CN115195866A - 汽车白车身d柱连接接头加强结构 - Google Patents

汽车白车身d柱连接接头加强结构 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,涉及汽车的车身结构领域。其包括:D柱上部板材,所述D柱上部板材上设有焊钳通过孔,所述D柱上部板材为D柱内板和/或D柱加强板;结构增强件,所述结构增强件包括沿所述焊钳通过孔的边缘布置的加劲骨架,以及位于所述加劲骨架中部且与所述焊钳通过孔相匹配的焊钳通过腔;多个紧固件,多个所述紧固件沿所述焊钳通过孔的周向布置,所述加劲骨架和所述D柱上部板材通过多个所述紧固件连接在一起。本申请可以有效提高白车身的扭转刚度和后部模态。

Description

汽车白车身D柱连接接头加强结构
技术领域
本申请涉及汽车的车身结构领域,特别涉及一种汽车白车身D柱连接接头加强结构。
背景技术
从汽车发明至今,人们不断改进车身结构,以达到乘坐舒适平稳的目的,其中车身刚度是评价整车性能的一个重要指标,其对整车NVH性能、汽车碰撞安全性能和汽车操控稳定性均有重要影响,而车身的刚度的最大决定因素是白车身刚度。对于白车身刚度而言,白车身结构、材料和工艺都是影响白车身刚度的主要因素。
在白车身结构方面,除了敞篷车,目前通行的承载式车身均具有A柱、B柱、C柱和D柱四个左右对称设置的立柱,以通过上述四个立柱将下部车身和车顶连接起来,从而形成白车身框架结构,进而通过该框架结构提高车身的扭转刚度和弯曲刚度;而在受力过程中,上述各立柱中用于连接车顶的连接接头承受了较大的应力。
对于两厢车或SUV而言,D柱中的连接接头除了需要为车身扭转时提供较高的连接刚度外,还需要为车顶的顶盖后横梁提供足够的承重刚度。
受现有的焊接工艺限制,现有技术在将D柱和顶盖后横梁连接在一起时,需要在D柱上部板材(包括D柱上部板材和/或D柱加强板)上设置一个较大的焊钳通过孔,而上述焊钳通过孔削弱了D柱连接接头自身的结构强度,故有必要进行改进。
发明内容
本申请实施例提供一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,以解决相关技术中D柱结构强度较低的问题。
第一方面,提供了一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其包括:D柱上部板材,所述D柱上部板材上设有焊钳通过孔,所述D柱上部板材为D柱内板和/或D柱加强板;结构增强件,所述结构增强件包括沿所述焊钳通过孔的边缘布置的加劲骨架,以及位于所述加劲骨架中部且与所述焊钳通过孔相匹配的焊钳通过腔;多个紧固件,多个所述紧固件沿所述焊钳通过孔的周向布置,所述加劲骨架和所述D柱上部板材通过多个所述紧固件连接在一起。
一些实施例中,所述加劲骨架在靠近所述D柱上部板材一侧镶嵌有第一发泡体。
一些实施例中,所述加劲骨架在远离所述D柱上部板材一侧镶嵌有第二发泡体,所述第一发泡体和第二发泡体在所述加劲骨架上呈交错布置。
一些实施例中,侧围外板总成,所述结构增强件位于所述侧围外板总成和所述D柱上部板材之间,所述结构增强件通过所述第二发泡体与所述侧围外板总成连接。
一些实施例中,所述结构增强件和所述D柱上部板材之间的距离为2~3mm,和/或所述结构增强件和侧围外板总成之间的距离为2~3mm。
一些实施例中,所述加劲骨架包括多个沿所述焊钳通过孔边缘布置的骨架单元,所述骨架单元通过所述紧固件与所述D柱上部板材连接。
一些实施例中,相邻两个骨架单元之间连接有加固板,所述加固板在靠近所述加劲骨架中部的一侧连接有第一加强筋。
一些实施例中,多个所述骨架单元包括第一骨架单元、第二骨架单元和第三骨架单元,所述第一骨架单元和/或第二骨架单元在靠近所述加劲骨架中部的一侧设有第二加强筋,所述第三骨架单元在远离所述加劲骨架中部的一侧设有第三加强筋。
一些实施例中,所述第三骨架单元内连接有若干环形隔板。
一些实施例中,所述紧固件为双头卡扣,所述紧固件一端与所述D柱上部板材连接,另一端与所述加劲骨架连接。
本申请实施例提供了一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,由于本申通过多个紧固件将结构增强件和D柱上部板材连接在一起,并通过结构增强件加强D柱上部板材的结构强度,故本申请可以有效提高白车身的扭转刚度和后部模态;同时,本申请所记载的汽车白车身D柱刚度的加强结构在经CAE分析后可知,本申请的车身扭转模态提升到了3.87Hz,使得整车扭转模态可以避开激励频率2~3Hz的设定目标。
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为本申请中D柱上部板材的结构示意图;
图2为本申请中结构增强件的结构示意图;
图3为本申请中结构增强件和发泡体呈分开状态并沿其中一个视角时的结构示意图;
图4为结构增强件和发泡体布置在一起并沿另一个视角时的结构示意图;
图5为将结构增强件和发泡体一起安装至D柱上部板材上并沿其中一个视角时的结构示意图;
图6为将结构增强件和发泡体一起安装至D柱上部板材上并沿另一个视角时的结构示意图;
图7为本申请中侧围外板总成的结构示意图;
图8为本申请中侧围外板总成的仰视图;
图9为本申请所述汽车白车身D柱连接接头加强结构和发泡体侧围外板总成装配在一起前的结构示意图;
图10为本申请所述汽车白车身D柱连接接头加强结构和发泡体侧围外板总成装配在一起后的结构示意图;
图11为白车身总成在D柱上部区域处并沿其中一个视角时的结构示意图;
图12为为白车身总成在D柱上部区域处并沿另一个视角时的结构示意图;
图13为图12的A-A剖视图。
图中:1、D柱上部板材;101、第一安装孔;102、第二安装孔;103、第三安装孔;104、第一焊钳孔;105、第二焊钳孔;2、结构增强件;201、紧固件;202、第一卡扣孔;203、第二卡扣孔;204、第三卡扣孔;205、发泡体;2051、第一发泡体;2052、第二发泡体;206、加劲骨架;2061、骨架单元;2062、第一骨架单元;2063、第二骨架单元;2064、第三骨架单元;2065、环形隔板;2066、第一加劲板2066;2067、第二加劲板2067;2068、第三加劲板;2069、第四加劲板;207、焊钳通过腔;208、结构增强件的底面;3、侧围外板总成;301、侧围外板;302、上流水槽;303、D柱加强板;4、顶盖;501、第一焊点;502、第二焊点;503、第三焊点;6、顶盖后横梁;701、加固板;702、第一加强筋;703、第二加强筋;704、第三加强筋。
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。
车身骨架结构是整车的关键总成之一,也是乘客和行李的载体(承载式车身)。车身设计除了要保证其外观的造型设计外,还要保证其性能的要求,白车身的扭转模态及刚度就是整车性能要求的重要一环,因此,实际生产时,车企均会要求白车身骨架结构必须具有足够的扭转模态及刚度,从而降低白车身耐久、NVH等问题的发生概率。
对于两厢车或SUV而言,由于与白车身的左右D柱连接的顶盖后横梁上需要布置背门安装点和气弹簧安装点,故D柱的连接接头除了需要为车身扭转时提供较高的连接刚度外,还需要为顶盖后横梁提供可足够的承重刚度。例如,实用新型专利CN209454856U展示的一种D柱的连接接头结构,就是一款两厢车或SUV上的连接接头。
受现有的焊接工艺限制,实际工作时,现有技术在将顶盖后横梁与D柱的连接接头焊接在一起时,通常会在D柱上部板材1上预留一个孔径较大的焊钳通过孔(供焊钳通过),而上述焊钳通过孔在被设置于D柱上部板材1上后,会削弱D柱的连接接头自身的强度。其中,上述D柱上部板材1为D柱内板和/或D柱加强板。
基于上述D柱上部板材1具有较大焊钳通过孔的现状,为了减小对强度的削弱效果,现有技术中有一种技术方案是在D柱上接头中使用了隔板,通过隔板四周的翻边对上述焊钳通过孔进行连接。
上述技术方案增加了白车身零件数量,带来车身重量增加、投资增加等问题。
更重要的是,由于上述隔板仍需要布置在上述焊钳通过孔之外,故上述隔板无法对焊钳通过孔周边的空腔进行结构加强。而如果增加D柱内板上部、D柱加强板上部的材料厚度,会导致车身重量上升较多。同时,由于D柱内板上部呈T字形三通结构,零件贴合面多,成型困难,提高材料的强度会导致零件尺寸超标较多,从而影响D柱区域的尺寸。
针对现有的白车身扭转刚度较低的问题,现有技术中有一种提升车身后部扭转刚度的加强结构,它包括:后顶横梁上连接板、C柱内板本体、后尾灯安装板、侧围外板后连接板、后顶横梁下连接板、D柱下连接板和后围连接板,所述后顶横梁上连接板和后顶横梁下连接板之间连接C柱内板本体并形成空腔结构Ⅰ;所述D柱下连接板、后围连接板与后尾灯安装板、侧围外板后连接板之间连接形成空腔结构Ⅱ,所述空腔结构Ⅱ与所述空腔结构Ⅰ相连通并形成柱状空腔结构,所述空腔结构Ⅰ和空腔结构Ⅱ内设置D柱支撑组件。
虽然上述D柱支撑组件虽然也能起到一定的支撑作用,以加强D柱的结构强度,但是由于上述D柱支撑组件没有安装在D柱上部板材1的焊钳通过孔的对应位置处,也即上述D柱支撑组件并没有对焊钳通过孔边缘处的结构进行加固,故上述现有技术方案还是存在问题D柱结构强度较低的问题。
现有技术中还有一种提升汽车白车身扣转模态刚度的加强结构,它包括:D柱上接头、D柱上接头连接板、D柱上接头加强结构、D柱接头下加强结构、C柱上接头、C柱上接头连接板;D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构位千D柱上接头和后轮罩外板本体之间,D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构为一体式结构,D柱上接头加强结构与D柱上接头连接板连接;D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结构与C柱内板本体连接;C柱上接头连接板与后边粱加强板连接;C柱上接头连接板与侧围和D柱上接头加强结构连接;D柱上接头加强结构和D柱接头下加强结二构与后轮罩外板本体连接,更为有效的提升白车三身扭转模态及刚度。
上述白车身加强结构主要是通过加强D柱和C柱中各个钣金件的连接牢固性而从整体上提高白车身的结构强度,上述白车身加强结构也没有对焊钳通过孔边缘处的结构进行加固,故上述现有技术方案还是存在问题D柱结构强度较低的问题。
针对白车身的D柱的结构强度较低的问题,如图1所示,本申请实施例提供了一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,专用于加强D柱连接接头的结构强度,其包括:D柱上部板材1,所述D柱上部板材1上设有焊钳通过孔,所述D柱上部板材1为D柱内板和/或D柱加强板;结构增强件2,所述结构增强件2包括沿所述焊钳通过孔的边缘布置的加劲骨架,以及位于所述加劲骨架中部且与所述焊钳通过孔相匹配的焊钳通过腔;多个紧固件201,多个所述紧固件201沿所述焊钳通过孔的周向布置,所述加劲骨架和所述D柱上部板材1通过多个所述紧固件201连接在一起,上述D柱加强结构能解决相关技术中汽车白车身D柱的刚度不强的问题。
实际工作时,将多个所述紧固件201设置为沿所述焊钳通过孔的周向布置,这样,焊钳通过孔四周均具有紧固件201,从而让D柱上部板材1和结构增强件2之间受力更加均匀;结构增强件2安装在焊钳通过孔的边缘上后,能显著加强白车身D柱的结构强度,而焊钳通过腔和焊钳通过孔均可以用于供焊钳通过,从而让本申请不影响后续的焊接工艺,进而让本申请的通用性更强;在结构增强件2的帮助下,本申请实现了增加D柱上部板材1结构刚度的目的。
本申请可以有效提升白车身骨架结构的扭转模态及刚度,降低车辆在行驶过程中,车身局部发生严重变形,产生异响等,同时,本申请不仅可以缓解白车身关键连接处的饭金件耐久较低等问题,还可以缓解在整车转弯行驶过程中,产生的操稳和转向性能问题。
实际工作时,为了让本申请的技术方案更加清楚并容易理解,本实施例以D柱内板为例,对D柱上部板材如何和结构增强件2相互配合进行说明,以对本申请的D柱加强结构进行说明:同时,当需要在D柱加强板上布置结构增强件2和紧固件201等构件时,人们只需要相应地将D柱内板替换为D柱加强板即可,结构增强件2和紧固件201等构件地布置方式不需要做改变,在此不做赘述。
如图1所示,D柱内板上部呈T字形三通结构,且D柱内板上设有用于供焊钳通过的焊钳通过孔,其包括三个方向的结构:A方向结构、B方向结构和C方向结构,D柱内板在该ABC三个方向上均对应的设置有连接接头。
实际工作时,D柱内板为了与侧围总成3、顶盖4和顶盖后横梁6形成一个整体(包括焊接结构和腔体),D柱内板上与上述ABC三个方向对应的连接接头均为带焊接边的槽状结构,因此,本领域中,D柱内板的零件结构较复杂,尺寸控制较困难。
为了加强D柱内板的结构刚度,本申请在D柱内板上部设置了三个卡扣安装孔,以用于将结构增强件2和D柱内板连接在一起,其中,上述三个卡扣安装孔沿焊钳通过孔的周向布置,该三个卡扣安装孔分别为第一安装孔101、第二安装孔102和第三安装孔103。
进一步的,本申请可以根据焊钳通过孔形状对上述卡扣安装孔的安装位置和布置数量进行适当调整。例如,实际工作时,由于白车身在设计时需要在D柱内板上部设置两个不相连的焊钳通过孔,以减小上述焊钳通过孔对D柱内部结构强度地削弱,故本申请可以在D柱内板上部设置3~5个卡扣安装孔。其中,如图1所示,上述两个焊钳通过孔分别为第一焊钳孔104、第二焊钳孔105。
如图2~图4所示,加劲骨架整体上呈立体蜂窝状环形结构,垂直于该加劲骨架206的底面208为呈中空结构的焊钳通过腔207。加劲骨架206由多个骨架单元组合而成,骨架单元整体上呈空心长方体形结构或空心斜楔形结构,以增加加劲骨架206结构刚度,并减少加劲骨架206的重量。
进一步的,加劲骨架206的边缘可以根据需要设置若干层骨架单元,如一层骨架单元或两层骨架单元;当设置两层骨架单元时,位于加劲骨架206内侧的骨架单元可以采用斜楔形结构,以让加劲骨架206的结构更加紧凑。
所述加劲骨架206包括多个沿所述焊钳通过孔边缘布置的骨架单元2061,所述骨架单元通过所述紧固件201与所述D柱上部板材连接。具体的,如图2所示,所述骨架单元2061包括整体上呈环形结构的环形加劲板,环形加劲板内有加劲隔板。
相邻两个骨架单元2061之间连接有加固板701,所述加固板在靠近所述加劲骨架206中部的一侧连接有第一加强筋702。这样,在第一加强筋702和加固板701的作用下,加劲骨架206就会连接成一个整体,从而让加劲骨架206可以一次性注塑成型,加劲骨架206的制造成本就会更低。例如,加劲骨架(206)可以由弹性模量不小于7000MPa的非金属构件注塑成型,从而提升了D柱上部的刚度和模态。
实际工作时,为了让安装加劲骨架206更加方便,多个所述骨架单元包括第一骨架单元2062、第二骨架单元2063和第三骨架单元2064,所述第一骨架单元2062和/或第二骨架单元2063在靠近所述加劲骨架206中部的一侧设有第二加强筋703,所述第三骨架单元2064在远离所述加劲骨架206中部的一侧设有第三加强筋704。这样,在上述第二加强筋703和第三加强筋704的作用下,上述多个骨架单元的结构稳定性更高,这样,本发明也即进一步增加了结构刚度。
如图2所示,第一骨架单元布置在A方向结构和B方向结构之间,第二骨架单元布置在B方向结构和C方向结构之间,第三骨架单元布置在面向C方向结构的位置。
如图2至图4所示,第一加强筋702和第二加强筋703均包括均包括沿焊钳通过孔的边缘方向布置的第一加劲板2066,和若干与第一加劲板2066垂直的第二加劲板20672067,第二加劲板2067可以有多个,第三加强筋703包括与所述第三骨架单元2064侧壁平行的第三加劲板2068,第五加劲板和第三骨架单元侧壁之间连接有多个第四加劲板2069。这样,在上述第一加劲板2066至第四加劲板2069的作用下,本发明的结构稳定性更高。
如图2至图4所示,第一加劲板2066可布置在加劲骨架靠近D柱上部板材1的一侧和/或加劲骨架远离D柱上部板材1的一侧,第一加劲板2066还可用于布置卡扣连接孔,第二加劲板2067主要用于将第一加劲板2066和骨架单元2061的侧壁连成一个整体。实际工作时,当同一个骨架单元(如第三骨架单元)的左右两端均布置有第一加劲板2066时,两个第一加劲板2066之间可以通过第二加劲板2067连接在一起。
优选的,第三骨架单元2064内连接有若干环形隔板2065。这样,当在第三骨架单元2064上布置发泡体后,上述环形隔板2065可以避免发泡体在发泡后和紧固件201粘连在一起,从而造成紧固件201无法拆卸。其中,如图2所示,环形隔板2065所对应的两个孔,是电器零件的塑料卡子需要装配到钣金孔中,由于紧固件201(如双头卡扣)具有一定的厚度,其会从结构增强件2的一面穿到结构增强件2的另一面。
实际工作时,加劲骨架上设有三个卡扣连接孔,三个卡扣连接孔分别为第一卡扣孔202、第二卡扣孔203和第三卡扣孔204。本申请的紧固件201为双头卡扣,紧固件201一端与所述D柱内板连接,另一端与所述加劲骨架206连接。这样,在上述紧固件201的作用下,本申请即可将D柱内板和结构增强件2牢固地连接在一起。
进一步的,上述三个双头卡扣均位于加劲骨架206的底面208,双头卡扣一端预埋在卡扣连接孔中,另一端卡接在卡扣安装孔上。从而让本申请可以快速将紧固件201卡接在车身冲压件上,在不借助工具地情况下,即可实现装配。
实际工作时,加劲骨架206可以由聚酰胺制成,同时,为了提高加劲骨架的强度,本申请还可以进一步在上述聚酰胺内增加一定比例的玻璃纤维,具体的,加劲骨架206推荐材料牌号使用PA6-GF35或PA6-GF40。
下面以PA6-GF35为例,对加劲骨架206的性能进行简要说明:该PA6-GF35的密度1.31~1.51g/cm3,与钢板的密度7.85g/g/cm3相比,轻量化效果显著。PA6-GF35的弹性模量≥7500MPa,故其具有一定的强度,能满足本申请的使用需求。同时,上述PA6-GF35的热变形温度满足GB/T1634.2,可以实现表面状态无变化、无发粘、无变形现象,能够承受白车身总成在涂装车间的烘烤温度而不发生变形。
结构增强件2还包括包裹于所述加劲骨架外表面且整体上呈笼状结构的发泡体205,具体的:所述加劲骨架206在靠近所述D柱上部板材1一侧镶嵌有第一发泡体2051;所述加劲骨架206在远离所述D柱上部板材1一侧镶嵌有第二发泡体2052。
实际工作时,该发泡体205镶嵌在骨架206上且在涂装烘烤作用下,发泡体205会自动发泡,以对D柱上部空腔进行封堵和连接,从而进一步加强了本申请的结构强度。这样,发泡体205在随着结构增强件2和D柱内部一起经过涂装烘烤处理后,会让加劲骨架206与白车身紧密连接,即用发泡体205填充了本申请内部的钣金空腔(焊钳通过腔),提高了D柱端头刚度。同时,由于发泡体在发泡后填充了钣金空腔,故发泡体还具有隔断空腔噪音的作用,进一步提升了车身的NVH能力。
进一步的,所述第一发泡体(2051)和第二发泡体(2052)在所述加劲骨架(206)上呈交错布置。这样,本发明可以在尽可能减少发泡体205用量的情况下,还是能将D柱上部板材1、结构增强件2和侧围外板总成3连接成一个整体,从而让本发明的结构稳定性更高。
实际工作时,本申请的发泡体205可以采用EPOXY热固性环氧树脂,也可以使用EVA发泡材料。EPOXY热固性环氧树脂固化后弹性模量大约1GPa,EVA发泡材料弹性模量很低回弹性和抗张力高,韧性高,具有良好的防震/缓冲性能。
本申请以热固性环氧树脂(环氧树脂EPOXY)为例,对发泡体进行说明:
环氧树脂EPOXY密度:1.25~1.45g/cm3,体积膨胀率介于100%~300%,弹性模量最小烘烤-NEW≥250MPa,最大烘烤-NEW≥500MPa,玻璃化转变温度满足≥80℃的要求,最大熟化温度140℃,低于涂装烘烤温度,因此,在涂装烘烤过程中,本申请的发泡体205可以完成发泡,且该发泡体对涂装前处理液具有较强适应性,对溶液无污染、发泡材料无异样,对电泳液具有适应性,对溶液无污染、发泡材料无异样。
如图4所示,加劲骨架206整体呈立体蜂窝结构,其通过注塑工艺加工而成。发泡体205镶嵌在加劲骨架206的底面208和顶面,并通过加劲骨架206侧面的贯穿结构形成笼状结构,从而让发泡体包裹在加劲骨架206的外表面。在结构增强件2底面208上具有三个凸台,每个凸台上均具有卡扣连接孔,每个卡扣连接孔各自对应一个D柱内板上的卡扣安装孔。
如图6和图5所示,本申请的焊钳通过腔207与第一焊钳孔104相对应,工作人员可以很方便的将焊钳伸入至焊钳通过腔207,故本申请的焊钳通过腔207和焊钳通过空均不影响焊钳的通过。
实际工作时,本申请所记载的D柱加强结构安装于白车身上,其不影响焊钳通过,且本申请会随白车身总成一起进入涂装车间,白车身由如下零部件构成:侧围外板总成3、D柱加强板上部、D柱内板上部、铰链加强板、顶盖后横梁6、顶盖及D柱上部结构增强件2。
同时,如图7所示,侧围外板301、上流水槽302和D柱加强板303通过焊接形成侧围外板总成3,D柱内板在A方向的连接接头与侧围总成3(上边梁)的内板连接,D柱内板在B方向的连接接头与D柱内板下部(流水槽内板)连接,D柱内板在C方向的连接接头与顶盖后横梁6连接。
实际工作时,结构增强件2位于所述侧围外板总成3和所述D柱上部板材1之间,所述结构增强件2通过第二发泡体2052与所述侧围外板总成3连接。
所述结构增强件2和所述D柱上部板材1之间的距离为2~3mm,和/或所述结构增强件2和侧围外板总成3之间的距离为2~3mm。这样,本申请在涂装烘烤发泡后,发泡体会对这2~3mm的间隙进行填充。
实际工作时,若间隙(距离)过大,则会削弱结构增强件2对D柱结构的增强效果。若间隙过小,则可能引起加劲骨架206与D柱内板上部的干涉,同时会导致干涉点无法发泡连接。
如图8所示,侧围外板总成3中可以设置隔板,以提高D柱上部结构的强度。上述隔板的布置方式可以参考公开号为CN209921435U的实用新型所描述的结构,在此不做赘述。
侧围外板总成3和D柱内板上部及其空腔中固定的结构增强件2总成形成侧围总成,如图9所示,为了让本申请的技术方案更加容易理解,上述图9中仅仅只展示了D柱的连接接头总成部分。
如图10所示,D柱的连接接头的主要作用是为顶盖后横梁6提供支撑,以形成白车身框架结构,而D柱的连接接头需要通过焊点与顶盖后横梁6进行连接。
如图11和图10所示,顶盖后横梁6与D柱加强板303的两层板焊点为503,顶盖后横梁6与D柱加强板303和侧围外板301的焊点为501,顶盖外板4与上流水槽302的两层板焊点为502。焊点501和焊点502在形成时,焊钳需要穿过D柱内板的第一焊钳孔104。焊点503形成时,焊钳需要穿过D柱内板的第二焊钳孔105。
为了进一步说明本申请的技术方案,如图12所示,本申请在白车身总成的D柱上部区域设置了一截面,以用于说明本申请的D柱的连接接头的结构,上述截面垂直于车车身纵向,并通过其中一个焊点501。
如图13所示,为了便于展示焊点503、焊点501、结构增加件2与焊接通道的相对关系,截面A-A同时展示了焊点501和焊点503。如图所示,焊钳在焊接焊点501和焊点503时,顶盖外板4并未覆盖到白车身上,不影响焊钳上电极接触到顶盖后横梁。但焊钳下电极必须穿过位于D柱内板上部上的焊钳通过孔104才能接触到D柱加强板303,从而完成顶盖后横梁6与侧围总成焊接。
实际工作时,结构增强件2的中间设置的焊钳通过腔207主要是为了向焊钳提供焊接通道。同理,在完成焊点502的焊接时,焊钳下电极需要通过位于D柱内板上部上的焊钳通过孔105才能完成焊接。
实际工作时,上述汽车白车身D柱连接接头加强结构的安装方法,包括如下步骤:
S1:在所述焊钳通过孔边缘沿所述焊钳通过孔的周向安装多个所述紧固件201;
S2:让所述焊钳通过腔与所述焊钳通过孔处于匹配状态,并通过多个所述紧固件201将所述D柱上部板材1和所述加劲骨架连接在一起。
实际工作时,焊钳通过腔的形状可以设置得基本上和焊钳通过孔一致,从而让工作人员能更好的将D柱上部板材1和加劲骨架拼装在一起。同时,紧固件201其中一端与D柱上部板材1连接,另一端与结构增强件2连接,同时,紧固件201可以采用双头卡扣,该双头卡扣一端预埋在加劲骨架的卡扣连接孔中,另一端卡接在D柱上部板材1的卡扣安装孔上。
作为一种实施方式,上述汽车白车身D柱连接接头加强结构的安装方法还包括:将发泡体镶嵌在所述加劲骨架上并让发泡体形成笼状结构,以让发泡体包裹在加劲骨架的外表面。这样,发泡体和加劲骨架即可组成一个整体,被共同布置在D柱上部板材1上,从而加强D柱的连接接头的结构强度。
需要说明的是,本申请总计设置有两重D柱的连接接头加强结构,其中,第一重D柱的连接接头加强结构通过结构增强件2上的加劲骨架实现,第二重D柱的连接接头加强结构通过嵌入至加劲骨架上的发泡体实现,在上述两重D柱的连接接头加强结构的共同作用下,本申请的结构稳定性会更高。
与现有技术相比,本申请的有益效果为:
1、本申请通过在D柱上部接头中使用结构增强件2,可以有效提高白车身的扭转刚度和后部模态。经CAE分析,白车身在使用本申请所记载的上述后,车身扭转模态提升到了3.87Hz,使得整车扭转模态有效避开了激励频率2~3Hz的设定目标;
2、由于本申请的加劲骨架和发泡体均为低密度非金属材料,在提升车身扭转刚度和模态时,本申请对车身重量的增加只有1.8Kg,而如果通过增加钢板厚度和增加隔板结构等方式来加强白车身的结构强度(如实用新型专利CN209921435U所记载的方案),车身重量增加值将超过4Kg;
3、本申请通过采用双头卡扣,并双头卡扣一端预埋在卡扣连接孔中,另一端卡接在卡扣安装孔上,从而让本申请可以快速卡接在车身冲压件上,不借助工具即可实现装配,而若使用CN209921435U所记载的方案,则除了需要新开模具,还需投入焊接夹具,故本申请所记载的方案的成本较低;
4、本申请的发泡体在涂装烘烤后,会让加劲骨架与白车身紧密连接在一起,即本申请用发泡体填充了钣金空腔,进一步提高了D柱端头刚度。同时发泡体在发泡后,还具有隔断空腔噪音的作用,进一步提升了车身的NVH能力。
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)

1.一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,其包括:
D柱上部板材(1),所述D柱上部板材(1)上设有焊钳通过孔,所述D柱上部板材(1)为D柱内板和/或D柱加强板;
结构增强件(2),所述结构增强件(2)包括沿所述焊钳通过孔的边缘布置的加劲骨架(206),以及位于所述加劲骨架(206)中部且与所述焊钳通过孔相匹配的焊钳通过腔(207);
多个紧固件(201),多个所述紧固件(201)沿所述焊钳通过孔的周向布置,所述加劲骨架(206)和所述D柱上部板材(1)通过多个所述紧固件(201)连接在一起。
2.如权利要求1所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
所述加劲骨架(206)在靠近所述D柱上部板材(1)一侧镶嵌有第一发泡体(2051)。
3.如权利要求2所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
所述加劲骨架(206)在远离所述D柱上部板材(1)一侧镶嵌有第二发泡体(2052),所述第一发泡体(2051)和第二发泡体(2052)在所述加劲骨架(206)上呈交错布置。
4.如权利要求3所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,还包括:
侧围外板总成(3),所述结构增强件(2)位于所述侧围外板总成(3)和所述D柱上部板材(1)之间,所述结构增强件(2)通过所述第二发泡体(2052)与所述侧围外板总成(3)连接。
5.如权利要求4所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
所述结构增强件(2)和所述D柱上部板材(1)之间的距离为2~3mm,和/或所述结构增强件(2)和侧围外板总成(3)之间的距离为2~3mm。
6.如权利要求1至5中任一项所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
所述加劲骨架(206)包括多个沿所述焊钳通过孔边缘布置的骨架单元(2061),所述骨架单元(2061)通过所述紧固件(201)与所述D柱上部板材(1)连接。
7.如权利要求6所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
相邻两个骨架单元(2061)之间连接有加固板(701),所述加固板在靠近所述加劲骨架(206)中部的一侧连接有第一加强筋(702)。
8.如权利要求6所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
多个所述骨架单元包括第一骨架单元(2062)、第二骨架单元(2063)和第三骨架单元(2064),所述第一骨架单元(2062)和/或第二骨架单元(2063)在靠近所述加劲骨架(206)中部的一侧设有第二加强筋(703),所述第三骨架单元(2064)在远离所述加劲骨架(206)中部的一侧设有第三加强筋(704)。
9.如权利要求8所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
所述第三骨架单元(2064)内连接有若干环形隔板(2065)。
10.如权利要求8所述的一种汽车白车身D柱连接接头加强结构,其特征在于,
所述紧固件(201)为双头卡扣,所述紧固件(201)一端与所述D柱上部板材(1)连接,另一端与所述加劲骨架(206)连接。
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