CN115214782B - 一种侧围a柱末端结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧围A柱末端结构，包括与前挡风玻璃(3)和翼子板(2)匹配的第一区域(AC)，以及第二区域(B3)，第一区域(AC)与第二区域(B3)之间设置有第一过渡区(I)、第二过渡区(II)和第三过渡区(III)，第二区域(B3)包括尖点(5)；第一过渡区(I)位于第二区域(B3)和第一区域(AC)之间，且至少一部分位于与前挡风玻璃(3)匹配的一侧，第一过渡区(I)设有第一凸起部(P1)；第二过渡区(II)位于第二区域(B3)和第一区域(AC)之间，且位于与翼子板(2)匹配的一侧，第二过渡区(II)设有过渡斜面(S1)；第三过渡区(III)的至少一部分位于第一过渡区(I)与第二过渡区(II)之间，并设有第二凸起部(P2)。

Description

一种侧围A柱末端结构

技术领域

本发明涉及汽车车身领域，尤其涉及一种侧围A柱末端结构。

背景技术

A柱指的是汽车前窗左右侧的立柱，属于汽车侧围外板的一部分。现有技术中，出于A柱末端区域需与前挡风玻璃和前翼子板配合的考虑，A柱末端与前挡风玻璃(还有其他部件，但主要为前挡风玻璃)的配合侧多呈类似矩形的结构，而与前翼子板配合侧多呈具有高度差的异形结构，这种异形结构不仅要具备装配密封性、加工便利性，其所属A柱末端在装配后的露出部分还需美观大方，以满足随着生活水平逐渐提高而审美情趣提高的客户群体。在此基础上，本发明人发现现有设计存在可优化结构的空间，下面以图1-图3对现有技术的缺陷进行说明。

图1为A柱末端结构与前挡风玻璃以及前翼子板的装配方位示意图，A柱末端结构1位于翼子板2和前挡风玻璃3之间。图2和图3分别为现有技术中常用的末端开口型A柱末端结构和整体包围式A柱末端结构。

如图2所示，末端开口型A柱末端结构大体分为A1、B1和C1三个区域(以不同的填充图案区分)，且区域B1在靠近A1区域和B1区域的位置具有尖点4。结合图1中的装配方位，区域A1主要为与前挡风玻璃3等附件的配合侧，且区域A1与尖点4之间存在第一高度差，且与区域B1之间存在过渡处；在尖点4的周侧，区域B1与区域C1之间以凹陷弧面C10连接；区域C1大体为与翼子板2装配的配合侧，且与尖点4之间存在第二高度差。当A柱末端结构1与翼子板2和前挡风玻璃3装配后，前述三个区域中除区域B1露出外，其余区域均不作为车辆外观的构成部分外露。

此外，由于区域B1与区域C1相接处为凹陷的弧面，而冲压成型过程中板料在奥氏体状态下变形抵抗力低，流动速度快，易形成起皱，因此在区域C1还设置有异形的吸皱筋C11，用于弥补此缺陷。

在现有设计中，区域A1与尖点4之间的第一高度差通常为15-20mm。发明人发现，这种高度落差结合尖点4的形状，在复杂且一体化成型的侧围外板冲压成型过程中，容易导致尖点4发生开裂不良，此时就需要对设计参数进行调整，加大拔模角度，导致原有研发设计无法实现的同时还要修整模具，费时费力。对于已产出的开裂不良品，则需修整，而修整工序会使尖点不可避免地球化、圆角化，丧失原有的犀利美感，这种美观性的下降在侧围外板装配翼子板后更加明显，大大降低了产品竞争力。有时，生产者为了挽回外观，后续还需要进行调整分缝等操作，增加了不必要的生产工序。

其次，如上所述的在区域C1设置吸皱筋C11的设计，尽管能降低区域B1与区域C1之间凹陷弧面C10起皱的几率，但吸皱筋C11的存在不可避免地使区域C1的整体构型变得复杂，加大了装配难度。

最后，末端开口型的A柱末端结构，使得区域A1和区域C1边缘的连接呈现出凹凸不平的形状，在加大装配难度的同时，也在一定程度上使得侧围外板与上车体式零件焊接后容易进水腐蚀。

如图3所示，整体包围型A柱末端大体分为A2、B2、C2三个区域，其中区域B2与区域C2均作延长处理，使得区域B2与区域C2呈现出将尖点结构包围的形状，这种形状相较于图2所示的末端开口型A柱末端结构，降低了装配后进水腐蚀的几率，但此设置仍未改善前述尖点易开裂的问题，且仍通过设置吸皱筋以降低区域B2与区域C2之间可能出现起皱不良的几率，未改善尖点处易开裂、区域C2构型复杂，装配难度大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种侧围A柱末端结构，能有效改善A柱末端尖点易开裂的现象，并简化了A柱末端结构与前挡风玻璃等附件和翼子板装配区域的复杂构型。

本发明提供一种侧围A柱末端结构，包括与前挡风玻璃和翼子板匹配的第一区域，以及第二区域，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域之间设置有第一过渡区、第二过渡区和第三过渡区，所述第二区域包括尖点；

所述第一过渡区位于所述第二区域和所述第一区域之间，且至少一部分位于所述侧围A柱末端结构的与前挡风玻璃匹配的一侧，所述第一过渡区设有第一凸起部；

所述第二过渡区位于所述第二区域和所述第一区域之间，且位于所述侧围A柱末端结构的与翼子板匹配的一侧，所述第二过渡区设有过渡斜面；

所述第三过渡区的至少一部分位于第一过渡区与第二过渡之间，且所述第三过渡区设有第二凸起部。

可选地，所述第一凸起部通过第一过渡弧面与所述第二区域向下的翻边连接，通过第二过渡弧面与所述第一区域连接，所述第一凸起部的两个相对侧分别与所述第一过渡弧面与所述第二过渡弧面相切。

可选地，所述第一凸起部的最高点相较于靠近其的第一区域高出10mm。

可选地，所述第一过渡弧面的半径≥5mm且≤7mm，所述第二过渡弧面的半径≥6mm且≤8mm，所述第一凸起部的表面为弧面，其弧面半径≥5mm且≤7mm。

可选地，所述过渡斜面与所述第二区域的翻边面之间呈45°夹角。

可选地，所述第二过渡区通过第三过渡弧面和第四过渡弧面分别与所述第二区域和所述第一区域相连，所述第三过渡弧面和所述第四过渡弧面分别与所述过渡斜面的两个相对侧相切，所述第三过渡弧面的半径≥1.5mm且≤3mm，所述第四过渡弧面的半径≥1.5mm且≤3mm。

可选地，所述第二凸起部的最高点低于所述尖点，且所述第二凸起部与所述尖点之间存在间距。

可选地，所述第二凸起部的最高点与所述尖点之间存在3.5mm的高度差，所述第二凸起部与所述第二尖点之间具有至少2mm的间距。

可选地，在与前方挡风玻璃匹配的一侧，所述第一过渡区到所述第一区域边缘的距离不小于12mm，在所述尖点指向所述第三区域的延长线方向上，所述第三过渡区边缘到所述第一区域边缘的距离不小于3mm。

可选地，所述A柱末端结构为整体包围结构，第一区域分别与第一过渡区、第二区域和第三过渡区的边界相接。

综上所述，本发明带来的有益效果是：

1.有效降低尖点侧成型深度，减缓尖点附近的应力应变，降低尖点处成型开裂几率，使尖点下方周边走料分布更均匀，避免根部起皱，提升了尖点处成型良率。

2.无需设计起皱筋结构，简化了A柱末端结构，提升了A柱末端结构的成型良率。

3.本发明提供的结构使得尖点附近的多个截面轮廓线长度短于常规设计6-11mm，节约了成型材料。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为A柱末端结构与前挡风玻璃和翼子板装配后的示意图。

图2为现有技术中常用的末端开口型A柱末端结构。

图3为现有技术中常用的整体包围型A柱末端结构。

图4为本发明提供的A柱末端结构示意图。

图5为本发明提供的A柱末端结构示意图(局部)。

图6为本发明提供的第一凸起部的结构示意图

图7为无过渡结构的A柱末端结构示意图。

图8为无过渡结构的A柱末端结构的CAE(计算机辅助工程)应力分析图。

图9为本发明提供的A柱末端结构的CAE应力分析图。

图10为本发明提供的A柱末端结构中截面线L1-L3的取线位置示意图。

附图标记说明

1-A柱末端结构，2-翼子板，3-前挡风玻璃，4、5、6-尖点，A1、A2、A3、B1、B2、B4、C1、C2、C3-区域，AC-第一区域，B3-第二区域，C10-凹陷弧面，C11-吸皱筋，S1-过渡斜面，S2-翻边面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图4所示，本发明所示的A柱末端结构1为整体包围结构，图中α侧包括前挡风玻璃3的装配侧，β侧包括翼子板2的装配侧。A柱末端结构1大体包括第一区域AC和第二区域B3，以及设置在第一区域AC与第二区域B3之间的第一过渡区I、第二过渡区II和第三过渡区III，共五个区域。为便于分辨，附图中用不同的填充图案将各个区域加以区分。

参考图1中的配合方式，第一区域AC为A柱末端结构1中与翼子板2和前挡风玻璃3装配的区域，其外形大致呈乚形，且第一区域AC分别与第一过渡区I、第二区域II和第三过渡区III的边界相接。比较图4与图3可以看出，与现有技术中的整体包围结构的形态相比，第一区域AC未设置起皱筋，且其与翼子板2的装配侧和其与前挡风玻璃3的装配侧这两侧之间过渡平顺。第二区域B3包括尖点5，尖点5与第一过渡区I、第二过渡区II和第三过渡区III之间存在高度差。当A柱与翼子板2和前挡风玻璃3装配后，前述数个区域中除第二区域B3露出外，第一区域AC、第一过渡区I、第二区域II和第三过渡区III均不作为车辆外观的构成部分外露。

在三个过渡区中，第一过渡区I呈不规则形状，其位于第二区域B3和第一区域AC之间，且部分位于A柱末端结构1的与前挡风玻璃3匹配的一侧；第二过渡区II大致呈不规则形状，其与第二区域B3相邻，并位于A柱末端结构的与翼子板2匹配的一侧；第三过渡区III大致呈长条状，其一部分位于第一过渡区I与第二过渡区II之间。

如图5和图6所示，第一过渡区I包括一个第一凸起部P1，第一凸起部P1位于第一过渡区I的中部，不直接与第一区域AC和第二区域B3相连，而是通过第一过渡弧面R1与第二区域B3向下的翻边相连，通过第二过渡弧面R2与第一区域AC相连。此外，在第一凸起部P1的上侧与第一过渡弧面R1相切，第一凸起部P1的下侧与第二过渡弧面R2相切。

在本实施例中，第一凸起部P1的最高点相对于靠近其的第一区域AC部分凸伸出的高度为h，h取10mm，第一过渡弧面R1的半径为5mm，第二过渡弧面R2的半径为6mm，第一凸起部P1的表面为弧面，该弧面的半径为8mm。

可选地，上述参数还可选取范围为：第一过渡弧面R1的半径≥5mm且≤7mm，第二过渡弧面R2的半径≥6mm且≤8mm，第一凸起部P1的弧面半径≥5mm且≤7mm。

第二过渡区II包括一个过渡斜面S1，该过渡斜面S1位于第二过渡区II的中部，不直接与第一区域AC和第二区域B3相连，而是通过第三过渡弧面R3和第四过渡弧面R4分别与第二区域B3向下的翻边和第一区域AC相连，第三过渡弧面R3和第四过渡弧面R4靠近过渡斜面S1的一侧分别与过渡斜面S1相切。在本实施例中，过渡斜面S1与第二过渡区II的翻遍面S2之间呈45°夹角，，第三过渡弧面R3的半径为3mm，第四过渡弧面R4的半径为3mm。过渡斜面S1的作用是使尖点5在指向第二过渡区II的方向进行翻边时，减少由于翻边带来的高度差，因此过渡斜面S1的具体斜度和角度是本领域技术人员可以根据需要灵活设计的。

可选地，上述参数还可选取范围为：第三过渡弧面R3的半径≥5mm且≤3mm，第四过渡弧面R4的半径≥5mm且≤3mm。

第三过渡区III包括一个第二凸起部P2，第二凸起部P2位于第一过渡区I和第二过渡区II之间，且与尖点5之间间隔一定的距离，在本实施例中，第二凸起部与尖点5之间间隔的距离为2mm。另外，第二凸起部P2的最高点低于尖点5，与尖点5最高处之间存在高度差x(见图4)，在本实施例中x取3.5mm。

可选地，在满足装配需求的前提下，第二凸起部P2与尖点5之间的距离也可大于2mm。

综上所述，由于在第一过渡区I内设置了第一凸起部P1，在第二过渡区II内设置了过渡斜面S1，在第三过渡区III设置了第二凸起部P2，使得尖点5与三个过渡区之间的高度差得以减小，对应的成型深度得以降低，尖点5附近的应力应变得以减小，因此尖点5处的成型减薄开裂趋势得以减弱，根部起皱的现象也得以避免。进一步地，R1-R4四个过渡面设计是为了使尖点下方周边走料更均匀。

进一步地，在前方挡风玻璃3的匹配侧，第一过渡区I边缘与第一区域AC边缘之间的最小距离为W，可选地，W取不小于12mm的设计，以预留焊接空间，确保整体包围式A柱末端结构与侧围搭接处的焊接能满足强度要求。具体地，在本实施例中，第二过渡区II与第一区域AC边缘的距离W＝12mm。

在尖点5指向第三区域III的延长线方向上，第三过渡区III边缘到第一区域AC边缘的最小距离为V，该部分的第一区域AC用于涂覆密封涂胶，可选地，V取不小于3mm的设计，以满足密封涂胶的需求。具体地，在本实施例中，V＝3mm。

为了更详实地确认此结构设计的有益效果，如图7模拟了无第一过渡区I、第二过渡区II和第三过渡区III的A柱末端结构设计(下称无过渡结构)，在该结构中，A柱末端结构大体分为A3、B4和C3三个区域，且区域B4中具有尖点6。区域A3与区域B4之间存在高度差，且与区域B4之间存在过渡处；区域B4与区域C3之间以弧面过渡的方式连接；区域C3与尖点6之间同样存在高度差。并且，无论是区域A3与区域B4之间的高度差，还是区域B4与区域C3之间的高度差，都是由尖点6处直接向下翻边造成的。

进一步地，根据上述无过渡结构，对比有第一过渡区I、第二过渡区II和第三过渡区III的A柱末端结构设计(下称有过渡结构)进行的CAE分析结果如下：

在CAE分析应力图中，箭头越多越密集表示受拉应力越大。比对结果如图8-9所示，显而易见地，有过渡结构相对于无过渡结构的箭头密集程度减少约50％-70％，说明本实施例提供的过渡结构能显著改善尖点应力问题，从而降低尖点处产生不良的几率。

为了进一步地确认此结构设计的有益效果，如图10所示，发明人在上述两个结构中，取尖点部位为出发点分别去往第一过渡区I、第二过渡区II和第三过渡区III方向上的三个截面作三条截面线L1、L2和L3，并计算截面线L1-L3的长度，结果显示，有过渡设计结构的截面线L1-L3的长度均短于无过渡设计结构在相同位置取得的截面线的长度，具体缩短的数值范围为6-11mm，这种数值落差说明有过渡设计结构能让A柱末端成型所需材料更少，从而降低成形难度。

综上所述，通过降低尖点周围的高度差，降低A柱末端与翼子板2和前挡风玻璃3侧的匹配结构复杂程度，本发明能带来如下有益效果：

1.有效降低尖点侧成型深度，减缓尖点附近的应力应变，降低尖点处成型开裂几率，使尖点下方周边走料分布更均匀，避免根部起皱，提升了尖点处成型良率。

2.无需设计起皱筋结构，简化了A柱末端结构，提升了A柱末端结构的成型良率。

3.使得尖点附近的多个截面轮廓线长度短于常规设计6-11mm，节约了成型材料。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种侧围A柱末端结构，包括与前挡风玻璃（3）和翼子板（2）匹配的第一区域（AC），以及当A柱与翼子板（2）和前挡风玻璃（3）装配后，用于外露的第二区域（B3），其特征在于，所述第一区域（AC）与所述第二区域（B3）之间设置有第一过渡区（I）、第二过渡区（II）和第三过渡区（III），所述第二区域（B3）包括尖点（5）；

所述第一过渡区（I）位于所述第二区域（B3）和所述第一区域（AC）之间，且至少一部分位于所述侧围A柱末端结构的与前挡风玻璃（3）匹配的一侧，所述第一过渡区（I）设有第一凸起部（P1）；

所述第二过渡区（II）位于所述第二区域（B3）和所述第一区域（AC）之间，且位于所述侧围A柱末端结构的与翼子板（2）匹配的一侧，所述第二过渡区（II）设有过渡斜面（S1）；

所述第三过渡区（III）的至少一部分位于第一过渡区（I）与第二过渡区（II）之间，且所述第三过渡区（III）设有第二凸起部（P2）；

所述第一凸起部（P1）和所述过渡斜面（S1）分别位于所述第二凸起部（P2）的不同侧；所述第一凸起部（P1）、所述过渡斜面（S1）和所述第二凸起部（P2）绕设在所述尖点（5）的周侧。

2.如权利要求1所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述第一凸起部（P1）通过第一过渡弧面（R1）与所述第二区域（B3）向下的翻边连接，通过第二过渡弧面（R2）与所述第一区域（AC）连接，所述第一凸起部（P1）的两个相对侧分别与所述第一过渡弧面（R1）与所述第二过渡弧面（R2）相切。

3.如权利要求2所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述第一凸起部的最高点相较于靠近其的第一区域（AC）高出10mm。

4.如权利要求2所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述第一过渡弧面（R1）的半径≥5mm且≤7mm，所述第二过渡弧面（R2）的半径≥6mm且≤8mm，所述第一凸起部（P1）的表面为弧面，其弧面半径≥5mm且≤7mm。

5.如权利要求1所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述过渡斜面（S1）与所述第二区域（B3）的翻边面（S2）之间呈45°夹角。

6.如权利要求1所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述第二过渡区（II）通过第三过渡弧面（R3）和第四过渡弧面（R4）分别与所述第二区域（B3）和所述第一区域（AC）相连，所述第三过渡弧面（R3）和所述第四过渡弧面（R4）分别与所述过渡斜面（S1）的两个相对侧相切，所述第三过渡弧面（R3）的半径≥1.5mm且≤3mm，所述第四过渡弧面（R4）的半径≥1.5mm且≤3mm。

7.如权利要求1所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述第二凸起部（P2）的最高点低于所述尖点（5），且所述第二凸起部（P2）与所述尖点（5）之间存在间距。

8.如权利要求7所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述第二凸起部（P2）的最高点与所述尖点（5）之间存在3.5mm的高度差，所述第二凸起部（P2）与所述尖点（5）之间具有至少2mm的间距。

9.如权利要求1所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，在与前挡风玻璃（3）匹配的一侧，所述第一过渡区（II）到所述第一区域（AC）边缘的距离不小于12mm，在所述尖点（5）指向所述第三过渡区（III）的延长线方向上，所述第三过渡区（III）边缘到所述第一区域（AC）边缘的距离不小于3mm。

10.如权利要求1-9任一项所述的侧围A柱末端结构，其特征在于，所述A柱末端结构（1）为整体包围结构，第一区域（AC）分别与第一过渡区（I）、第二过渡区（II）和第三过渡区（III）的边界相接。