CN210027632U - 门槛加强结构 - Google Patents

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徐伟
李德根
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本实用新型公开了一种门槛加强结构,涉及汽车车身技术领域,该门槛加强结构包括加强件和用于连接A柱和座椅前横梁的门槛,加强件固定在门槛上,且加强件的一端固定在门槛与A柱连接区域内,能够弥补门槛与A柱连接区域的局部强度不足,增强门槛的侧向承受能力。加强件的延伸方向与门槛长度方向相同,加强件的第二端固定在门槛上,加强件的第二端的端面位于门槛与座椅前横梁的连接区域内,或超过门槛与座椅前横梁的连接区域,能够保证A柱到座椅前横梁段门槛的强度,从而将撞击力有效的传递到座椅前横梁上。

Description

门槛加强结构
技术领域
本实用新型涉及汽车车身技术领域,特别涉及一种门槛加强结构。
背景技术
随着生活调节的改善,消费者对汽车安全性的要求也越来越高,汽车防撞性能也受到越来越多的关注。
在前部高速碰撞过程中,驾驶舱的主体结构作为主要的承力区域,必须在极短的碰撞时间内高效地吸收和传递能量,以保证驾驶舱乘员有足够的生存空间。现有的汽车中设计的驾驶舱传力路线,一般为先通过保险杠和吸能盒吸能,再通过纵梁将受力传递到后部车身,保证驾驶舱内驾驶人员的安全。
在小偏置碰撞工况下,驾驶舱传力路线在碰撞区域内参与变形吸能的作用非常小,撞击力直接作用在Shotgun结构(Shotgun结构在汽车结构中通常指上纵梁、前纵梁上的加强结构,即铰链柱到大灯横梁之间的结构)和轮胎上,Shotgun结构承力后会挤压A柱和门槛,轮胎承力后也会挤压门槛,导致小偏置碰撞的能量全部由A柱和门槛变形吸收,使得A柱和门槛向驾驶舱侵入超标带来安全风险。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种门槛加强结构,能够提高小偏置碰撞中门槛的抗弯性能,减少门槛变形。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种门槛加强结构,门槛加强结构包括加强件和用于连接A柱和座椅前横梁的门槛,加强件的第一端固定在门槛与A柱连接区域内,加强件的延伸方向与门槛长度方向相同,加强件的第二端固定在门槛上,加强件的第二端的端面位于门槛与座椅前横梁的连接区域内,或超过门槛与座椅前横梁的连接区域。
进一步地,加强件包括加强板、第一翻边和第二翻边,第一翻边和第二翻边对向设在加强板的两侧,第一翻边和第二翻边垂直于加强板且沿同一方向延伸。
进一步地,第一翻边上设有凸起平面,凸起平面与门槛的边缘连接。
进一步地,加强板上设有定位孔,定位孔的轴线在第一翻边上的投影位于凸起平面内。
进一步地,加强板上具有凸台,凸台的方向朝向门槛。
进一步地,凸台包括第一凸台和多个第二凸台,第一凸台位于加强件的第一端,第二凸台位于加强件的第二端,多个第二凸台沿加强件的长度方向排布。
进一步地,加强板上具有加强筋和减重孔中至少一种,加强筋为凹槽筋结构,减重孔周围设有环形加强筋。
进一步地,加强板、第一翻边和第二翻边的厚度均为1.5mm~1.8mm。
进一步地,门槛加强结构还包括连接件,连接件一端连接门槛,连接件的另一端连接座椅前横梁。
进一步地,连接件包括连接板、第三翻边和第四翻边,第三翻边和第四翻边对向设在连接板的两侧,连接板、第三翻边和第四翻边限定出座椅前横梁的容置空间,且第三翻边和第四翻边分别与座椅前横梁的两侧面连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
加强件固定在门槛上,且加强件的一端固定在门槛与A柱连接区域内,能够弥补门槛与A柱连接区域的局部强度不足,增强门槛的侧向承受能力。加强件的延伸方向与门槛长度方向相同,加强件的第二端固定在门槛上,加强件的第二端的端面位于门槛与座椅前横梁的连接区域内,或超过门槛与座椅前横梁的连接区域,能够保证A柱到座椅前横梁段门槛的强度,从而将撞击力有效的传递到座椅前横梁上。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一个实施例,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为小偏置工况的示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种门槛加强结构的示意图;
图3是本实用新型实施例提供的一种加强件的结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的一种门槛加强结构的结构示意图;
图5是本实用新型实施例提供的一种连接件的示意图;
图6是本实用新型实施例提供的一种连接件和座椅前横梁的连接示意图。
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方式作进一步地详细描述。
为了更清楚的了解本方案,此处对小偏置工况进行简短说明。
图1为小偏置工况的示意图。如图1所示,小偏置碰撞工况为车内乘员安全指数当中一项以64km/h速度的25%重叠的刚性墙碰撞工况。由于小偏置碰撞工况中的刚性壁障10与车体的重叠面积小(25%),传统保险杠与刚性壁障之间在碰撞过程中几乎没有重叠区域,撞击力直接作用在Shotgun结构(Shotgun结构在汽车结构中通常指上纵梁、前纵梁上的加强结构,即铰链柱到大灯横梁之间的结构)和轮胎上。驾驶舱传力路线在碰撞区域内参与变形吸能的作用非常小,Shotgun结构承力后会挤压A柱和门槛,轮胎承力后也会挤压门槛,导致小偏置碰撞的能量全部由A柱和门槛变形吸收,使得A柱和门槛向驾驶舱侵入超标带来安全风险。下面以左侧门槛结构为例,说明本实用新型实施例的门槛加强结构。
图2为本实用新型实施例提供的一种门槛加强结构的结构示意图。门槛加强结构包括依次连接A柱11和座椅前横梁12的门槛100以及加强件200,加强件200的第一端201固定在门槛100与A柱11连接区域A内,加强件200的延伸方向与门槛100长度方向相同,加强件200的第二端202固定在门槛100上,加强件200的第二端202的端面2021位于门槛100与座椅前横梁12的连接区域B内,或超过门槛100与座椅前横梁12的连接区域B。
加强件200固定在门槛100上,且加强件200的一端固定在门槛100与A柱11连接区域A内,能够弥补门槛100与A柱11连接区域A的局部强度不足,增强门槛100的侧向承受能力。加强件200的延伸方向与门槛100长度方向相同,加强件200的第二端202固定在门槛100上,加强件200的第二端202的端面2021位于门槛100与座椅前横梁12的连接区域B内,或超过门槛100与座椅前横梁12的连接区域B,能够保证A柱11到座椅前横梁12段门槛100的强度,从而将撞击力有效的传递到座椅前横梁12上。
如图2所示,座椅前横梁12是沿Y轴方向,门槛100是沿X轴方向,因此,沿Y轴方向的撞击力分量能够被有效分散到座椅前横梁12上,从而减少门槛100向Y轴方向的翻转和变形,进而减少门槛100变形对驾驶舱的入侵,有利于小偏置工况中侧面气帘的展开,提高整车安全性能。
实现时,加强件200的第二端202的端面2021可以超过门槛100与座椅前横梁12的连接区域B,比如延伸到座椅后横梁部分,以便对整个门槛100区域的强度进行增强,同时将Y轴方向的撞击力的分量进一步的分散到座椅后横梁上。
加强件200的第二端202的端面2021位于门槛100与座椅前横梁12的连接区域B内。相对于超过门槛100与座椅前横梁12的连接区域B(比如延伸到座椅后横梁部分)的方案,加强件200的第二端202的端面2021位于门槛100与座椅前横梁12的连接区域B内,可以节省材料,同时减轻门槛100加强结构的重量,进而减少整车自重。
图3是本实用新型实施例提供的一种加强件的结构示意图。加强件200包括加强板210、第一翻边220和第二翻边230,第一翻边220和第二翻边230对向设置在加强板210的两侧,第一翻边220和第二翻边230垂直于加强板210且沿同一方向延伸。第一翻边220和第二翻边230能够增强加强件200的抗弯强度,防止加强件200的变形。加强板210、第一翻边220和第二翻边230的厚度均为1.5mm~1.8mm,屈服强度要求不低于500MPa,以保证加强结构的整体强度满足设计需要。
第一翻边220上设有凸起平面221,凸起平面221与门槛100的边缘连接,以便于通过凸起平面221将加强件200与门槛100Z向点焊焊接起来。
参见图3,加强板210上设有定位孔240,定位孔240的轴线位于在第一翻边220上的投影位于凸起平面221内。实际应用时,焊装夹具通过定位孔240固定门槛100和加强件200,从而保证焊接的准确性。
加强板210上设有凸台,凸台的方向朝向门槛100。由于门槛为大型件,尺寸不易控制,通过凸台能够调节门槛100和加强板210之间的间隙,便于将加强件200与门槛100Y向点焊焊接起来。
可选地,凸台的表面在Y向保持同一高度,以简化点焊焊接的工艺,避免碰撞过程中焊点拉脱现象的产生。
可选地,凸台包括第一凸台251和多个第二凸台252。第一凸台251位于加强件200的第一端201,第二凸台252位于加强件200的第二端202。多个第二凸台252可以沿加强件200的长度方向排布,以保证加强件200与门槛100的连接强度。
第一凸台251可以是椭圆形,以便可以在第一凸台251上设置多个焊点,进而对加强件200第一端201与门槛100的连接进行加强,增加加强件200第一端201与门槛100连接的稳定性。
加强板210上具有加强筋260,加强筋260为凹槽筋结构,以增强加强件200自身横向抵抗变形的能力。加强板210上具有减重孔270,减重孔270周围设有环形加强筋,以减少减重孔270对强度的影响。加强筋260和减重孔270的位置可以依据实际情况设计,实际中,可以通过有限元分析计算模拟加强板210上的受力,确定加强筋260和减重孔270的位置。例如,运用Optistruct有限元分析软件进行加强板210上的受力分析。
可选地,在加强件200上设置多个安装孔280,螺栓通过安装孔280将加强件200与油箱拉线支架连接,可以保证安装板固定的稳定性。
参见图1,门槛100加强结构还包括连接件300,连接件300一端连接门槛100,连接件300的另一端连接座椅前横梁12。由于连接件300增大了门槛100和座椅前横梁12的接触面积,不仅可以增加其连接强度,还可以使门槛100与座椅前横梁12之间力的传导更加顺畅,实现A柱11—门槛100—座椅前横梁12的“L”型传力路径,进而更好的分散门槛100受到Y轴方向的撞击力,减少门槛100的Y轴方向的翻转和变形。
图5是本实用新型实施例提供的一种连接件的示意图,如图5所示,连接件300包括连接板310、第三翻边320、第四翻边330和侧边340,第三翻边320和第四翻边330对向设在连接板310的两侧。图6是本实用新型实施例提供的一种连接件和座椅前横梁的连接示意图,如图5和图6所示,第三翻边320和第四翻边330对向设在连接板310的两侧,连接板310、第三翻边320和第四翻边330限定出座椅前横梁12的容置空间,且第三翻边320和第四翻边330分别与座椅前横梁12的两侧面121连接。第三翻边320和第四翻边330分别与座椅前横梁12的两侧面连接,增大了连接件300与座椅前横梁12的接触面积,从而通过第三翻边320和第四翻边330将连接件300牢固固定在座椅前横梁12上。通过侧边340将连接件300固定在门槛100上,从而实现A柱11—门槛100—座椅前横梁12的“L”型传力路径。
第三翻边320和第四翻边330可以通过点焊的方式将连接件300焊接在座椅前横梁上。侧边340可以通过点焊的方式将连接件300焊接在门槛100上。
可选地,连接件300上设有连接孔311,用于实现座椅的安装。也可以不设置连接孔311,而将座椅与座椅前横梁12直接连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种门槛加强结构,其特征在于,所述门槛加强结构包括加强件(200)和用于连接A柱(11)和座椅前横梁(12)的门槛(100),所述加强件(200)的第一端(201)固定在所述门槛(100)与所述A柱(11)连接区域(A)内,所述加强件(200)的延伸方向与所述门槛(100)长度方向相同,所述加强件(200)的第二端(202)固定在所述门槛(100)上,所述加强件(200)的所述第二端(202)的端面(2021)位于所述门槛(100)与所述座椅前横梁(12)的连接区域(B)内,或超过所述门槛(100)与所述座椅前横梁(12)的连接区域(B)。
2.根据权利要求1所述的门槛加强结构,其特征在于,所述加强件(200)包括加强板(210)、第一翻边(220)和第二翻边(230),所述第一翻边(220)和第二翻边(230)设在所述加强板(210)的对向两侧,所述第一翻边(220)和所述第二翻边(230)垂直于所述加强板(210)且沿同一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的门槛加强结构,其特征在于,所述第一翻边(220)上设有凸起平面(221),所述凸起平面(221)与所述门槛(100)的边缘连接。
4.根据权利要求3所述的门槛加强结构,其特征在于,所述加强板(210)上设有定位孔(240),所述定位孔(240)的轴线在所述第一翻边(220)上的投影位于所述凸起平面(221)内。
5.根据权利要求2所述的门槛加强结构,其特征在于,所述加强板(210)上具有凸台,所述凸台的方向朝向所述门槛(100)。
6.根据权利要求5所述的门槛加强结构,其特征在于,所述凸台包括第一凸台(251)和多个第二凸台(252),所述第一凸台(251)位于所述加强件(200)的第一端(201),所述第二凸台(252)位于所述加强件(200)的第二端(202),所述多个第二凸台(252)沿所述加强件(200)的长度方向排布。
7.根据权利要求2-6任一项所述的门槛加强结构,其特征在于,所述加强板(210)上具有加强筋(260)和减重孔(270)中至少一种,所述加强筋(260)为凹槽筋结构,所述减重孔(270)周围设有环形加强筋。
8.根据权利要求2-6任一项所述的门槛加强结构,其特征在于,所述加强板(210)、所述第一翻边(220)和所述第二翻边(230)的厚度均为1.5mm~1.8mm。
9.根据权利要求1-6任一项所述的门槛加强结构,其特征在于,所述门槛加强结构还包括连接件(300),所述连接件(300)一端连接所述门槛(100),所述连接件(300)的另一端连接所述座椅前横梁(12)。
10.根据权利要求9所述的门槛加强结构,其特征在于,所述连接件(300)包括连接板(310)、第三翻边(320)和第四翻边(330),所述第三翻边(320)和第四翻边(330)对向设在所述连接板(310)的两侧,所述连接板(310)、所述第三翻边(320)和所述第四翻边(330)限定出所述座椅前横梁(12)的容置空间,且所述第三翻边(320)和所述第四翻边(330)分别与所述座椅前横梁(12)的两侧面(121)连接。
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