CN204937248U - 汽车b柱及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种汽车B柱及汽车。所述汽车B柱包括加强板和补强板，所述加强板由彼此固接的上部加强板和下部加强板拼接组成，且所述加强板为钢结构；所述补强板的一面与所述上部加强板的一面固接，且所述补强板中包含碳纤维增强材料。本实用新型能同时实现碰撞安全性能的提升以及B柱的轻量化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车B柱及汽车，属于汽车技术领域。
背景技术
随着汽车技术行业的发展，汽车的安全性能越来越受到人们的关注。一个符合安全设计要求的车身，一方面要能够降低乘客所受到的冲击，通过形变吸收碰撞过程中的能量，另一方面要采用高强度车身结构保证乘客的生存空间，避免过多形变。
通常，汽车B柱设置在驾驶舱的前座和后座之间，从车顶延伸到车底部。在汽车侧面碰撞过程中，由于B柱的结构强度起到非常重要的作用，因此B柱的结构强度很大程度上决定了车身的强度。
现有的B柱通常为全钢结构，在强度达到一定级别时，只能通过增加厚度实现安全性能，不仅增加了整车重量、增加油耗，而且对于零件的加工、焊接等都带来不便。
实用新型内容
本实用新型提供一种汽车B柱，能同时实现碰撞安全性能的提升以及B柱的轻量化。
本实用新型还提供一种汽车，其具有上述的汽车B柱，该汽车碰撞安全性能优异且重量较轻。
一方面，本实用新型提供一种汽车B柱，其包括加强板和补强板，
所述加强板由上部加强板和下部加强板拼接组成，且所述加强板为钢结构；所述补强板的一面与所述上部加强板的一面固接，且所述补强板中包含碳纤维增强材料。
进一步地，所述上部加强板的强度大于所述下部加强板的强度。
进一步地，所述上部加强板的抗拉强度大于1000MPa，所述下部加强板的抗拉强度大于500MPa。
进一步地，补强板的尺寸与所述上部加强板的尺寸相当。
进一步地，所述补强板的抗拉强度大于3000MPa。
进一步地，所述补强板的厚度为0.1-1.2mm。
另一方面，本实用新型还提供一种汽车，其具有上述的汽车B柱。
本实用新型提供的汽车B柱通过钢制的加强板与纤维增强材料的补强板的合理搭配，充分发挥了纤维增强材料的高强度、轻量化性能，从而实现了汽车B柱的高强度、轻量化。应用该B柱的汽车碰撞安全性能优异且重量较轻。
附图说明
图1为本实用新型提供的汽车B柱中加强板的示意图。
图2为本实用新型提供的汽车B柱中补强板的示意图。
图3为本实用新型提供的汽车B柱中加强板和补强板装配示意图。
附图标记说明
10-加强板
11-上部加强板
12-下部加强板
20-补强板
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种汽车B柱，其包括加强板10和补强板20。
如图1所示，加强板10由上部加强板11和下部加强板12拼接组成，且加强板10为钢结构；
如图2所示，补强板20的一面与上部加强板11的一面固接，且补强板20中包含碳纤维增强材料。
其中，碳纤维增强材料的密度仅为钢的25％，抗拉强度为钢的数倍，通过使用碳纤维增强材料作为B柱的补强板20，增加其碰撞性能，同时降低B柱的重量，B柱总成降重可达30％以上。
进一步地，上部加强板11的强度大于下部加强板12的强度。使B柱整体为上强下弱，在侧碰撞过程中，B柱上段强度大，侵入量小，距离乘客头部较远，可避免头部受到冲击，B柱下端强度较小，变形吸收能量大，可以有适当的侵入量，由于下部加强板12在侵入方向上有座椅保护，乘客不会有致命伤害，因而有利于侧面碰撞的过程中能量的吸收和传递，从而保证了人员和财产安全。
进一步地，上部加强板11的抗拉强度可大于1000MPa，下部加强板12的抗拉强度可大于500MPa。在本实用新型的一个实施例中，上部加强板11的抗拉强度可为1500MPa，下部加强板12的抗拉强度可为600MPa。
图3为本实用新型提供的汽车B柱中加强板10和补强板20的装配示意图。如图3所示，补强板20的尺寸与上部加强板11的尺寸相当，更有利于提供较好的补强作用。
通常，补强板20的抗拉强度可大于3000MPa，厚度可为0.1-1.2mm，有利于实现安全性能的同时减轻自重。
本实用新型提供的汽车B柱，可采用如下的制造方法：
首先，B柱采用分段冷却的热成型工艺，先将钢制加强板10加热至900℃以上，此时钢的金相组织为全部奥氏体；
第二步，制作纤维增强材料的预浸布，将连续碳纤维丝束制成经编的碳纤维布，在不饱和聚酯树脂预浸溶液中形成约0.2mm厚的碳纤维预浸布，依次间隔45度角度进行第2-6层碳纤维预浸布铺层、裁剪；经过6次铺层，得到以碳纤维预浸布制成的半成品碳纤维补强板20；
第三步，加热到900℃的加强板10与碳纤维预浸布支撑的半成品的补强板20，共同放入热冲压模具中进行冲压、保压、冷却工序，碳纤维在高温及不饱和聚酯树脂的作用下，与上部加强板11粘结为一体；
第四步，在热冲压模具中，采用分段冷却的方式，上部加强板11采用30℃每秒的冷却速度进行冷却，使上部加强板11的奥氏体全部转化为马氏体，强度在1500MPa，下部加强板12采用15℃每秒的冷却速度，使奥氏体组织不发生转变，因此强度仅为600MPa。
第五步，当B柱总体的温度降低到300℃时，开启热冲压模具，取出零件。此时，上部加强板11强度较高，且粘结有含碳纤维增强材料的补强板20，下部加强板12强度较低，没有碳纤维材料。
最终，制成的钢-碳纤维材料混合B柱总成，经模拟分析及测试后性能优于现有的全钢汽车B柱，且B柱总成重量降低30％。
本实用新型提供的汽车B柱通过钢制的加强板与纤维增强材料的补强板的合理搭配，充分发挥了纤维增强材料的高强度、轻量化性能，从而实现了汽车B柱的高强度、轻量化。应用该B柱的汽车碰撞安全性能优异且重量较轻。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种汽车B柱，其特征在于，包括加强板和补强板，
所述加强板由上部加强板和下部加强板拼接组成，且所述加强板为钢结构；所述补强板的一面与所述上部加强板的一面固接，且所述补强板中包含碳纤维增强材料。
2.根据权利要求1所述的汽车B柱，其特征在于，所述上部加强板的强度大于所述下部加强板的强度。
3.根据权利要求2所述的汽车B柱，其特征在于，所述上部加强板的抗拉强度大于1000MPa，所述下部加强板的抗拉强度大于500MPa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车B柱，其特征在于，补强板的尺寸与所述上部加强板的尺寸相当。
5.根据权利要求1-3任一项所述的汽车B柱，其特征在于，所述补强板的抗拉强度大于3000MPa。
6.根据权利要求1-3任一项所述的汽车B柱，其特征在于，所述补强板的厚度为0.1-1.2mm。
7.一种汽车，其特征在于，具有权利要求1-6任一项所述的汽车B柱。
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