CN216468089U - 一种前纵梁加强结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种前纵梁加强结构，属于机械领域，本实用新型提供的前纵梁加强结构包括前纵梁和加强板；所述前纵梁的一侧设置有凹槽；所述加强板配合设置在所述凹槽内，且存在与所述凹槽的底部相固定的部分，所述加强板相对于所述凹槽的底部的一侧设置有筋槽，所述筋槽的开口与所述凹槽的开口朝向一致，且所述筋槽的底部与所述凹槽的底部间留有间隙；所述筋槽内配合设置有加强筋。本申请的前纵梁加强结构，在诱导折弯区域的加强板与前纵梁间预留有间隙，在加强板上增加前后贯穿的加强筋，从而可以有效解决现有情况中前纵梁加强板吸能效果差的问题。

Description

一种前纵梁加强结构

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其是涉及一种前纵梁加强结构。

背景技术

随着经济社会的日益进步，汽车轻量化设计和碰撞安全性设计成为汽车工业的两大挑战，而轻量化和碰撞性能经常互相矛盾。因此，同时提升汽车的轻量化水平和碰撞安全性能一直是汽车车身结构设计的重点和热点。车身前纵梁在汽车发生正碰时承受大部分的冲击动能，是汽车车身的重要吸能部件，前纵梁作为汽车正碰的主要吸能部件，其诱导结构对耐撞性有着重要影响。

如图1所示，现有技术中，前纵梁中段折弯变形位置往往通过增加诱导筋来引导纵梁折弯，为提升折弯变形的吸能，通常在诱导筋位置增加加强板结构，不同的加强板结构吸能的效果天差地别。目前主要存在以下两种加强板形式：一，如图2所示，诱导筋位置不焊接，同时加强板与前纵梁在此区域保持较大间隙，未对诱导筋位置进行加强，有利于诱导前纵梁在此区域产生折弯，但由于加强板与前纵梁焊接较少，加强效果不明显，折弯吸能较少；二，如图3所示，在满足防腐要求的前提下加强板与前纵梁贴合、焊接，这样的加强板结构虽然同时对诱导筋进行了加强，但理论分析和实车试验时往往不能引导纵梁在此位置产生折弯，导致诱导筋失效。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型提供了一种前纵梁加强结构，以解决现有情况中前纵梁加强板吸能效果差的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用以下方案：

一种前纵梁加强结构，包括前纵梁和加强板；

所述前纵梁的一侧设置有凹槽；

所述加强板配合设置在所述凹槽内，且存在与所述凹槽的底部相固定的部分，所述加强板相对于所述凹槽的底部的一侧设置有筋槽，所述筋槽的开口与所述凹槽的开口朝向一致，且所述筋槽的底部与所述凹槽的底部间留有间隙；所述筋槽内配合设置有加强筋。

本方案的结构主要用于解决现有情况中前纵梁加强板吸能效果差的问题，在前纵梁的一侧设置凹槽，将加强板配合设置在所述凹槽内，加强板的应用有利于前纵梁变形模式控制和碰撞能量吸收；另外，所述加强板靠近所述凹槽的底部设置有筋槽，筋槽内配合设置有加强筋，加强筋的设置可以有效提升加强板在折弯变形中的吸能效果，所述筋槽的开口与所述凹槽的开口朝向一致，且所述筋槽的底部与所述凹槽的底部留有间隙，即在需要折弯变形的区域加强板与前纵梁预留有一定间隙，以保证能成功引导前纵梁折弯变形。

优选的是，所述凹槽的底部的中部与所述加强板的底部的中部固定连接，所述凹槽的两内侧壁与所述加强板的两外侧壁固定连接。为了同时保证加强效果和诱导折弯效果，本方案中的所述凹槽的底部的中部与所述加强板的底部的中部固定连接，所述凹槽的两内侧壁与所述加强板的两外侧壁固定连接；加强板中部与前纵梁固定连接，可保证加强效果，在诱导折弯区域与前纵梁间存在间隙，可保证诱导折弯效果。

优选的是，所述筋槽包括筋槽A和一对筋槽B，所述筋槽A位于所述加强板的底部的中部，且所述筋槽A和所述筋槽B的延伸方向相同；所述加强筋沿所述筋槽A的长度方向延伸。

为提升加强板在折弯变形中的吸能效果，在筋槽A和一对筋槽B内配合设置有加强筋，所述加强筋沿所述筋槽A的长度方向延伸，使得前纵梁的端部无论是从何处弯折，均能通过对应位置的加强筋来保证折弯变形中的吸能效果。

优选的是，所述一对筋槽B对称设置在所述加强板的底部，且所述筋槽A和所述筋槽B的深度相同，可以使得加强板在整体结构上较为稳定。

优选的是，所述前纵梁的底部的中部设置有凸起，所述凸起与所述筋槽A固定连接，避免加强板悬空，提升加强效果。

所述凸起与所述筋槽A固定连接，如焊接，主要起的作用也是避免加强板悬空，提升加强效果，为了便于诱导前纵梁在此区域产生折弯，凸起的底部与筋槽A的底部互相连接会形成一个中间固定、两侧悬空的加强板结构，从而方便在加强板两侧的加强筋部位发生弯折。

优选的是，所述凹槽沿所述前纵梁的延伸方向设置，即加强板在沿所述前纵梁的延伸方向设置，对前纵梁整体的耐撞性有很大的提升。

优选的是，所述筋槽的底部宽度小于所述凹槽的底部宽度的1/3，如果筋槽的底部宽度过宽，会使得所述凸起与所述筋槽A的底部的连接面较小，加强板与前纵梁连接较少，容易导致折弯吸能较少，加强效果不明显。

优选的是，所述加强板的两侧外侧与所述前纵梁的两侧内侧贴合设置，为了保证加强板在安装时的稳定性，不与前纵梁间发生相对运动，本方案中所述加强板的两侧外侧与所述前纵梁的两侧内侧贴合设置，所述加强板的底部外侧与所述前纵梁的底部内侧固定设置，从而可将加强板固定在所述前纵梁的凹槽内。

所述间隙为6mm，所述筋槽的深度为8mm。

为了保证前纵梁折弯及加强筋的吸能效果，本方案中经过大量实验得知，当间隙为6mm，筋槽的深度为8mm时，能有效保证上述性能处于较好的水平，且便于将加强板安装在前纵梁的凹槽内部。

优选的是，所述凹槽的底部平行于所述筋槽的底部，可以使得前纵梁在弯折时与其同侧的加强筋对应，从而保证加强筋在折弯变形中的吸能效果。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本申请提供的一种前纵梁加强结构，包括前纵梁和加强板，前纵梁的一侧设置有凹槽，且存在与所述凹槽的底部相固定的部分，以保证加强效果，在凹槽内配合设置有加强板，加强板的应用有利于前纵梁变形模式控制和碰撞能量吸收；在加强板相对于凹槽的底部的一侧设置有加强筋，通过加强筋来提升加强板在折弯变形中的吸能效果；为保证能成功引导前纵梁折弯变形，在前纵梁两端区域不能对前纵梁进行加强，故在筋槽的底部与凹槽的底部间留有间隙，通过该间隙的设置能成功引导前纵梁在此位置产生折弯，使用该结构后，汽车碰撞加速度下降趋势明显变化，吸能效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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实用新型的一些实施方式，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1a和图1b为本实用新型背景技术提供的传统前纵梁加强板两个不同视角的结构示意图；

图2为本实用新型背景技术提供的传统前纵梁加强板形式之一；

图3为本实用新型背景技术提供的传统前纵梁加强板形式之二；

图4为本实用新型实施例提供的前纵梁加强板结构的结构示意图；

图5为图4所示结构示意图的B-B剖面图。

以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：

老结构前纵梁—a；老结构加强板—b；老结构诱导筋—c；前纵梁—1；加强板—2；筋槽A—3；筋槽B—4；凸起—5。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本实用新型。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

请参考图4和图5所示，本实用新型提供的前纵梁加强结构包括前纵梁1和加强板2；前纵梁1的一侧设置有凹槽；加强板2配合设置在凹槽内，且存在与凹槽的底部相固定的部分，加强板2相对于凹槽的底部的一侧设置有筋槽，筋槽的开口与凹槽的开口朝向一致，且筋槽的底部与凹槽的底部留有间隙；筋槽内配合设置有加强筋。

需要说明的是，本方案中的筋槽主要为便于描述加强筋的结构或轮廓而命名，在具体实施例中，图示中的筋槽即可视为加强筋自身。

众所周知，位于车身前部的左右的前纵梁在正面碰撞等中担负着主要吸能作用，并且还是驾驶室抗变形的主要结构。通常，由前纵梁1的前部承担着吸能作用，而前纵梁1的后部由于靠近驾驶室，因此需要在发生正面碰撞和偏置碰撞等时抵抗变形，减少碰撞过程中对驾驶室的侵入量，来保护驾驶员及乘员的人身安全。

现有的汽车前纵梁的强度不能保证在汽车正面碰撞时给予驾乘人员以足够的保护，因此在碰撞时往往对驾驶员以及其他乘员造成很大的伤害。要想避免或减轻该伤害，除了增加厚度或采用强度更大的材料外，还可以将前纵梁结构进行改进，使其具有合理的缓冲吸能结构，以使车辆正面撞击时，前纵梁结构通过本身被压溃、变形，以获得满意的能量吸收效果，进而降低作用于乘员身上的力和加速度，从而减轻人员伤害，保证人身安全。有鉴于此，很多现有技术在汽车前纵梁内部设置了加强板，汽车前纵梁加强板能够有效吸收、衰减车辆碰撞时的冲击能量，使得后部承力区的传力性能大大增强，并且在变形时能够吸收更多的冲击能量，但现有技术中的前纵梁加强板吸能效果比较差，尚无法充分满足使用需要。

本方案的结构主要用于解决现有情况中前纵梁加强板吸能效果差的问题，在前纵梁1的一侧设置凹槽，将加强板2配合设置在凹槽内，加强板2存在与凹槽的底部相固定的部分，加强板2的应用有利于前纵梁1变形模式控制和碰撞能量吸收；本方案的凹槽截面为近似“凵”型，其内配合设置的加强板2的截面也为近似“凵”型，两者底部部分区域接触并相互连接；另外加强板2靠近凹槽的底部设置有筋槽，槽内配合设置有加强筋，加强筋沿筋槽的长度方向延伸，通过增加加强筋来提升加强板2在折弯变形中的吸能效果，筋槽的开口与凹槽的开口朝向一致，且筋槽的底部与凹槽的底部留有间隙，即在需要折弯变形的区域，加强板2与前纵梁1预留有一定间隙，以保证能成功引导前纵梁1折弯变形。

为了同时保证加强效果和诱导折弯效果，本方案中的凹槽的底部的中部与加强板2的底部的中部固定连接，凹槽的两内侧壁与加强板2的两外侧壁固定连接；加强板2的中部与前纵梁1固定连接，可保证加强效果，在诱导折弯区域与前纵梁1间存在间隙，可保证诱导折弯效果。

进一步地，筋槽包括筋槽A3和一对筋槽B4，筋槽A3位于加强板2的底部的中部，且筋槽A3和筋槽B4的延伸方向相同；加强筋沿筋槽A3的长度方向延伸。

为提升加强板2在折弯变形中的吸能效果，在加强板2相对凹槽的底部的一侧设置有筋槽A3和一对筋槽B4，筋槽A3位于加强板2的底部的中部，且筋槽A3和筋槽B4的延伸方向相同；加强筋沿筋槽A3或筋槽B4的长度方向延伸；使得前纵梁1的端部无论如何弯折，均能通过对应位置的加强筋来保证折弯变形中的吸能效果，筋槽B4的底部与凹槽的底部留有间隙，即在需要折弯变形的区域加强板2与前纵梁1间预留有一定间隙，以保证能成功引导前纵梁1折弯变形；如果本方案中采用单侧设置的加强筋，当前纵梁1折弯方向与加强筋的布置区域不同时，加强筋无法起到很好的吸能效果。

为提升加强板2在折弯变形中的吸能效果，在筋槽A3和一对筋槽B4内配合设置有加强筋，加强筋沿筋槽A3或筋槽B4的长度方向延伸，使得前纵梁1的端部无论是从何处弯折，均能通过对应位置的加强筋来保证折弯变形中的吸能效果。

在另一实施例中，一对筋槽B4对称设置在加强板2的底部，且筋槽A3和筋槽B4的深度相同，可以使得加强板2在整体结构上较为稳定。

进一步地，前纵梁1的底部的中部设置有凸起5，凸起5与筋槽A3固定连接，避免加强板2悬空，提升加强效果。

凸起5与筋槽A3固定连接，如焊接，主要起的作用也是避免加强板2悬空，提升加强效果，为了便于诱导前纵梁1在此区域产生折弯，凸起5的底部与筋槽A3的底部互相连接会形成一个中间固定、两侧悬空的加强结构，从而方便在加强板2两侧的加强筋部位发生弯折；本实施例中凸起5的顶部和筋槽A3的底部均为水平设置，且可相互贴合，方便焊接；在另一实施例中，只需满足凸起5的顶部和筋槽A3的底部平行设置即可；具体制造时，加强筋与前纵梁1的底部和侧壁均留有一定间隙；筋槽B4和加强板2的侧壁连接面的截面为外凸的弧形状，且该弧形面位于加强板2的底部的上方，从而方便该区域在碰撞时不会由于应力过度集中而发生脆性断裂。

进一步地，间隙为6mm，筋槽的深度为8mm。

为了保证前纵梁1折弯及加强筋的吸能效果，本方案中经过大量实验得知，当间隙为6mm，筋槽的深度为8mm时，同样的碰撞工况，前纵梁1折弯变形，碰撞加速度下降趋势明显变化，从30g下降到约20g，吸能效果明显。

进一步地，凹槽沿前纵梁1的延伸方向设置，即加强板2在沿前纵梁1的延伸方向设置，对前纵梁1整体的耐撞性有很大的提升。

具体应用中，将凹槽沿前纵梁1的延伸方向设置，即加强板2在沿前纵梁1的延伸方向设置，使得加强板2的多条棱线均能贯穿前纵梁1的延伸方向，当发生碰撞时，加强板2的应用使得前纵梁1由前到后出现性能的阶梯型分布，更加有利于前纵梁1变形模式控制和碰撞能量吸收；在加强板2靠近凹槽的底部两侧设置有加强筋，通过加强筋来提升加强板2在折弯变形中的吸能效果。

进一步地，筋槽A3的底部宽度小于凹槽的底部宽度的1/3，如果筋槽A3的底部宽度过宽，会使得凸起5的底部与筋槽A3的底部的连接面较小，加强板2与前纵梁1连接较少，容易导致折弯吸能较少，加强效果不明显；当筋槽A3的底部宽度小于凹槽的底部宽度的1/3时，能满足凸起5与筋槽A3的连接面较大，焊接更牢固。

进一步地，加强板2的两侧外侧与前纵梁1的两侧内侧贴合设置，为了保证加强板2在安装时的稳定性，不与前纵梁1间发生相对运动，本方案中加强板2的两侧外侧与前纵梁1的两侧内侧贴合设置，加强板2的底部外侧与前纵梁1的底部内侧固定设置，从而可将加强板2固定在前纵梁1的凹槽内。

进一步地，凹槽的底部平行于筋槽的底部，可以使得前纵梁1在弯折时与其同侧的加强筋对应，从而保证加强筋在折弯变形中的吸能效果。

本申请提供的一种前纵梁加强结构，在前纵梁1的一侧设置有凹槽，且前纵梁1上存在与凹槽的底部相固定的部分，以保证加强效果，在凹槽内配合设置有加强板2，有利于前纵梁1变形模式控制和碰撞能量吸收；在加强板2相对于凹槽的底部的一侧设置有加强筋，通过加强筋来提升加强板2在折弯变形中的吸能效果；为保证能成功引导前纵梁1折弯变形，在前纵梁1两端区域不能对前纵梁1进行加强，故在筋槽的底部与凹槽的底部间留有间隙，通过该间隙的设置能成功引导前纵梁1在此位置产生折弯，而且通过相关实验验证当该装置安装在汽车前纵梁1上时，汽车碰撞加速度下降趋势明显变化，吸能效果明显。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种前纵梁加强结构，其特征在于，包括前纵梁和加强板；

所述前纵梁的一侧设置有凹槽；

所述加强板配合设置在所述凹槽内，且存在与所述凹槽的底部相固定的部分，所述加强板相对于所述凹槽的底部的一侧设置有筋槽，所述筋槽的开口与所述凹槽的开口朝向一致，且所述筋槽的底部与所述凹槽的底部间留有间隙；所述筋槽内配合设置有加强筋。

2.根据权利要求1所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述凹槽的底部的中部与所述加强板的底部的中部固定连接，所述凹槽的两内侧壁与所述加强板的两外侧壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述筋槽包括筋槽A和一对筋槽B，所述筋槽A位于所述加强板的底部的中部，且所述筋槽A和所述筋槽B的延伸方向相同；所述加强筋沿所述筋槽A的长度方向延伸。

4.根据权利要求3所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述一对筋槽B对称设置在所述加强板底部，所述筋槽A和所述筋槽B的深度相同。

5.根据权利要求4所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述前纵梁的底部的中部设置有凸起，所述凸起与所述筋槽A固定连接。

6.根据权利要求1所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述凹槽沿所述前纵梁的延伸方向设置。

7.根据权利要求1所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述筋槽的底部宽度小于所述凹槽的底部宽度的1/3。

8.根据权利要求7所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述加强板的两侧外侧与所述前纵梁的两侧内侧贴合设置。

9.根据权利要求2所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述间隙为6mm，所述筋槽的深度为8mm。

10.根据权利要求1-9任一所述的前纵梁加强结构，其特征在于，所述凹槽的底部平行于所述筋槽的底部。

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