CN208855573U - 一种新型的汽车前防撞梁总成 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的汽车前防撞梁总成，包括横梁总成、两吸能盒总成和两连接板，所述横梁内侧与两吸能盒总成一端焊接，两吸能盒总成另一端与连接板焊接，连接板通过螺栓紧固在车身前纵梁总成上，所述横梁总成内填充设置有若干层密度由中间向两端递减的功能梯度材料，所述吸能盒总成包括吸能盒，所述吸能盒由若干层屈服强度沿远离所述横梁总成的方向逐层递增的功能梯度材料制成，所述吸能盒内沿远离所述横梁总成的方向填充设置有若干层密度逐层递增的功能梯度材料。本实用新型的横梁和吸能盒中填充了功能梯度分布的泡沫铝，提高防撞梁抗弯强度和碰撞吸能效果的同时可以减轻防撞梁自重，具有抗撞性能优异，简单实用，便于拆卸等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车碰撞安全技术领域，尤其涉及一种新型的汽车前防撞梁总成。
背景技术
随着汽车保有量的不断增加，汽车碰撞的交通事故也不断增多，汽车安全问题日益突出。交通事故发生时，汽车防撞梁是保护乘员安全的第一道屏障，是汽车被动安全系统的重要部件。在不超过15km/h的低速碰撞下，性能良好的防撞梁应能够最大程度保证车内乘员安全同时尽可能降低车辆易损件破坏程度。在对防撞梁的低速正碰实验中发现横梁自身中间的焊点发生破裂，导致横梁中部出现断裂。这种现象不仅导致了横梁的强度降低，而且碰撞力无法通过横梁均匀的传递到两侧吸能盒，吸能盒无法发生压溃吸收碰撞能量，降低了汽车的被动安全性能。由于车身前部空间狭小，前防撞梁安装空间有限，吸能盒的长度不够。在极限工况的低速正碰实验中，防撞梁不能完全吸收碰撞能量，在吸能盒达到密实化阶段后，碰撞力将直接传递到车身，对车内乘员的安全造成了严重威胁，同时导致了汽车前部部件更严重的损坏。因此，满足各项安全性能指标的高强度、高吸能的防撞梁结构是汽车产商和消费者的迫切需求。
实用新型内容
本实用新型用于解决上述已有技术的缺陷，提供了一种通过改进横梁结构设计，有效提高了横梁强度，另一方面提供了一种通过改进吸能盒结构设计，有效提高了吸能盒的碰撞吸能的新型的汽车前防撞梁总成。
为实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：
一种新型的汽车前防撞梁总成，包括横梁总成、两吸能盒总成和两连接板，所述横梁内侧与两吸能盒总成一端焊接，两吸能盒总成另一端与连接板焊接，连接板通过螺栓紧固在车身前纵梁总成上，所述横梁总成内填充设置有若干层密度由中间向两端递减的功能梯度材料，所述吸能盒总成包括吸能盒，所述吸能盒由若干层屈服强度沿远离所述横梁总成的方向逐层递增的功能梯度材料制成，所述吸能盒内沿远离所述横梁总成的方向填充设置有若干层密度逐层递增的功能梯度材料。
进一步地，所述的横梁总成包括弧形横梁，所述弧形横梁的横截面包括日字型部分、分别内嵌在所述日字型部分两个矩形框内的“∩”型部分，所述日字型部分和“∩”型部分之间填充设置有若干层密度由中间向两端递减的横梁功能梯度泡沫铝。
进一步地，所述横梁功能梯度泡沫铝的层数为18-24层，最小密度为0.2g/cm3，最大密度为0.68g/cm3。
进一步地，所述弧形横梁的日字型部分、分别内嵌在所述日字型部分两个矩形框内的“∩”型部分通过挤压和辊弯工艺一体成型；所述弧形横梁横截面的宽度尺寸B为96-140mm,高度尺寸H为36-50mm，外层壁板各处圆角R半径为2-4mm，内层壁板各处圆角r半径为1-3mm。
进一步地，所述弧形横梁靠近右端60-80mm处开设有直径为12-16mm、用于安装拖车螺管的通孔，所述拖车螺管与所述弧形横梁焊接。
进一步地，所述吸能盒呈双层多胞结构，其横截面包括外壁和内壁，所述内、外壁之间通过加强筋连接，所述内、外壁及加强筋之间的空腔内沿远离所述横梁总成的方向填充设置有若干层密度逐层递增的吸能盒功能梯度泡沫铝。
进一步地，所述吸能盒通过挤压工艺一体成型，外壁截面形状为六边形，边长M为36-44mm；内壁截面形状为四边形，边长N为32-40mm。
进一步地，所述吸能盒功能梯度泡沫铝的层数为6-10层，最小密度为0.2g/cm3，最大密度为0.6g/cm3。
进一步地，所述吸能盒长度为120-160mm，包括三层屈服强度沿远离所述横梁总成的方向逐层递增的功能梯度材料，依次为屈服强度为70Mpa、120Mpa、175Mpa的铝合金材料。
进一步地，所述吸能盒外侧对称开设有均匀分布的半通型诱导槽，所述诱导槽深度为3-5mm。
相比现有技术，本实用新型通过改进横梁和吸能盒设计，通过采用“日字+两个∩”型的复合式截面，提高了横梁的强度，使碰撞力平均地传递到两侧吸能盒；吸能盒为双层多胞结构，提高了吸能盒的碰撞吸能效果；吸能盒采用梯度材料，使吸能盒在碰撞过程中逐级压溃产生稳定的渐进叠缩变形；吸能盒外侧对称均匀地开设了半通型诱导槽，可以有效地降低碰撞时的初始峰值力；横梁和吸能盒中填充了泡沫铝，提高防撞梁抗弯强度和碰撞吸能的同时可以减轻防撞梁自重；防撞梁抗撞性能优异，简单实用，便于拆卸。
附图说明
图1为本实用新型实施例的轴测图。
图2为本实用新型实施例的主视图。
图3为本实用新型实施例的横梁总成的装配爆炸图。
图4为本实用新型实施例的吸能盒总成的装配爆炸图。
图5为图2中A-A剖视图。
图6为图2中B-B剖视图。
图7为连接板轴测图。
图8为横梁功能梯度填充泡沫铝的功能梯度示意图。
图9为吸能盒功能梯度泡沫铝的功能梯度示意图。
图10为横梁功能梯度填充泡沫铝密度示意图。
图11为吸能盒功能梯度泡沫铝密度示意图。
图中标号说明：1横梁总成；2吸能盒总成；3连接板；1-1拖车螺管；1-2弧形横梁；1-3横梁功能梯度泡沫铝；2-1吸能盒低强度层；2-2吸能盒中等强度层；2-3吸能盒高强度层；2-4吸能盒功能梯度泡沫铝。
具体实施方式
为了使本领域研究人员更进一步了解本实用新型及相关技术内容，下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示，一种新型的汽车前防撞梁总成，包括横梁总成1、两吸能盒总成2和两连接板3，所述横梁内侧与两吸能盒总成2一端焊接，两吸能盒总成2另一端与连接板焊接，连接板通过螺栓紧固在车身前纵梁总成上，所述横梁总成1内填充设置有若干层密度由中间向两端递减的功能梯度材料，所述吸能盒总成2包括吸能盒，所述吸能盒由若干层屈服强度沿远离所述横梁总成1的方向逐层递增的功能梯度材料制成，所述吸能盒内沿远离所述横梁总成1的方向填充设置有若干层密度逐层递增的功能梯度材料。
如图2、3、5所示，所述的横梁总成1包括弧形横梁1-2，所述弧形横梁1-2的横截面包括日字型部分、分别内嵌在所述日字型部分两个矩形框内的“∩”型部分，所述弧形横梁1-2的日字型部分、分别内嵌在所述日字型部分两个矩形框内的“∩”型部分通过挤压和辊弯工艺一体成型，这种复合式截面横梁可以提高横梁强度，有利于碰撞力均匀地向两侧吸能盒传递。所述弧形横梁1-2横截面的宽度尺寸B为120mm，高度尺寸H为46mm，外层壁板各处圆角R半径为3mm，内层壁板各处圆角r半径为2mm。
如图8和图10所示，所述日字型部分和“∩”型部分之间填充设置有24层密度由中间向两端递减的横梁功能梯度泡沫铝1-3，所述横梁功能梯度泡沫铝1-3的最小密度为0.2g/cm3，最大密度为0.68g/cm3。泡沫铝具有低密度高强度的特点，通过在横梁中填充功能梯度分布的泡沫铝，可以在减轻横梁自重的同时增加横梁的强度。
另外，所述弧形横梁1-2靠近右端60-80mm处开设有直径为12-16mm、用于安装拖车螺管1-1的通孔，所述拖车螺管1-1与所述弧形横梁1-2焊接。
具体地，如图1、4所示，所述吸能盒长度为120-160mm，包括三层屈服强度沿远离所述横梁总成1的方向逐层递增的功能梯度材料，即：吸能盒低强度层2-1、吸能盒中等强度层2-2、吸能盒高强度层2-3，所述吸能盒低强度层2-1、吸能盒中等强度层2-2、吸能盒高强度层2-3依次为屈服强度为70Mpa、120Mpa、175Mpa的铝合金材料，相比于传统的同一材料吸能盒，这种梯度材料吸能盒在碰撞发生时，可以诱导吸能盒在碰撞过程中逐级压溃产生稳定的渐进叠缩变形，使碰撞过程更为平稳。
如图6所示，所述吸能盒内部呈双层多胞结构，通过挤压工艺一体成型，其横截面包括外壁和内壁，所述内、外壁之间通过加强筋连接，所述吸能盒外壁截面形状为六边形，边长M为40mm；内壁截面形状为四边形，边长N为38mm。相比于传统的单层管，这种双层多胞管能够显著增加吸能盒的碰撞吸能。
如图4、9、11所示，所述内、外壁及加强筋之间的空腔内沿远离所述横梁总成1的方向填充设置有若10层密度逐层递增的吸能盒功能梯度泡沫铝2-4，所述吸能盒功能梯度泡沫铝2-4最小密度为0.2g/cm3，最大密度为0.45g/cm3。泡沫铝具有低密度高吸能的特点，通过在横梁中填充功能梯度分布的泡沫铝，可以在减轻吸能盒自重的同时增加吸能盒的碰撞吸能。
同时，如图1、2、4所示，所述吸能盒外侧对称开设有均匀分布的半通型诱导槽，所述诱导槽深度为3mm。通过开设对称均匀分布的诱导槽，在碰撞发生时可以诱导吸能盒更容易的发生塑性变形，形成稳定的渐进叠缩变形模式，有效地降低碰撞时的初始峰值力。
如图1、7所示，所述连接板对称均匀开设了6个安装孔，安装孔大小为φ12mm，安装孔内通过螺栓连接车身前纵梁。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施方案，并非用以局限本实用新型的范围。因此，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包含在本实用新型范围内。
Claims (10)
1.一种新型的汽车前防撞梁总成，包括横梁总成、两吸能盒总成和两连接板，所述横梁内侧与两吸能盒总成一端焊接，两吸能盒总成另一端与连接板焊接，连接板通过螺栓紧固在车身前纵梁总成上，其特征在于：所述横梁总成内填充设置有若干层密度由中间向两端递减的功能梯度材料，所述吸能盒总成包括吸能盒，所述吸能盒由若干层屈服强度沿远离所述横梁总成的方向逐层递增的功能梯度材料制成，所述吸能盒内沿远离所述横梁总成的方向填充设置有若干层密度逐层递增的功能梯度材料。
2.根据权利要求1所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述的横梁总成包括弧形横梁，所述弧形横梁的横截面包括日字型部分、分别内嵌在所述日字型部分两个矩形框内的“∩”型部分，所述日字型部分和“∩”型部分之间填充设置有若干层密度由中间向两端递减的横梁功能梯度泡沫铝。
3.根据权利要求2所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述横梁功能梯度泡沫铝的层数为18-24层，最小密度为0.2g/cm3，最大密度为0.68g/cm3。
4.根据权利要求2所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述弧形横梁的日字型部分、分别内嵌在所述日字型部分两个矩形框内的“∩”型部分通过挤压和辊弯工艺一体成型；所述弧形横梁横截面的宽度尺寸B为96-140mm,高度尺寸H为36-50mm，外层壁板各处圆角R半径为2-4mm，内层壁板各处圆角r半径为1-3mm。
5.根据权利要求2所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述弧形横梁靠近右端60-80mm处开设有直径为12-16mm、用于安装拖车螺管的通孔，所述拖车螺管与所述弧形横梁焊接。
6.根据权利要求1所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述吸能盒呈双层多胞结构，其横截面包括外壁和内壁，所述内、外壁之间通过加强筋连接，所述内、外壁及加强筋之间的空腔内沿远离所述横梁总成的方向填充设置有若干层密度逐层递增的吸能盒功能梯度泡沫铝。
7.根据权利要求6所述的一种新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述吸能盒通过挤压工艺一体成型，外壁截面形状为六边形，边长M为36-44mm；内壁截面形状为四边形，边长N为32-40mm。
8.根据权利要求6所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述吸能盒功能梯度泡沫铝的层数为6-10层，最小密度为0.2g/cm3，最大密度为0.6g/cm3。
9.根据权利要求1所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述吸能盒长度为120-160mm，包括三层屈服强度沿远离所述横梁总成的方向逐层递增的功能梯度材料，依次为屈服强度为70Mpa、120Mpa、175Mpa的铝合金材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的新型的汽车前防撞梁总成，其特征在于，所述吸能盒外侧对称开设有均匀分布的半通型诱导槽，所述诱导槽深度为3-5mm。
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