CN116461306A - 一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，包括如下步骤：S01：建立具有尾门框模块的车身总成有限元模型，并根据该有限元模型计算分析车身总成的扭转刚度；S02：将该扭转刚度与实际目标值扭转刚度进行分析比较，以调整尾门框模块所需的截面惯性矩；S03：根据所需的截面惯性矩分别设计和确认该尾门框模块的内门框和外门框的形状和大小。采用本发明的技术方案，在面对对车身的承重骨架进行减配，导致整车所需承重力严重不足，车身结构整体扭转刚度即抵抗变形的能力下滑的情形时，即可对尾门框模块的内门框和外门框的形状进行重新优化设计，通过改变组合形成的尾门框模块的截面形状和大小，提高截面惯性矩及车身结构整体扭转刚度。

Description

一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法

技术领域

本发明涉及汽车车身结构技术领域，具体涉及一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法。

背景技术

随着新能源技术的不断普及，越来越多的城市轻型物流车也逐渐由过去传统油车更新换代为新能源轻型物流车。而由于物流车的轻量化即可以降低物流的制造成本也可以降低物流车的运输成本。因此物流车的低成本轻量化成为物流车车身结构的发展趋势。在此趋势之下，可低成本轻量化的型材骨架加外观蒙皮的框架式结构轻型物流车逐渐成为主流，而该类车型的尾门框是整个车身的主要承力结构。

许多厂家为了进一步节省成本和减轻车身重量，又继续对车身的承重骨架进行减配，其导致的结果就是整车所需承重力严重不足，车身结构整体扭转刚度即抵抗变形的能力呈趋势性下滑，而采用相应办法通常是将去除的承重骨架所承重的承力转移至尾门框替代进行，加大尾门框所需承重的承力强度，以起到车身结构整体刚度不变的目的。但现有的框架物流车的尾门框又多为普通型材相互拼焊而成，经常由于车身内部车厢布置空间的限制、尾门相关结构件布置限制等因素，导致所采用的普通型材的截面普遍较小，即尾门框截面惯性矩都较小，在截面惯性矩较小的情况下，车身结构整体扭转刚度也受到极大影响，无法承受更大的载荷冲击及变形；面对这种情形后期在调整尾门框的结构强度时，仅能通过使用厚度较厚的型材来增强尾门门框强度，其会导致车身整体结构重量较重不符合轻量化要求。

发明内容

本发明提供了一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其克服了背景技术所述的不足之处，采用如下技术方案：

一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，包括如下步骤：S01：建立具有尾门框模块的车身总成有限元模型，并根据该有限元模型计算分析车身总成的扭转刚度；S02：将该扭转刚度与实际目标值扭转刚度进行分析比较，以调整尾门框模块所需的截面惯性矩；S03：根据所需的截面惯性矩分别设计和确认该尾门框模块的内门框和外门框的形状和大小，并分别确认出内门框和外门框各自可相互适配的搭接边；S04：根据所设计的内门框和外门框的形状和大小制备内门框和外门框；S05：将所述的内门框和外门框通过所述的搭接边相互焊接形成所述的尾门框模块。

优选的，尾门框模块包括门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁。

优选的，所述的尾门框模块由所述的门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁的截面轮廓相互扫略过渡衔接而成。

优选的，所述的门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁的中间端与两侧自由端的截面轮廓形状不同。

优选的，所述的门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁两侧自由端的截面轮廓相同。

优选的，所述的内门框的搭接边包括内门框外搭接边和内门框内搭接边，所述的外门框的搭接边包括外门框外搭接边和外门框内搭接边，所述的内门框与外门框通过内门框外搭接边和外门框外搭接边进行焊接，所述的内门框与外门框通过内门框内搭接边和外门框内搭接边进行焊接，以形成所述的尾门框模块。

优选的，所述的内门框外搭接边和外门框外搭接边进行焊接时，所述的内门框外搭接边和外门框外搭接边形成尾门框外接边；所述的内门框内搭接边和外门框内搭接边进行焊接时，所述的内门框内搭接边和外门框内搭接边形成尾门框内接边。

优选的，所述的尾门框模块通过所述的尾门框外接边可焊接于所述的车身总成上。

优选的，所述的尾门框内接边形成有一空腔结构，所述的尾门框内接边形成有密封圈。

优选的，所述的门框左侧板、门框右侧板上设有铰链安装台。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的技术方案，建立具有尾门框模块的车身总成有限元模型，并根据该有限元模型计算分析车身总成的扭转刚度，之后将该扭转刚度与实际目标值扭转刚度进行分析比较是否符合预设值，以再考虑是否调整尾门框模块的截面惯性矩，如扭转刚度不符合要求，即可对尾门框模块的内门框和外门框进行形状、大小的重新优化结构设计，以通过改变内门框与外门框组合之后的尾门框模块的截面形状和大小，使得截面惯性矩得到优化提升，车身总成的扭转刚度也能得到相应加强。因此，厂家在面对对车身的承重骨架进行减配，导致整车所需承重力严重不足，车身结构整体扭转刚度即抵抗变形的能力下滑的情形时，即可对尾门框模块的内门框和外门框的形状进行重新优化设计，通过改变组合形成的尾门框模块的截面形状和大小，提高截面惯性矩及车身结构整体扭转刚度；尾门框模块分为内门框和外门框，在调整尾门框模块的结构强度时，无需再使用厚度较厚的型材来增强尾门框模块的强度，仅需直接改变内门框和外门框的截面形状，使组合成尾门框模块的截面面积出现改变，相应的截面惯性矩改变，就能让车身结构整体扭转刚度达到预设值，实现车身结构轻量化的目的。

(2)尾门框模块包括门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁；当尾门框模块的局部需增加不同结构件(用于加强尾门框结构强度的加强筋凸台或加装用于安装尾门的铰链安装台等)或车厢布置有要求时，门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁其中一段的局部截面就能相应做出调整改变。

(3)门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁两侧自由端的截面轮廓相同，以保证其之间可更好的过渡衔接形成一个完整的尾门框模块，装配固定更加容易。

(4)内门框和外门框相互焊接时，两者形成有尾门框外接边，尾门框模块通过尾门框外接边可快速焊接于车身总成上，即内门框和外门框的截面在出现改变时，两者通过尾门框外接边还能很好的贴合焊接于车身总成上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例车身总成模块与尾门框总成模块的装配示意图；

图2为本发明实施例内门框总成和外门框总成的结构示意图；

图3为本发明实施例尾门框总成模块的结构示意图；

图4为本发明实施例门框上横梁和门框下横梁改变截面形状时的截面示意图；

图5为本发明实施例门框左侧板和门框右侧板改变截面形状时的截面示意图；

图6为本发明实施例门框左侧板和门框右侧板原始截面形状的截面示意图；

图7为本发明实施例内门框总成的爆炸示意图；

图8为本发明实施例外门框总成的爆炸示意图。

附图标记说明如下：1、车身总成；2、尾门框模块；21、内门框；21a、内门框左侧板；21b、内门框右侧板；21c、内门框上横梁；21d、内门框下横梁；22、外门框；22a、外门框左侧板；22b、外门框右侧板；22c、外门框上横梁；22d、外门框下横梁；2a、门框左侧板；2b、门框右侧板；2c、门框上横梁；2d、门框下横梁；211、内门框外搭接边；212、内门框内搭接边；221、外门框外搭接边；222、外门框内搭接边；2A、尾门框外接边；2B、尾门框内接边；A、空腔结构；B、铰链安装台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作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。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

请参见图1至图8。

本实施例提供一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，该尾门框模块2作为车身总成1的主要承力结构，在车身总成1去除承力骨架进行轻量化设计后，尾门框模块2需承担过多的承力，即其整体强度需要进一步提升；因此，通过改变尾门框模块2的截面形状和大小，提高其截面惯性矩，进一步提升尾门框模块2的整体强度，相应的使车身总成1整体结构的扭转刚度得到增强，主要采用的如下步骤：

S01：建立具有尾门框模块2的车身总成1有限元模型，并根据该有限元模型计算分析出车身总成1的扭转刚度。建立的限元模型为参考现有已制造完成的车身总成1，以再计算分析出该现有车身总成1的扭转刚度。

S02：将该扭转刚度与实际目标值扭转刚度进行分析比较，以调整尾门框模块2所需的截面惯性矩。设计初期需有一个预设目标值扭转刚度，如果分析得出现有车身总成1的扭转刚度过低，那么就需要调整尾门框模块2的截面惯性矩，如果超过目标值也可选择是否对截面惯性矩进行调整；例如，对尾门框模块2的截面惯性矩进行调整后，后续再次对车身总成1的扭转刚度进行分析，发现截面惯性矩设计过大或者还是过小，导致扭转刚度超过过多或不足，即可再将尾门框模块2的截面惯性矩调小和再次增大，多次反复验证分析计算，直至车身总成1的扭转刚度符合预设目标。

S03：根据所需的截面惯性矩分别设计和确认该尾门框模块2的内门框2和外门框22的形状和大小，并分别确认出内门框2和外门框22各自可相互适配的搭接边。在得到截面惯性矩后，即可根据该截面惯性矩设计和确认尾门框模块2的内门框2和外门框22的形状和大小(形状改变，截面相应的改变；大小改变，相应的两者组合后的截面面积增大)，而设计出的内门框2和外门框22如果组合后的截面惯性矩相对于步骤S02中所确认出的截面惯性矩过大或者还是过小，则需要重新调整内门框2和外门框22的形状和大小，反复验证分析计算，直至两者组合后的截面惯性矩符合目标值截面惯性矩，以免没有得到确认后续即直接制造出内门框2和外门框22，增加设计和生产成本。而内门框2和外门框22在设计完成后，还要确认出内门框2和外门框22的搭接边，便于后续制造出内门框2与外门框22后两者可相互焊接固定。

S04：根据所设计的内门框2和外门框22的形状和大小制备出内门框2和外门框22；该步骤所制造出的内门框2和外门框22在组合后的截面惯性矩可符合目标值，后续即可开始批量化生产。

S05：将所述的内门框2和外门框22通过步骤S03中所确认出的内门框2和外门框22的搭接边相互焊接形成尾门框模块2。

本实施例中，尾门框模块2包括门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d。而内门框2结构包括：内门框左侧板21a、内门框右侧板21b、内门框上横梁21c、内门框下横梁21d，外门框22结构包括：外门框左侧板22a、外门框右侧板2b、外门框上横梁22c、外门框下横梁22d；因此，内门框左侧板21a和外门框左侧板22a焊接形成门框左侧板2a、内门框右侧板21b和外门框右侧板2b焊接形成门框右侧板2b、内门框上横梁21c和外门框上横梁22c焊接形成门框上横梁2c、内门框下横梁21d和外门框下横梁22d焊接形成门框下横梁2d。

本实施例中，内门框2和尾门框的形状和大小可决定截面面积的大小，截面面积越大，通常截面惯性矩会越大，但不同的截面形状如三角形、圆形和矩形截面所带来的截面惯性矩也不同，因此，步骤S03在通过截面惯性矩设计内门框2和尾门框的形状和大小时，需要同时考虑内门框左侧板21a和外门框左侧板22a、内门框右侧板21b和外门框右侧板2b、内门框上横梁21c和外门框上横梁22c、内门框下横梁21d和外门框下横梁22d各自的形状和大小，即两者组合之后形成的尾门框模块2的门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d的截面形状及其大小、面积，所设计出来的门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d大小还需要能相互适配，保证最后设计出的截面形状和大小可使截面惯性矩符合目标值。

本实施例中，参见图6，门框左侧板2a由内门框左侧板21a和外门框左侧板22a组合而成，其中内门框左侧板21a呈钝角框状截面(内门框右侧板21b、内门框上横梁21c和内门框下横梁21d都是相同钝角框状截面)，外门框左侧板22a呈直板框状截面(外门框右侧板2b、外门框上横梁22c和外门框下横梁22d都是相同直板框状截面)。

本实施例中，当尾门框模块2的局部(即门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d其中的一个)需增加不同结构件(如用于加强尾门框结构强度的加强筋凸台或加装用于安装尾门的铰链安装台B等)或车厢布置有要求时，在进行步骤S03的过程中，内门框2和外门框22组合的门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d其中一段的局部截面就需要相应做出调整改变。而局部截面被调整后(如增加凸台，那么截面即会变大)，那么该局部的截面惯性矩就会变大，相应的其它局部位置的截面可能也需要重新调整(如该局部有增加结构，那么截面变大，相应的截面惯性矩也增大，即其它局部位置的截面就需要缩小，前后补偿，保证整体截面惯性矩不会相差过大)，仅需保证最后整体的截面惯性矩符合目标即可。

本实施例中，门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d的局部截面形状可能都不相同，例如门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d都需要增加大小不同加强筋凸台、或门框左侧板2a和门框右侧板2b需要增加用于安装尾门的铰链安装台B，其带来的结果就是板上中间端与两侧自由端的截面轮廓形状不同(参见图6，该尾门框模块2的门框上横梁2c和门框下横梁2d两侧自由端的截面原始为呈三角形，但参见图4中关于图3截面A-A的形状，该局部中间端需要设置凸台结构，那么该初始的三角形局部截面就形成有凸起，即内门框2和外门框22上具有凸起，导致包含凸起的三角形截面呈不规则形状；而两侧自由端的形状可能还是初始的呈三角形形状的截面)。因此，门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d的中间端需要增加结构件(凸台结构)使得局部截面增大时，相应的两侧自由端的截面即可减小(三角形的形状可凹陷设置进行截面面积的减小)；门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d的中间端的截面减小时，相应的两侧自由端的截面即可增大(三角形的形状增大)，仅需保证最后整体的截面惯性矩符合目标即可。当然，如果尾门框模块2原始的三角形截面因为过小导致截面惯性矩就过小，通过中间端的凸台和铰链安装台B的设置增大截面后，使得整体截面惯性矩刚好可符合目标值，那么两侧自由端的截面就无需改变。

本实施例中，图4中关于图3截面B-B的形状,尾门框模块2的门框下横梁2d在实际承力过程中的承重量可能更大，抵抗变形能力不足，那么由内门框下横梁21d和外门框下横梁22d组合成的门框下横梁2d的截面就需要考虑增大，即内门框下横梁21d在原始钝角框截面的基础上设置部分凸起结构作为加强筋(带有凸起，截面更大)，而外门框下横梁22d在原始直板框截面的基础上直接变形成钝角框截面，钝角框与钝角框的组合使得尾门框模块2的门框下横梁2d呈平行四边形，即平行四边形的截面变大，相应的截面惯性矩增大，该门框下横梁2d的结构强度增大，抵抗变形能力变强，所能承重的承重量也增大。

本实施例中，图5中关于图4截面C-C与D-D的形状,尾门框模块2的门框左侧板2a和门框右侧板2b在实际使用过程中还需要装设有双开的后尾门，因此门框左侧板2a和门框右侧板2b都设有铰链安装台B用来安装后尾门，那么组合成门框左侧板2a的外门框左侧板22a、组合成门框右侧板2b的外门框右侧板2b都分别设有两个铰链安装台B结构。

本实施例中，在进行外门框22和内门框2的设计时，需保证其组合后的门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d每一段两侧自由端的截面轮廓都相同，参见图6，即初始截面呈三角形(不限于三角形，也可呈矩形和圆形)，那么两侧自由端也都需呈三角形，以保证门框左侧板2a、门框右侧板2b、门框上横梁2c和门框下横梁2d通过相同的截面轮廓可更好的相互扫略过渡衔接形成一个完整的尾门框模块2，后续安装焊接时也方便。当然，两侧自由端的轮廓也可有细微差异，仅需保证后续两两之间可相互适配拼焊。

本实施例中，内门框2的搭接边包括内门框外搭接边211和内门框内搭接边212，外门框22的搭接边包括外门框外搭接边221和外门框内搭接边222，内门框2与外门框22通过内门框外搭接边211和外门框外搭接边221进行焊接，内门框2与外门框22通过内门框内搭接边212和外门框内搭接边222进行焊接，以形成尾门框模块2。

本实施例中，内门框2与外门框22焊接固定成尾门框模块2后，内门框外搭接边211和外门框外搭接边221形成尾门框外接边2A；内门框内搭接边212和外门框内搭接边222形成尾门框内接边2B。

本实施例中，尾门框模块2通过尾门框外接边2A可贴合焊接焊接于车身总成1上；而尾门框内接边2B形成有一用于安装双开尾门空腔结构A，尾门框内接边2B形成有密封圈，以便于双开尾门进行闭合使用时，通过密封圈提高尾门的密封性，防止进水。

因此，根据需求改变内门框21和外门框22的截面形状、大小，使得其截面面积发生改变，即相应的截面惯性矩增大，以加强后尾门框模块2的结构强度，提高整体车身总成1结构的刚度，提高其抵抗变形的能力。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

S01：建立具有尾门框模块的车身总成有限元模型，并根据该有限元模型计算分析车身总成的扭转刚度；

S02：将该扭转刚度与实际目标值扭转刚度进行分析比较，以调整尾门框模块所需的截面惯性矩；

S03：根据所需的截面惯性矩分别设计和确认该尾门框模块的内门框和外门框的形状和大小，并分别确认出内门框和外门框各自可相互适配的搭接边；

S04：根据所设计的内门框和外门框的形状和大小制备内门框和外门框；

S05：将所述的内门框和外门框通过所述的搭接边相互焊接形成所述的尾门框模块。

2.如权利要求1所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的尾门框模块包括门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁。

3.如权利要求2所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的尾门框模块由所述的门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁的截面轮廓相互扫略过渡衔接而成。

4.如权利要求3所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁的中间端与两侧自由端的截面轮廓形状不同。

5.如权利要求4所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的门框左侧板、门框右侧板、门框上横梁和门框下横梁两侧自由端的截面轮廓相同。

6.如权利要求1所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的内门框的搭接边包括内门框外搭接边和内门框内搭接边，所述的外门框的搭接边包括外门框外搭接边和外门框内搭接边，所述的内门框与外门框通过内门框外搭接边和外门框外搭接边进行焊接，所述的内门框与外门框通过内门框内搭接边和外门框内搭接边进行焊接，以形成所述的尾门框模块。

7.如权利要求6所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的内门框外搭接边和外门框外搭接边进行焊接时，所述的内门框外搭接边和外门框外搭接边形成尾门框外接边；所述的内门框内搭接边和外门框内搭接边进行焊接时，所述的内门框内搭接边和外门框内搭接边形成尾门框内接边。

8.如权利要求7所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的尾门框模块通过所述的尾门框外接边可焊接于所述的车身总成上。

9.如权利要求8所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的尾门框内接边形成有一空腔结构，所述的尾门框内接边形成有密封圈。

10.如权利要求9所述的一种用于轻型框架物流车的变截面尾门框的制造方法，其特征在于：所述的门框左侧板、门框右侧板上设有铰链安装台。