为本发明实施例中B柱下外板的结构示意图。
图中：1-B柱上外板，2-B柱下外板，3-贯穿式诱导槽，4-第一棱角处诱导槽，5-第二棱角处诱导槽。
具体实施方式
本发明实施例提供一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，能够有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。本发明实施例相应地还提供了一种汽车。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。
参见图1所示，本发明实施例提供的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，适用于B柱截面窄，且B柱截面深的车型，有效解决该车型在在侧碰工况中保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。当前，常见的B柱截面的深宽比为0.58，本发明实施例所述车型的B柱截面的深宽比为0.92。
本发明实施例的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，具体包括B柱上外板1和B柱下外板2，B柱上外板1的材料为高强度热成型材料，B柱下外板2材料为高延伸率热成型材料，B柱下外板2位于所述B柱上外板1下方，且所述B柱上外板1与B柱下外板2间无缝拼接，所述B柱下外板2上设有多个诱导槽，且多个诱导槽在所述B柱下外板2上由上至下依次分布，所述B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为预设比例。
即本发明的汽车B柱由两部分组成，分别为B柱上外板1和B柱下外板2，且B柱上外板1和B柱下外板2间进行无缝拼接以形成汽车B柱，B柱上外板1的底部与B柱下外板2的顶部无缝拼接。
本发明实施例中，B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为62:38。具体的，B柱上外板1的高度占整个汽车B柱高度的62％，所述B柱下外板2的高度占整个汽车B柱高度的38％。
参见图2所示，对于本发明实施例中的诱导槽，具体的，诱导槽包括贯穿式诱导槽3和位于所述B柱下外板2上棱角处的棱角处诱导槽，贯穿式诱导槽3位于B柱上外板1与B柱下外板2间的拼接处附近，且位于所述棱角处诱导槽上方。棱角处诱导槽包括第一棱角处诱导槽4和第二棱角处诱导槽5，且所述第一棱角处诱导槽4位于第二棱角处诱导槽5的上方。第一棱角处诱导槽4包括两个，且两个第一棱角处诱导槽4位于同一水平面上，即两个第一棱角处诱导槽4并排设置，第二棱角处诱导槽5包括两个，且两个第二棱角处诱导槽5位于同一水平面上，即两个第二棱角处诱导槽5并排设置。第二棱角处诱导槽5靠近所述B柱下外板2的底部。
为了保证乘员空间入侵量小和有效防止B柱失效断裂情况的出现，当前，通常的做法是对车辆的B柱使用热成型材料并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接，但是仅仅进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接方案，无法解决截面窄且深B柱的车型在侧面碰撞工况中的断裂问题，故本发明通过上调高强度热成型材料与高延伸率热成型材料间无缝拼接的分缝处，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加，并在高延伸率热成型材料区域布置诱导槽，通过设置的诱导槽实现侧面碰撞工况的全覆盖，使得B柱变形稳定且能够有效防止B柱失效断裂，有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。
本发明实施例中，贯穿式诱导槽3设置于B柱上外板1与B柱下外板2间的拼接处附近，B柱下外板2棱角处的第二棱角处诱导槽5设于贯穿式诱导槽3和第一棱角处诱导槽4之间，第二棱角处诱导槽5靠近B柱下外板2的底部。
为了减少乘员空间入侵量，本发明的方案沿用B柱使用热成型材料并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的方案；在具体的设计中，本发明对B柱分缝上下部分的比例进行了相关的改变，将B柱分缝的上下占比进行了调整，提升了下部高延伸率热成型材料制成的B柱下外板2的分缝占比。经过实验确定，相关B柱分缝设置过高会导致撞击侵入驾驶室的侵入度过高，相关B柱分缝设置过低会导致B柱延伸度不够，导致B柱断裂。基于B柱截面又窄又深的车型需求，相关侵入度和延伸度的变化情况并非是简单的线性变化，且二者相互存在影响，本领域技术人员难以估计此种结构下调整B柱分缝占比，或增减B柱结构对相关性能的影响，故本发明通过试验确定当B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为62:38时，既能保证B柱的延伸度，也能防止B柱断裂情况的出现。
在具体的试验过程中，当仅仅进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接时，无法防止B柱失效断裂情况的出现，所以上调高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的分缝位置，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加；
上调高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的分缝位置后，B柱变形有所缓解，但是还是会发生B柱失效断裂的情况，所以在高延伸率热成型材料区域制作了第一棱角处诱导槽4；
在高延伸率热成型材料区域制作了棱角处的诱导槽后，B柱变形稳定，但是还是发生了失效断裂，所以继续在高延伸率热成型材料区域棱角处的诱导槽上面拼接分缝的下面，增加一条贯穿式诱导槽3；
增加贯穿式诱导槽3后，B柱变形稳定，失效断裂也消失，完成侧面碰撞一个工况的对策，但是在侧面碰撞另一个工况上面，B柱变形还是出现了失效断裂，所以我们又在高延伸率热成型材料区域棱角处的第一棱角处诱导槽4下面增加了第二棱角处诱导槽5，并有效的防止了B柱失效断裂。
本发明实施例的汽车B柱，在B柱下外板2上设置诱导槽，诱导槽包括贯穿式诱导槽3和位于所述B柱下外板2上棱角处的第一棱角处诱导槽4和第二棱角处诱导槽5，结合B柱分缝占比的改动，使得在B柱截面又窄又深的车型上，在几乎不牺牲乘员空间的入侵量的前提下，解决B柱在侧碰工况中变形不稳定容易失效断裂的问题。
本发明在B柱截面又窄又深的车型上，使用热成型材料并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接，通过向上抬高分缝使高延伸率热成型区域占比增加，虽然牺牲了一点点乘员空间的入侵量，但是为在高延伸率热成型区域合理布置第一棱角处诱导槽4、第二棱角处诱导槽5和贯穿式诱导槽3提供了先决条件，基于这3处诱导槽实现了针对2种侧面碰撞工况进行全覆盖，B柱变形稳定且防止B柱失效断裂，解决了对于又窄又深的B柱设计截面在侧碰工况中变形不稳定容易失效断裂的问题。
本发明方案的关键点便是沿用B柱使用热成型材料并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接方案；上调高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的分缝处，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加；在高延伸率热成型材料区域布置了第一棱角处诱导槽4，在高延伸率热成型材料区域棱角处的第一棱角处诱导槽4下面，布置第二棱角处诱导槽5；在高延伸率热成型材料区域棱角处的诱导槽下面再增加诱导槽，从而有效的防止了B柱失效断裂。
本发明实施例的避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，通过将高强度热成型材料的B柱上外板1与高延伸率热成型材料的B柱下外板2进行无缝拼接，并保持B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为预设比例，通过上调高强度热成型材料与高延伸率热成型材料间无缝拼接的分缝处，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加，并在高延伸率热成型材料区域布置诱导槽，通过设置的诱导槽实现侧面碰撞工况的全覆盖，使得B柱变形稳定且能够有效防止B柱失效断裂，有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。
本发明实施例提供的一种汽车，包括上述所述的汽车B柱。所述汽车B柱具体包括B柱上外板1和B柱下外板2，B柱上外板1的材料为高强度热成型材料，B柱下外板2材料为高延伸率热成型材料，B柱下外板2位于所述B柱上外板1下方，且所述B柱上外板1与B柱下外板2间无缝拼接，所述B柱下外板2上设有多个诱导槽，且多个诱导槽在所述B柱下外板2上由上至下依次分布，所述B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为预设比例。
即本发明的汽车B柱由两部分组成，分别为B柱上外板1和B柱下外板2，且B柱上外板1和B柱下外板2间进行无缝拼接以形成汽车B柱，B柱上外板1的底部与B柱下外板2的顶部无缝拼接。
本发明实施例中，B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为62:38。具体的，B柱上外板1的高度占整个汽车B柱高度的62％，所述B柱下外板2的高度占整个汽车B柱高度的38％。
参见图2所示，对于本发明实施例中的诱导槽，具体的，诱导槽包括贯穿式诱导槽3和位于所述B柱下外板2上棱角处的棱角处诱导槽，贯穿式诱导槽3位于B柱上外板1与B柱下外板2间的拼接处附近，且位于所述棱角处诱导槽上方。棱角处诱导槽包括第一棱角处诱导槽4和第二棱角处诱导槽5，且所述第一棱角处诱导槽4位于第二棱角处诱导槽5的上方。第一棱角处诱导槽4包括两个，且两个第一棱角处诱导槽4位于同一水平面上，即两个第一棱角处诱导槽4并排设置，第二棱角处诱导槽5包括两个，且两个第二棱角处诱导槽5位于同一水平面上，即两个第二棱角处诱导槽5并排设置。第二棱角处诱导槽5靠近所述B柱下外板2的底部。
为了保证乘员空间入侵量小和有效防止B柱失效断裂情况的出现，当前，通常的做法是对车辆的B柱使用热成型材料并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接，但是仅仅进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接方案，无法解决截面窄且深B柱的车型在侧面碰撞工况中的断裂问题，故本发明通过上调高强度热成型材料与高延伸率热成型材料间无缝拼接的分缝处，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加，并在高延伸率热成型材料区域布置诱导槽，通过设置的诱导槽实现侧面碰撞工况的全覆盖，使得B柱变形稳定且能够有效防止B柱失效断裂，有效解决截面窄且深类型的B柱在侧碰工况中不能达到保证乘员空间入侵量和有效防止B柱失效断裂的问题。
本发明实施例中，贯穿式诱导槽3设置于B柱上外板1与B柱下外板2间的拼接处附近，B柱下外板2棱角处的第二棱角处诱导槽5设于贯穿式诱导槽3和第一棱角处诱导槽4之间，第二棱角处诱导槽5靠近B柱下外板2的底部。
为了减少乘员空间入侵量，本发明的方案沿用B柱使用热成型材料并进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的方案；在具体的设计中，本发明对B柱分缝上下部分的比例进行了相关的改变，将B柱分缝的上下占比进行了调整，提升了下部高延伸率热成型材料制成的B柱下外板2的分缝占比。经过实验确定，相关B柱分缝设置过高会导致撞击侵入驾驶室的侵入度过高，相关B柱分缝设置过低会导致B柱延伸度不够，导致B柱断裂。基于B柱截面又窄又深的车型需求，相关侵入度和延伸度的变化情况并非是简单的线性变化，且二者相互存在影响，本领域技术人员难以估计此种结构下调整B柱分缝占比，或增减B柱结构对相关性能的影响，故本发明通过试验确定当B柱上外板1高度和B柱下外板2高度间的比例为62:38时，既能保证B柱的延伸度，也能防止B柱断裂情况的出现。
在具体的试验过程中，当仅仅进行高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接时，无法防止B柱失效断裂情况的出现，所以上调高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的分缝位置，使得高延伸率热成型材料在碰撞区域占比增加；
上调高延伸率热成型与高强度热成型材料的无缝拼接的分缝位置后，B柱变形有所缓解，但是还是会发生B柱失效断裂的情况，所以在高延伸率热成型材料区域制作了第一棱角处诱导槽4；
在高延伸率热成型材料区域制作了棱角处的诱导槽后，B柱变形稳定，但是还是发生了失效断裂，所以继续在高延伸率热成型材料区域棱角处的诱导槽上面拼接分缝的下面，增加一条贯穿式诱导槽3；
增加贯穿式诱导槽3后，B柱变形稳定，失效断裂也消失，完成侧面碰撞一个工况的对策，但是在侧面碰撞另一个工况上面，B柱变形还是出现了失效断裂，所以我们又在高延伸率热成型材料区域棱角处的第一棱角处诱导槽4下面增加了第二棱角处诱导槽5，并有效的防止了B柱失效断裂。
本发明实施例的汽车B柱，在B柱下外板2上设置诱导槽，诱导槽包括贯穿式诱导槽3和位于所述B柱下外板2上棱角处的第一棱角处诱导槽4和第二棱角处诱导槽5，结合B柱分缝占比的改动，使得在B柱截面又窄又深的车型上，在几乎不牺牲乘员空间的入侵量的前提下，解决B柱在侧碰工况中变形不稳定容易失效断裂的问题。
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，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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于，包括：
B柱上外板(1)，所述B柱上外板(1)的材料为高强度热成型材料；
B柱下外板(2)，所述B柱下外板(2)材料为高延伸率热成型材料，所述B柱下外板(2)位于所述B柱上外板(1)下方，且所述B柱上外板(1)与B柱下外板(2)间无缝拼接，所述B柱下外板(2)上设有多个诱导槽，且多个诱导槽在所述B柱下外板(2)上由上至下依次分布，所述B柱上外板(1)高度和B柱下外板(2)高度间的比例为预设比例。
2.如权利要求1所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述B柱上外板(1)高度和B柱下外板(2)高度间的比例为62:38。
3.如权利要求2所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述B柱上外板(1)的高度占整个汽车B柱高度的62％，所述B柱下外板(2)的高度占整个汽车B柱高度的38％。
4.如权利要求1所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述B柱上外板(1)的底部与B柱下外板(2)的顶部无缝拼接。
5.如权利要求1所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述诱导槽包括贯穿式诱导槽(3)和位于所述B柱下外板(2)上棱角处的棱角处诱导槽。
6.如权利要求5所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述贯穿式诱导槽(3)位于B柱上外板(1)与B柱下外板(2)间的拼接处附近，且位于所述棱角处诱导槽上方。
7.如权利要求5所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述棱角处诱导槽包括第一棱角处诱导槽(4)和第二棱角处诱导槽(5)，且所述第一棱角处诱导槽(4)位于第二棱角处诱导槽(5)的上方。
8.如权利要求7所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述第一棱角处诱导槽(4)包括两个，且两个第一棱角处诱导槽(4)位于同一水平面上，所述第二棱角处诱导槽(5)包括两个，且两个第二棱角处诱导槽(5)位于同一水平面上。
9.如权利要求7所述的一种避免侧碰工况下失效断裂的汽车B柱，其特征在于：所述第二棱角处诱导槽(5)靠近所述B柱下外板(2)的底部。
10.一种汽车，其特征在于：所述汽车包括权利要求1至9任一项所述的汽车B柱。
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