CN215043142U - 汽车、仪表板横梁总成及其管梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车、仪表板横梁总成及其管梁，所述管梁为一体的管状结构件，所述管梁包括设定部位，所述设定部位的管壁厚度大于其余部位的管壁厚度，所述设定部位位于所述管梁的模态敏感区域。该管梁的结构设计能够在减轻自身重量的基础上满足仪表板横梁总成的性能需求。

Description

汽车、仪表板横梁总成及其管梁

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种仪表板横梁总成及其管梁，还涉及一种包括上述仪表板横梁总成的汽车。

背景技术

汽车的仪表板横梁总成为仪表板系统的内部骨架，用于为仪表板系统中的部件及座舱内的部分部件提供支撑和安装位置。

为满足汽车的低碳化要求，汽车的各结构件趋向于轻量化发展，仪表板横梁总成中的管梁作为连接各部件的基础构件，同时作为一体成型件，对其结构强度等有较高要求，限制了仪表板横梁总成整体的轻量化。

有鉴于此，如何改进现有仪表板横梁总成的管梁，在减轻其重量的基础上，能够满足性能需求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽车、仪表板横梁总成及其管梁，该管梁的结构设计能够在减轻自身重量的基础上满足仪表板横梁总成的性能需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种仪表板横梁总成的管梁，所述管梁为一体的管状结构件，所述管梁包括设定部位，所述设定部位的管壁厚度大于其余部位的管壁厚度，所述设定部位位于所述管梁的模态敏感区域。

该实用新型将仪表板横梁总成的管梁设为不同壁厚的一体管状结构件，具体的，在管梁的模态敏感区域选定设定部位，该设定部位的管壁厚度大于其他部位的管壁厚度，以此在确保管梁满足基本结构强度等性能需求的基础上，降低管梁总重量，以使仪表板横梁总成能够满足汽车的轻量化发展趋势。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述其余部位包括与所述设定部位邻接的过渡部位和剩余部位，所述过渡部位的管壁厚度沿远离所述设定部位的方向逐渐减小。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述管梁包括两个端部管段和中部管段，两个所述端部管段的轴线重合，所述中部管段与所述端部管段相平行，所述中部管段的两端分别通过第一弯管段和第二弯管段与第一端部管段和第二端部管段连接；所述设定部位包括所述第一弯管段的与所述第一端部管段邻接的第一设定管部，所述第一设定管部呈弧状结构；所述第一端部管段用于与副驾驶室侧的支架连接。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述第一弯管段包括与所述第一设定管部邻接的第一过渡管部，所述第一过渡管部的管壁厚度沿所述第一弯管段至所述中部管段的方向逐渐减小；所述第一端部管段包括与所述第一设定管部邻接的第二过渡管部，所述第二过渡管部的管壁厚度沿所述第一弯管段至所述第一端部管段的方向逐渐减小；所述过渡部位包括所述第一过渡管部和所述第二过渡管部。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述第二端部管段包括邻接所述第二弯管段的第二设定管部，所述设定部位包括所述第二设定管部。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述第二端部管段包括与所述第二设定管部邻接的第三过渡管部，所述第三过渡管部的管壁厚度沿所述第二弯管段至所述第二端部管段的方向逐渐减小；所述第二弯管段包括与所述第二设定管部邻接的第四过渡管部，所述第四过渡管部呈弧状结构，所述第四过渡管部的管壁厚度沿所述第二端部管段至所述第二弯管段的方向逐渐减小；所述过渡部位包括所述第三过渡管部和所述第四过渡管部。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述管梁的外径尺寸相同。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述管梁的管壁厚度的最大值与最小值之间的差值在0.5～0.8mm范围内。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述过渡部位在其轴线方向的长度大于10mm。

如上所述的仪表板横梁总成的管梁，所述管梁为差厚板制成的管梁。

本实用新型还提供一种仪表板横梁总成，包括管梁，所述管梁上安装有空调支架和管柱支架，所述管梁为上述任一项所述的管梁。

由于上述管梁具有上述技术效果，所以包括该管梁的仪表板横梁总成也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。

本实用新型还提供一种汽车，包括仪表板横梁总成和车身侧围，所述仪表板横梁总成的两端与所述车身侧围连接，所述仪表板横梁总成为上述所述的仪表板横梁总成

由于上述仪表板横梁总成具有上述技术效果，所以包括该仪表板横梁总成的汽车也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。

附图说明

图1为本实用新型所提供仪表板横梁总成的管梁的结构示意图；

图2为图1中A部位的局部放大图；

图3为图1中B部位的局部放大图。

附图标记说明：

管梁100，第一端部管段101，第二过渡管部111，第二端部管段102，第二设定管部121，第三过渡管部122，中部管段103，第一弯管段104，第一设定管部141，第一过渡管部142，第一设定管部141，第二弯管段105，第四过渡管部151。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合汽车、仪表板横梁总成及其管梁一并说明，有益效果部分不再重复论述。

汽车的仪表板横梁总成为仪表板系统的内部骨架，其两端与车身的侧围连接，仪表板横梁总成通常包括管梁以及连接在管梁上的各支架，这些支架包括前围支架、端支架、管柱安装支架和空调安装支架等。

本实用新型的重点对仪表板横梁总成的管梁结构做了改进，下面就管梁做详细说明。

请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供仪表板横梁总成的管梁的结构示意图；图2为图1中A部位的局部放大图；图3为图1中B部位的局部放大图。

该实施例中，仪表板横梁总成的管梁100为一体的管状结构件，该管梁100包括设定部位，设定部位的管壁厚度大于其余部位的管壁厚度，该设定部位位于管梁100的模态敏感区域。可以理解，这里的其余部位指的是管梁100上除了设定部位的区域。

需要说明的是，模态是结构系统的固有振动特性，每个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态阵型。通过结构模态分析法，可以得出机械结构在某一易受影响的频率范围内各阶模态的振动特性，以及机械结构在此频段内及在内部或外部各种振源激励作用下的振动响应结果，再由模态分析法获得模态参数并结合相关试验，借助这些特有参数用于结构的重新设计。模态分析可以通过有限元计算的方法完成，在实际应用中，可以通过模态分析来确定管梁100的模态敏感区域；模态敏感区域，指此处管梁100的厚度或者结构变化影响整体模态最为显著，可理解为模态提升的关键区域。

如上，该仪表板横梁总成的管梁设为不同壁厚的一体管状结构件，具体的，在管梁100的模态敏感区域选定设定部位，该设定部位的管壁厚度大于其他部位的管壁厚度，以此在确保管梁100满足基本结构强度等性能需求的基础上，降低管梁100总重量，以使仪表板横梁总成能够满足汽车的轻量化发展趋势。

这里需要指出的是，前述设定部位处于管梁100的模态敏感区域，但是并不表示管梁100的所有模态敏感区域都为设定部位，也就是说，设定部位可以是模态敏感区域的一部分，也可以是全部，通常来说，只要是模态敏感区域的部分即可满足性能需求，具体将模态敏感区域的哪个部分选定为设定部位可以通过模态分析的常用手段，比如前述提及的有限元分析等来确定。

该实施例中，不同厚度的一体结构的管梁100可以采用差厚板制成，差厚板(TRB，Tailor.Rolled.Blank)指的是利用轧制方法生产的变厚度板材，这样制成的管梁100省去了焊接工序，提升了表面质量，能够提高管梁100的冲击吸能效果。

管梁100上除了设定部位的其余部位包括与设定部位邻接的过渡部位和剩余部位，其中，过渡部位的管壁厚度沿远离设定部位的方向逐渐减小，也就是说，对于一个设定部位的过渡部位，其在靠近设定部位的厚度相对较大，在远离设定部位的厚度相对较小，过渡部位的设置，方便管梁100在制作过程中被相关夹具夹持，避免影响管梁100的整体性能。通常来说，过渡部位在其轴线方向的长度大于10mm，以确保相关夹具能够夹持。

如图1所示，该实施例中，管梁100包括两个端部管段和中部管段103，两个端部管段的轴线重合，中部管段103与端部管段相平行设置，此处为方便说明，将两个端部管段分别称之为第一端部管段101(图示右侧)和第二端部管段102(图示左侧)，中部管段103的两端分别通过第一弯管段104和第二弯管段105与第一端部管段101和第二端部管段102连接，即中部管段103的右端通过第一弯管段104与第一端部管段101连接，中部管段103的左端通过第二弯管段105与第二端部管段102连接。

实际设置时，管梁100通常呈对称结构，即第一弯管段104和第二弯管段105的结构对称，当然，根据汽车的应用需求，也可适应设置，不局限于图示所示结构。

该管梁100的第一端部管段101用于与汽车的副驾驶侧的相关支架连接，比如其上可安装副驾驶侧的气囊支架、鼓风机支架、电器模块支架等，相应地，第二端部管段102用于与汽车的驾驶员侧的相关支架连接，比如管部安装支架等。

该实施例中，管梁100的设定部位包括第一弯管段104的与第一端部管段101邻接的第一设定管部141，该第一设定管部141呈弧状结构。实际应用时，为了确保管梁100的结构性能，第一弯管段104与中部管段103和第一端部管段101的连接处均圆滑过渡，结合图1和图2，第一弯管段104包括与中部管段103邻接的弯管部和与第一端部管段101邻接的弯管部，两个弯管部的弯曲方向不同，为实现各连接处圆滑过渡，可以理解，与中部管段103邻接的弯管部的圆心相对靠近管梁100的轴向中心，与第一端部管段101邻接的弯管部的圆心相对远离管梁100的轴向中心，具体设置时，根据需要，第一弯管段104还可以包括连接其两个弯管部的直管部。

第二弯管段105的结构与第一弯管段104的结构类似理解，不再重复。

具体的，第一弯管段104包括与第一设定管部141邻接的第一过渡管部142，第一过渡管部142的管壁厚度沿第一弯管段104至中部管段103的方向逐渐减小；第一端部管段101包括与第一设定管部141邻接的第二过渡管部111，第二过渡管部111的管壁厚度沿第一弯管段104至第一端部管段101的方向逐渐减小；前述过渡部位包括位于其两端的第一过渡管部142和第二过渡管部111。

具体设置时，第一设定管部141、第一过渡管部142和第二过渡管部111的尺寸均可根据实际应用需求来设置，以兼顾管梁100的重量和性能为准。

该实施例中，管梁100的设定部位还包括第二设定管部121，第二设定管部121为第二端部管段102邻接第二弯管段105的管部，具体设置时，第二设定管部121的长度可以根据实际需求来设置。

第二端部管段102包括与第二设定管部121邻接的第三过渡管部122，第三过渡管部122的管壁厚度沿第二弯管段105至第二端部管段102的方向逐渐减小，即第三过渡管部122的管壁厚度沿远离管梁100轴向中心的方向减小设置；第二弯管段105包括与第二设定管部121邻接的第四过渡管部151，第四过渡管部151呈弧状结构，第四过渡管部151的管壁厚度沿第二端部管段102至第二弯管段105的方向逐渐减小，即第四过渡管部151的管壁厚度沿靠近管梁100轴向中心的方向减小设置；前述过渡部位包括第三过渡管部122和第四过渡管部151。

可以理解，过渡部位的最大壁厚为相应设定部位的壁厚，最小壁厚为管梁100的最小壁厚。

实际设置时，管梁100的外径尺寸相同，也即管梁100厚度的不同是因管梁100内径的不同，如此，可确保连接在管梁100外壁上的相关支架的设置。

具体设置时，管梁100的管壁厚度的最大值与最小值之间的差值在0.5～0.8mm范围内，以确保能够通过差厚板来制成管梁100。

以上对本实用新型所提供的汽车、仪表板横梁总成及其管梁均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述管梁为一体的管状结构件，所述管梁包括设定部位，所述设定部位的管壁厚度大于其余部位的管壁厚度，所述设定部位位于所述管梁的模态敏感区域。

2.根据权利要求1所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述其余部位包括与所述设定部位邻接的过渡部位和剩余部位，所述过渡部位的管壁厚度沿远离所述设定部位的方向逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述管梁包括两个端部管段和中部管段，两个所述端部管段的轴线重合，所述中部管段与所述端部管段相平行，所述中部管段的两端分别通过第一弯管段和第二弯管段与第一端部管段和第二端部管段连接；所述设定部位包括所述第一弯管段的与所述第一端部管段邻接的第一设定管部，所述第一设定管部呈弧状结构；所述第一端部管段用于与副驾驶室侧的支架连接。

4.根据权利要求3所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述第一弯管段包括与所述第一设定管部邻接的第一过渡管部，所述第一过渡管部的管壁厚度沿所述第一弯管段至所述中部管段的方向逐渐减小；所述第一端部管段包括与所述第一设定管部邻接的第二过渡管部，所述第二过渡管部的管壁厚度沿所述第一弯管段至所述第一端部管段的方向逐渐减小；所述过渡部位包括所述第一过渡管部和所述第二过渡管部。

5.根据权利要求3所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述第二端部管段包括邻接所述第二弯管段的第二设定管部，所述设定部位包括所述第二设定管部。

6.根据权利要求5所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述第二端部管段包括与所述第二设定管部邻接的第三过渡管部，所述第三过渡管部的管壁厚度沿所述第二弯管段至所述第二端部管段的方向逐渐减小；所述第二弯管段包括与所述第二设定管部邻接的第四过渡管部，所述第四过渡管部呈弧状结构，所述第四过渡管部的管壁厚度沿所述第二端部管段至所述第二弯管段的方向逐渐减小；所述过渡部位包括所述第三过渡管部和所述第四过渡管部。

7.根据权利要求2-6任一项所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述管梁的外径尺寸相同，和/或，所述管梁的管壁厚度的最大值与最小值之间的差值在0.5～0.8mm范围内，和/或，所述过渡部位在其轴线方向的长度大于10mm。

8.根据权利要求1-6任一项所述的仪表板横梁总成的管梁，其特征在于，所述管梁为差厚板制成的管梁。

9.仪表板横梁总成，包括管梁，所述管梁上安装有空调支架和管柱支架，其特征在于，所述管梁为权利要求1-8任一项所述的管梁。

10.汽车，包括仪表板横梁总成和车身侧围，所述仪表板横梁总成的两端与所述车身侧围连接，其特征在于，所述仪表板横梁总成为权利要求9所述的仪表板横梁总成。

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