CN114475796A - 一种提高车辆b柱抗型变强度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种强化车辆B柱抗型变强度的方法，步骤1、从B柱圆弧棱边的顶点处向下进行激光热强化处理；步骤2、增加从上而下的四条宽度10‑15mm的激光热强化横条；步骤3、对B柱的两侧边壁分别增加一条宽度为10mm的激光热强化带。激光热强化，激光热强化带的长度、位置和间隔都是通过仿真和实际验证得到的最佳位置，既可以增加彼此之间的强度和刚度，又能保证上硬下软的轻量化结构，提高B柱在侧面碰撞过程中的整体抗弯水平，降低侧面碰撞过程中碰撞物的侧面侵入量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身制造领域，尤其涉及一种强化车辆B柱抗型变强度的方法。
背景技术
B柱在车身结构中是承上启下的支撑作用，而在车身侧面碰撞安全设计中B柱是防止碰撞车辆侧面大量侵入，保护驾乘人员的核心结构，强度需要设计成上硬下软的轻量化结构，即上方防折弯，下方吸收碰撞能量，同时又要防止碰撞过程发生整体断裂，还有兼顾轻量化设计水平。现有技术仅针对车身材料、B柱的成型结构和成型方式进行研究，目前受限于材料和B柱结构空间限制，对其的强化没有取得显著的进展。
发明内容
本发明针对上述背景技术中指出的问题，为了保证上硬下软的轻量化结构，突破材料和结构空间限制，主要采用3D激光热强度打印技术，利用有限元分析和实验实测验证，提出一种有效提高车辆B柱抗型变强度的方法，包括以下步骤：
步骤1、对B柱中部凸起的左右两条圆弧棱边，从圆弧棱边的B柱顶点处向下进行激光热强化处理；
步骤2、对B柱增加从上而下的四条宽度10-15mm的激光热强化横条；
步骤3、对B柱的两侧边壁分别增加一条宽度为10mm的激光热强化带。
作为一种优选：步骤1中左右两条圆弧棱边的激光热强化的长度在600-650mm，宽度约为10-15mm。
作为一种优选：步骤2中从上而下的四条激光热强化横条均需避开B柱上的工艺孔，第一横条位置距B柱顶端200-220mm；第三横条位置在B柱的门锁点位处；第二横条距离第三横条位置上方150-180mm；第四条横条连接步骤1中圆弧棱边的激光热强化带末端。
作为一种优选：步骤3中的侧边壁激光热强化带距离步骤1中的圆弧棱边5mm~8mm。
作为一种优选：该方法处理的B柱是先通过钢板冷冲压成型获得的。
本发明的有益效果是：
1.对B柱中部凸起的左右两条圆弧棱边进行激光热强化，提高B柱在侧面碰撞过程中的整体抗弯水平，降低侧面碰撞过程中碰撞物的侧面侵入量。
2.对B柱增加从上而下的四条激光热强化横条，进一步实现与左右两条圆弧棱边增加形成纵横交错的篱笆状结构，辅助增强B柱的整体抗弯水平。
3.对B柱的两侧边壁分别增加一条激光热强化带，在B柱受侧面碰撞过程中，形成双层抗弯效果，降低碰撞物的侧面侵入量。
4.圆弧棱边激光热强化带的长度、宽度，以及横向四条激光热强化带的位置和间隔都是通过仿真和实际验证得到的最佳位置，既可以增加彼此之间的强度和刚度，又能保证上硬下软的轻量化结构，即上方防折弯，下方吸收碰撞能量。
附图说明
图1为使用本发明方法处理后的B柱效果示意图。
具体实施方式
如图1所示B柱1上共有纵向4条和横向4条激光热强化带，具体强化车辆B柱抗型变强度的具体步骤是，步骤1、对B柱中部凸起的左右两条圆弧棱边，从圆弧棱边的B柱顶点处向下进行激光热强化处理，得到长度在600-650mm的圆弧棱边激光热强化带11和12。该长度是根据车身上乘客保险带在B柱上的末端收孔位置决定，也可根据乘客座椅椅面常规高度进行对应调整，但为了保护乘员上半身且抗击B柱顶部的下压力，强化的圆弧棱边最低长度在600mm。
步骤2、对B柱增加从上而下的四条宽度10-15mm的激光热强化横条，四条激光热强化横条都是在B柱的左右侧边开始，贯穿于表面上，第一横条21位置距B柱顶端200-220mm；第三横条23位置在B柱的门锁点位处；第二横条22距离第三横条23位置上方150-180mm，第四条横条24连接步骤1中圆弧棱边的激光热强化带末端。从图中可见，整体上四条激光热强化横条呈现从上到下间隔逐渐增大，由于现有B柱顶部200mm处已经在液压力型变塑性时有强化的隆起部分，故第一横条位置需距B柱顶端200-220mm，不仅提高抵抗下压力的能力，还能保证下压力向A柱和C柱分解；第三横条位置在B柱的门锁点位处可有效提高来自车辆前方或侧方的压力，保证B柱在门锁处不变型，提高侧面碰撞后，车门能够打开的几率，减少救援时间；第二横条起到第一横条和第三横条的强度过渡作用，进过仿真和实际碰撞验证，可有效提高B柱对于乘客头部的保护；第四横条起到了B柱下方吸收碰撞能量的分隔作用。
步骤3、对B柱的两侧边壁分别增加一条宽度为10mm的激光热强化带，通过有限元分析和实验验证，该侧边壁激光热强化带31距离步骤1中的圆弧棱边最佳距离在5~8mm，形成双层抗弯效果。侧边壁激光热强化带31不可以在靠近车内一侧，否则无法提供增强抗击来自车辆左右外侧的撞击力；也不可以紧贴在圆弧棱边，防止应力强化集中，B柱的车外与车内侧强度发生明显的差异。
综上该方法处理的B柱是先通过钢板冷冲压成型获得的，因此本身具备现有车辆B柱的骨骼形状，具备有基本的抗型变能力，故所有激光热强化带均需避开B柱的工艺孔，从而保证激光强化带的连续性。
Claims (5)
1.一种提高车辆B柱抗型变强度的方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、对B柱中部凸起的左右两条圆弧棱边，从圆弧棱边的B柱顶点处向下进行激光热强化处理；
步骤2、对B柱增加从上而下的四条宽度10-15mm的激光热强化横条；
步骤3、对B柱的两侧边壁分别增加一条宽度为10mm的激光热强化带。
2.根据权利要求1所述的一种提高车辆B柱抗型变强度的方法，其特征在于，步骤1中左右两条圆弧棱边的激光热强化的长度在600-650mm，宽度约为10-15mm。
3.根据权利要求1所述的一种提高车辆B柱抗型变强度的方法，其特征在于，步骤2中从上而下的四条激光热强化横条均需避开B柱上的工艺孔，第一横条位置距B柱顶端200-220mm；第三横条位置在B柱的门锁点位处；第二横条距离第三横条位置上方150-180m；第四条横条连接步骤1中圆弧棱边的激光热强化带末端。
4.根据权利要求1所述的一种提高车辆B柱抗型变强度的方法，其特征在于，步骤3中的侧边壁激光热强化带距离步骤1中的圆弧棱边5~8mm。
5.根据权利要求1所述的一种提高车辆B柱抗型变强度的方法，其特征在于，该方法处理的B柱是先通过钢板冷冲压成型获得的。
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