ES2244118T3

ES2244118T3 - Viga de puerta de una aleacion de aluminio.

Info

Publication number: ES2244118T3
Application number: ES99106316T
Authority: ES
Inventors: Hiroyuki Yamashita; Hisashi Takeuchi; Masakazu Hirano
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: US6408591B1; JP3266099B2; CA2266843A1; DE69925667T2; CA2266843C; DE69925667D1; EP0950553A2; EP0950553B1; EP0950553A3; JPH11278054A

Abstract

SE DESCRIBE UN DINTEL PARA PUERTAS QUE PERMITE OBTENER UNA CARGA MAXIMA Y LA ABSORCION DE ENERGIA REQUERIDA, SIN NECESIDAD DE AUMENTAR EL PESO, Y SIN QUE OCURRA NINGUNA ROTURA DEL MISMO, PUDIENDO DEFORMARSE DE MANERA ESTABLE UNA SECCION TRANSVERSAL CUANDO SE ACORTA UN TROZO DEL DINTEL DE LA PUERTA, CARACTERIZADO POR UNA SECCION TRANSVERSAL EN LA QUE UNA BRIDA LATERAL DE COMPRESION (11) Y UNA BRIDA LATERAL DE TENSION (12) VAN CONECTADAS PARALELAMENTE ENTRE SI POR AL MENOS UN ANIMA (13, 14) EN SECCION PERPENDICULAR A LA DIRECCION DE LA LONGITUD, Y LAS LINEAS CENTRALES DE LA BRIDA DEL LADO DE COMPRESION Y DE LA BRIDA DEL LADO DE TENSION SE ENCUENTRAN DESPLAZADAS ENTRE SI.

Description

Viga de puerta de una aleación de aluminio.

La presente invención se refiere a una viga de puerta de una aleación de aluminio como un elemento para reforzar una puerta de un vehículo, tal como un automóvil, un camión y similares, dispuesto en una puerta a todo lo largo de una dirección de delante a atrás de la misma para garantizar la seguridad de un pasajero y de un conductor amortiguando un golpe brusco desde un lateral.

En un ámbito en el que la protección medioambiental de la tierra se ha considerado importante a escala mundial, por ejemplo, para eliminar el calentamiento global, la aplicación de las normas sobre la reducción de gases de escape y gases carbónicos, etc., de los automóviles ha sido más estricta en algunos países, lo que ha llevado rápidamente a automóviles ligeros.

Una viga de puerta de un automóvil, a la que también se hace referencia como una viga de impacto, una barra de impacto, una barra de protección o una viga lateral de puerta, montada en el interior de una puerta a todo lo largo de su dirección de delante a atrás, sirve para amortiguar un golpe en un accidente. Como material, se ha utilizado acero (por ejemplo, acero de gran resistencia a la tracción de una clase 150 kgf/mm^{2}), si bien últimamente a fin de reducir el peso, se ha estudiado la aplicación de una extrusión de una aleación de aluminio.

En un estado en el que una viga de puerta de una aleación de aluminio está sujeta en ambos extremos, cuando se aumenta una carga en la parte central, la parte central de la viga de puerta hace que la deformación por flexión se desplace hacia abajo. Durante la deformación, se produce una tensión por tracción de un ala situada en el lateral sometido a tracción (al que en lo sucesivo se hará referencia simplemente como un ala del lateral de tracción, mientras que, a un ala del lateral en el que se aplica una carga, en lo sucesivo se denominará como un ala situada en el lateral sometido a compresión o simplemente se hará referencia a la misma como un ala del lateral de compresión, el ala del lateral de tracción es un ala opuesta al ala del lateral de compresión) y cuando el desplazamiento de la parte central aumenta aún más, eventualmente la tensión por tracción supera un valor crítico de rotura y se produce una rotura en el ala del lateral de tracción.

Para aumentar el desplazamiento cuando se produce la rotura (al que en lo sucesivo se hará referencia simplemente como desplazamiento por rotura), en la solicitud de patente japonesa sin examinar, publicada, Nº Hei 5-246242 se describe un procedimiento en el que una posición de un eje neutro de flexión está desplazada hacia el lateral de tracción una distancia necesaria y en la solicitud de patente japonesa sin examinar, publicada, Nº Hei 6-171362 también se describe otro procedimiento en el que además del desplazamiento de un eje central, se provoca un pandeo local en un ala del lateral de compresión una vez anulada la máxima resistencia a la flexión y se reduce rápidamente la tensión en el ala del lateral de tracción.

Para garantizar la seguridad de un pasajero y de un conductor, se tiende a usar vigas de puerta en el campo de los coches compactos, en los que es necesario acortar la longitud de las vigas de puerta. Por ejemplo, cuando se aplica a las puertas traseras de un coche compacto de tipo 4 puertas, a veces la longitud de una viga de puerta es de 800 mm o inferior (el objeto de la solicitud de patente japonesa sin examinar Nº Hei 6-171362 es vigas de puerta de 800 mm de largo o superior), lo que provoca una rotura a un desplazamiento menor que en una viga de puerta de largo convencional. Por otro lado, cabe la posibilidad de reducir la resistencia de la aleación de aluminio que constituye las vigas de puerta para permitir un desplazamiento por rotura en mayor medida. En ese caso, surge el problema de que no se puede lograr una carga máxima ni una absorción de energía, ambas necesarias con el peso especificado de la viga de puerta.

Las solicitudes de patentes japonesas sin examinar nos. Hei 5-330450 y Hei 5-319092 están dirigidas a una viga de puerta que comprende un par de alas y un par de refuerzos, en los que se establece una resistencia del refuerzo de manera que se modifica una sección transversal de la viga según una carga de impacto, evitando de ese modo que se produzca una rotura de un ala del lateral de tracción. Concretamente, los promedios son tales que un refuerzo es más delgado que el otro, se proporciona una sección cóncava de esquina o una parte de muesca en una de las uniones, entre el ala del lateral de compresión y ambos refuerzos, para permitir que una sección transversal de una viga se deforme en una forma rómbica (ambos refuerzos tienen que caer lateralmente). Esto permite evitar que se produzca la rotura de un ala del lateral de tracción y lograr una mayor deformación de flexión y una gran absorción de energía. No obstante, cuando una longitud de puerta es corta la deformación de una sección transversal no se produce de manera estable, provocando una rotura.

Se debe evitar la rotura de las vigas de puerta de manera absoluta puesto que podrían dañar a un pasajero o a un conductor.

La presente invención se ha realizado en vista de tales problemas y en consecuencia tiene como objetivo proporcionar una viga de puerta para obtener la carga máxima y la absorción de energía necesarias, no siendo necesario aumentar el peso, sin que se produzca la rotura de la misma y que se lleve a cabo la deformación de una sección transversal de un modo estable, incluso cuando se acorta la longitud de la viga de puerta.

\newpage

Una viga de puerta de una aleación de aluminio según la presente invención tiene, como una característica, una sección transversal en la que un ala del lateral de compresión y un ala del lateral de tracción están conectadas, en paralelo una a otra, por al menos un refuerzo en una sección perpendicular a una dirección longitudinal y en la que las líneas centrales del ala del lateral de compresión y del ala del lateral de tracción están desplazadas unas respecto a otras. Es decir, una viga de puerta de una aleación de aluminio según la presente invención tiene, como una característica, una sección transversal en la que un ala del lateral de compresión y un ala del lateral de tracción están conectadas, en paralelo una a otra, por al menos un refuerzo en una sección perpendicular a la dirección longitudinal y que las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de compresión tienen una longitud diferente y las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de tracción también tienen una longitud diferente, mientras que los extremos laterales más largos de las extensiones del ala del lateral de compresión y de las extensiones del ala del lateral de tracción están en una diagonal. Además, en una viga de puerta de una aleación de aluminio según la presente invención, un eje principal está inclinado desde una dirección de carga en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados en una sección perpendicular a la dirección longitudinal.

Se describirá una viga de puerta según la presente invención tomando como ejemplo el caso de una viga de puerta que tiene una sección transversal en la que un ala del lateral de compresión 1 y un ala del lateral de tracción 2 están conectadas por un par de refuerzos 3, 4 (véase la Fig. 1). Una línea central (a) del ala del lateral de compresión 1 (una línea recta dibujada a todo lo largo de una dirección de carga que atraviesa el centro del ala del lateral de compresión, en la que en un ala de un espesor uniforme, un centro del ala está situado en un punto que está espaciado hacia adentro a todo lo largo de una dirección a lo ancho (una dirección lateral en la Fig. 1) desde un extremo del ala por una mitad de la anchura y en la Fig. 1, un par de alas son paralelas una a otra y un par de refuerzos también son paralelos uno a otro, y las alas son perpendiculares a los refuerzos, de manera que una dirección de carga es paralela a una dirección de los refuerzos) y un centro (b) del ala del lateral de tracción están desplazados uno respecto al otro. Es decir, las longitudes c1, c2 de las extensiones (en detalle, partes que se extienden desde los refuerzos, izquierdo y derecho) de ambos laterales del ala del lateral de compresión 1 son diferentes entre sí y las longitudes d1, d2 de las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de tracción 2 también son diferentes entre sí, mientras que los extremos c1, d2 de las extensiones laterales más largas están situados en una diagonal (no es necesario decir que los extremos c2, d1 de las extensiones laterales más cortas están situados en la otra diagonal).

Además, un eje principal (C) está inclinado desde una dirección de carga (P), indicada con una flecha, en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados (véase la Fig. 11). Dos ejes principales son los que atraviesan el centro de gravedad (el mismo que el del centro de la figura) de una sección y son siempre perpendiculares uno a otro y, en cualquier sección, un momento de inercia es máximo alrededor de uno de los ejes, mientras que un momento de inercia es mínimo alrededor de otro de los ejes. El ángulo al que se hace referencia en la presente invención es un ángulo más pequeño entre los dos ejes principales y la dirección de carga.

Las vigas de puerta convencionales de una aleación de aluminio, descritas en las solicitudes de patente japonesa sin examinar nos. Hei 5-246242 y Hei 6-171362, y similares tienen una sección transversal en la que, como se muestra en la Fig. 3, en una sección perpendicular a la dirección longitudinal, un ala del lateral de compresión 11 y un ala del lateral de tracción 12 están conectadas por un par de refuerzos 13, 14 y son simétricas entre los laterales izquierdo y derecho. Por lo tanto, las líneas centrales del ala del lateral de compresión 11 y del ala del lateral de tracción 12 coinciden unas con otras y las longitudes c1, c2 de las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de compresión 11 son iguales y las longitudes d1, d2 de las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de tracción 12 también son iguales (c1 = c2 y d1 = d2). Además, dos ejes principales son paralelos y perpendiculares, respectivamente, a una dirección de carga y, por lo tanto, el ángulo mencionado en la presente invención, el ángulo más pequeño entre el eje principal y la dirección de carga, es de 0 grados.

Puesto que una viga de puerta convencional tiene una sección transversal de este tipo, cuando se realiza una prueba de flexión en tres puntos en la que ambos extremos están sujetos y una parte central se presiona con un cuerpo rígido cilíndrico semicircular (en general, a nivel de laboratorio, la capacidad de flexión de una viga de puerta se evalúa mediante un resultado de la prueba), una línea central del ala del lateral de compresión coincide con una línea central del ala del lateral de tracción (las líneas centrales coinciden con uno de los dos ejes principales) y la sección transversal conserva casi su forma original justo antes de la rotura, por lo que se acumula tensión en el ala del lateral de tracción 12. Una tendencia de este tipo también aparece en una curva de carga (P) - desplazamiento (\delta) y se produce bruscamente una rotura para liberar la tensión acumulada.

Por otro lado, puesto que en una viga de puerta de una aleación de aluminio según la presente invención, una línea central (a) de un ala del lateral de compresión está separada de una línea central (b) de un ala del lateral de tracción, bajo la recepción de una carga de flexión, como se muestra en la Fig. 2, una sección de la viga se puede aplanar, produciendo una distorsión por pandeo (deformación en una forma prácticamente rómbica). Según evoluciona la rotura, se reduce ampliamente la carga antes de que se acumule tensión hasta el punto de que se produzca una rotura en el lateral de tracción, de manera que se aligera la carga en el ala del lateral de tracción 2. Con esta reducción de la tensión, es difícil que se produzca una rotura en el lateral de tracción, así como también es difícil que se produzca una rotura en el lateral de compresión.

En una viga de puerta según la presente invención, como se muestra en la Fig. 11, un eje principal (C) está inclinado desde una dirección de carga (P) indicada con una flecha, en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados. Cuando el ángulo es inferior a 5 grados, en una etapa en la que la deformación es relativamente pequeña, la distorsión por pandeo no aparece de manera visible (conserva su forma original con facilidad), mientras que cuando aumenta la tensión por tracción en el ala del lateral de tracción, se produce la rotura como en el caso de una viga de puerta convencional. Cuando se produce la rotura en una etapa relativamente inicial, la absorción de energía es pequeña (véase la Fig. 9).

Cuando el ángulo es superior a 25 grados, la distorsión por pandeo aparece de manera visible en una etapa en la que la deformación es relativamente pequeña y se reduce ampliamente la carga, aunque se puede evitar la rotura, no se puede lograr una absorción de energía suficiente (véase la Fig. 8).

Cuando el ángulo está en el intervalo de 5 grados a 25 grados, como en la presente invención, se puede hacer que la distorsión por pandeo se produzca de un modo estable en una etapa en la que la deformación es relativamente grande antes de que se produzca la rotura (véase la Fig. 10). En la presente invención, cuando un eje principal está inclinado desde una dirección de carga en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados, tal como cuando un grosor tanto del ala del lateral de tracción como del ala del lateral de compresión (o de cualquiera de las dos) no es uniforme y cuando ni el ala del lateral de tracción ni el ala del lateral de compresión es geométricamente perpendicular (o cuando alguna de las dos no lo es) a los refuerzos y el caso similar, como se muestra en la Fig. 12, la distorsión por pandeo se puede producir de un modo estable. Los parámetros transversales se han desarrollado intencionadamente, de manera que en los casos en los que se aplica una carga, es fácil que se produzca una deformación alrededor de un eje principal alrededor del cual el momento de inercia es mínimo, pero en los que se produce la distorsión por pandeo en una etapa en la que la deformación es lo mayor posible.

Una viga de puerta según la presente invención no se limita a una viga de puerta con un par (dos) de refuerzos, sino que puede ser una viga de puerta con uno o tres (o más de tres) refuerzos.

Además, una viga de puerta según la presente invención no se limita al caso en el que las longitudes de las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de tracción son diferentes entre sí y las longitudes de las extensiones de ambos laterales del ala del lateral de compresión también son diferentes entre sí, sino que puede incluir el caso en el que las longitudes de las extensiones de ambos laterales, o bien del ala del lateral de tracción, o bien del ala del lateral de compresión son diferentes entre sí, mientras que las longitudes de las extensiones de ambos laterales del otro son iguales entre sí.

Entretanto, en esta viga de puerta, se prefiere que un área de la sección del ala del lateral de tracción se forme más grande que la del ala del lateral de compresión y, por lo tanto, un eje neutro de flexión está desplazado hacia el ala del lateral de tracción.

Cuando un área de la sección del ala del lateral de tracción está formada más grande que la del ala del lateral de compresión (una longitud o un grosor del ala del lateral de tracción son mayores que los del lateral de compresión), un eje neutro de flexión está desplazado hacia el ala del lateral de tracción y, en el mismo desplazamiento, la tensión por tracción en el ala del lateral de tracción es inferior y es difícil que se produzca una rotura.

Además, los inventores descubrieron que en la presente invención hay correlaciones entre las formas/estados de deformación y los valores de impacto Charpy o exponentes de endurecimiento por tensión (valor n) cuando se flexiona una viga de puerta.

Es decir, según la presente invención, preferentemente, una viga de puerta de una aleación de aluminio serie Al-Zn-Mg tiene un valor de impacto Charpy en el intervalo de 23 a 34 J/cm^{2} y un valor n en el intervalo de 0,05 a 0,17 y, preferentemente, una viga de puerta de una aleación de aluminio serie Al-Si-Mg tiene un valor de impacto Charpy en el intervalo de 31 a 49 J/cm^{2} y un valor n en el intervalo de 0,07 a 0,20.

Mientras que para la viga de puerta de la presente invención se puede aplicar cualquiera de los diversos tipos de aleaciones de aluminio, tales como el estándar industrial japonés 7N01, 6061, 6N01 y similares, a continuación se describirán composiciones de aleaciones de aluminio serie Al-Zn-Mg y aleaciones de aluminio serie Al-Si-Mg que son las que se adoptan más preferentemente (aleaciones de aluminio serie Al-Zn-Mg).

Una aleación de aluminio serie Al-Zn-Mg preferente incluye Zn y Mg en los intervalos de: Zn del 4 al 7% en masa, Mg del 0,8 al 1,5% en masa. Además, se pueden incluir otros componentes y una aleación de aluminio serie Al-Zn-Mg preferente comprende al menos un tipo en una proporción seleccionada del grupo que comprende los elementos siguientes en los intervalos de proporción de: Zn del 4 al 7% en masa, Mg del 0,8 al 1,5% en masa, Ti del 0,005 al 0,3% en masa, Cu del 0,05 al 0,6% en masa, Mn del 0,2 al 0,7% en masa, Cr del 0,05 al 0,3% en masa y Zr del 0,05 al 0,25% en masa y el resto incluye aluminio e impurezas. Los motivos por los que se añaden los componentes respectivos en las proporciones especificadas son como sigue:

Zn, Mg

El Zn y el Mg son elementos necesarios para mantener la resistencia de una aleación de aluminio. Cuando se incluye menos del 4% en masa de Zn o cuando se incluye menos del 0,8% en masa de Mg, no se puede lograr la resistencia deseada. Cuando se incluye más del 7% en masa de Zn o más del 1,5% en masa de Mg, no sólo se reduce la capacidad de extrusión de una aleación de aluminio, sino que también disminuye el alargamiento y no se pueden obtener las características deseadas. Por lo tanto, se seleccionan las proporciones de Zn del 4 al 7% en masa y de Mg del 0,8 al 1,5% en masa.

Ti

El Ti es un elemento necesario para hacer una estructura de lingote más fina. Cuando se incluye menos del 0,05% en masa de Ti, no es suficiente un efecto del afinamiento, mientras que cuando hay más del 0,3% en masa de Ti, el Ti se satura para formar un gran compuesto. Por lo tanto, se selecciona una proporción de Ti del 0,05 al 0,3% en masa.

Cu, Mn, Cr y Zr

Los elementos elevan la resistencia de una aleación de aluminio. Además, el Cu es eficaz para mejorar la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión de una aleación de aluminio y el Mn, el Cr y el Zr forman una estructura de fibras en una extrusión y, por lo tanto, refuerzan la aleación, en la que uno, dos o más tipos de los elementos seleccionados se añaden de un modo adecuado. Los intervalos preferentes de los metales son: Cu del 0,05 al 0,6% en masa, Mn del 0,2 al 0,7% en masa, Cr del 0,05 al 0,3% en masa y Zr del 0,05 al 0,25% en masa. Cuando los elementos se incluyen de manera individual en proporciones respectivas inferiores a los límites inferiores de los mismos, las acciones que se han descrito anteriormente se ejercen de manera insuficiente y cuando los elementos se incluyen de manera individual en proporciones respectivas superiores al límite superior, se deteriora la capacidad de extrusión de la aleación, en la que especialmente en el caso del Cu, se degrada adicionalmente la resistencia general a la corrosión.

Impurezas

De las impurezas, el Fe es la impureza que más se incluye en un metal pulido de aluminio y cuando en la aleación se incluye más del 0,35% en masa de Fe, se forma un compuesto intermetálico en la forma gruesa que se cristaliza en la colada, deteriorando las propiedades metálicas. Por lo tanto, el Fe se limita al 0,35% en masa o menos.

Cuando se cuela una aleación de aluminio, las impurezas se introducen por varias vías, tales como un metal pulido, una aleación intermedia de un metal de aporte y similares. En la aleación de aluminio se mezclan diversos elementos, pero las impurezas distintas del Fe prácticamente no influyen en las características de una aleación de aluminio siempre que las proporciones respectivas de las impurezas sean individualmente del 0,05% en masa o menos y conjuntamente del 0,15% en masa o menos. Por lo tanto, las impurezas se limitan al 0,05 ó menos, individualmente, o al 0,15% en masa o menos, conjuntamente.

Aleaciones de aluminio serie Al-Si-Mg

Una aleación de aluminio serie Al-Si-Mg preferente incluye Si y Mg en los intervalos de: Si del 0,5 al 1,5% en masa, Mg del 0,5 al 1,3% en masa. Además, se pueden incluir otros componentes y una aleación de aluminio serie Al-Si-Mg preferente comprende al menos un tipo en una proporción seleccionada del grupo que comprende los siguientes elementos en los intervalos de proporción de: Si del 0,5 al 1,5% en masa, Mg del 0,5 al 1,3% en masa, Ti del 0,005 al 0,2% en masa, Cu del 0,1 al 0,7% en masa, Mn del 0,05 al 0,6% en masa, Cr del 0,05 al 0,2% en masa y Zr del 0,05 al 0,2% en masa y el resto incluye aluminio e impurezas. Los motivos por los que se añaden los componentes respectivos en las proporciones especificadas son como sigue:

Si, Mg

El Si y el Mg son elementos necesarios para mantener la resistencia de una aleación de aluminio. Cuando se incluye menos del 0,5% en masa de Si o se incluye menos del 0,5% en masa de Mg, no se puede lograr la resistencia deseada. Cuando se incluye más del 1,5% en masa de Si o más del 1,3% en masa de Mg, no sólo se reduce la capacidad de extrusión de una aleación de aluminio, sino que también disminuye el alargamiento y no se pueden obtener las características deseadas. Por lo tanto, se seleccionan las proporciones de Si del 0,5 al 1,5% en masa y de Mg del 0,5 al 1,3% en masa.

Por otro lado, por motivos similares, en la aleación de aluminio serie Al-Zn-Mg, se limita el Ti, el Cu, el Mn, el Cr, el Zr y otras impurezas a los límites que se han descrito anteriormente.

Una serie de una viga de puerta de la presente invención está hecha de una extrusión de una aleación de aluminio y una recristalización de la misma es, preferentemente, una estructura de fibras para lograr una carga máxima mayor y una absorción de energía mayor, en la que una estructura de fibras es una estructura que está formada por extrusión y que se observa en una extrusión y en una microestructura que se alarga a todo lo largo de una dirección de extrusión.

La Fig. 1 muestra una sección transversal de una viga de puerta según la presente invención.

La Fig. 2 es una representación para ilustrar la evolución de la distorsión por pandeo de la sección transversal de la Fig. 1.

La Fig. 3 muestra una sección transversal de una viga de puerta convencional.

La Fig. 4 es una representación para ilustrar una prueba de flexión en tres puntos correspondiente a una viga de puerta.

La Fig. 5 muestra una sección transversal de una viga de puerta usada en un ejemplo (la presente invención).

La Fig. 6 muestra una sección transversal de una viga de puerta usada en un ejemplo (un ejemplo comparativo).

La Fig. 7 es una curva de carga-desplazamiento obtenida en los ejemplos.

La Fig. 8 muestra una curva de carga-desplazamiento cuando se produce pandeo en una etapa relativamente inicial.

La Fig. 9 muestra una curva de carga-desplazamiento cuando se produce una rotura en una etapa relativamente inicial.

La Fig. 10 muestra una curva de carga-desplazamiento cuando se produce pandeo en una etapa relativamente final antes de que se produzca una rotura.

La Fig. 11 muestra una sección transversal básica de una viga de puerta según la presente invención.

La Fig. 12 muestra otros tipos de secciones transversales de vigas de puerta según la presente invención.

Ejemplo

Para la prueba de flexión en tres puntos se establecieron extrusiones de una aleación de aluminio serie Al-Mg-Zn que incluían 1,4% en masa de Mg, 6,5% en masa de Zn, 0,2% en masa de Cu y 0,15% en masa de Zr con la sección transversal que se muestra en la Fig. 5 (la presente invención) y en la Fig. 6 (un ejemplo comparativo) con una extensión de 750 mm y se presionó un cuerpo cilíndrico rígido semicircular hasta una desplazamiento de 300 mm. En la Fig. 7 se muestra una curva de carga (P) - desplazamiento (\delta) que se obtuvo en la prueba y en la tabla 1 se muestra una comparación entre los valores numéricos.

TABLA 1

	peso unitario	carga máxima	desplazamiento por rotura	desplazamiento por pandeo
Ejemplo comparativo	0,98 kg/m	1296 kgf	129 mm	ninguna incidencia
Ejemplo de la inven-
ción	0,95 (kg/m)	1306 (kgf)	ninguna incidencia	132 mm
desplazamiento por rotura: {}\hskip0,2cm \begin{minipage}[t]{120mm} un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se rompe un ala del lateral de tracción y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage}
desplazamiento por pandeo: \begin{minipage}[t]{120mm} un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se produce una distorsión por pandeo (deformación en una forma prácticamente rómbica) de manera visible y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage}

Como se muestra en la Fig. 7 y en la Tabla 1, una viga de puerta del ejemplo comparativo tuvo un desplazamiento por rotura de 129 mm, mientras que la viga de puerta de la presente invención inició la distorsión por pandeo en el punto (A) pero no se produjo rotura. La carga máxima y la absorción de energía (un área cubierta por una curva P-\delta) de la viga de puerta según la presente invención fueron mayores que las del ejemplo comparativo.

Además, para la prueba de flexión en tres puntos se estableció una extrusión de una aleación de aluminio serie Al-Mg-Zn que incluían 1,4% en masa de Mg, 6,5% en masa de Zn, 0,2% en masa de Cu y 0,15% en masa de Zr con una sección transversal básica según se muestra en la Fig. 11, en la que los parámetros transversales c1, c2, d1, d2 y \theta se modificaron según la Tabla 2, con una extensión de 750 mm y se presionó un cuerpo cilíndrico rígido semicircular hasta un desplazamiento de 300 mm. Entretanto, todas las secciones transversales que se muestran en la Tabla 2 son iguales en altura de la viga de puerta y grosor de los refuerzos y, además, iguales en cuanto al área del ala del lateral de tracción y del ala del lateral de compresión. Por consiguiente, cuando se asume que no hay ninguna modificación en el área de la sección, las cargas máximas de todas las piezas de prueba son, en teoría, iguales. En la Tabla 2 también se muestran los desplazamientos en los que se produjo rotura o pandeo, respectivamente.

TABLA 2

Nº	C1	c2	d1	d2	ángulo	carga	desplazamiento	desplazamiento	Nota
	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	\theta (º)	máxima	por pandeo (mm)	por rotura (mm)
						(kgf)
1	3,9	3,9	5,0	5,0	0,0	1306	ninguno	173	Ejemplo
									comparativo
2	5,4	2,4	3,2	6,8	9,3	1280	87	ninguno	Ejemplo de
									la invención
3	5,8	2,0	2,6	7,4	12,3	1288	90	ninguno	Ejemplo de
									la invención
4	4,8	3,0	3,0	7,0	8,5	1306	132	ninguno	Ejemplo de
									la invención
5	7,8	0,0	5,0	5,0	13,0	1268	77	ninguno	Ejemplo de
									la invención
6	7,8	0,0	0,0	10,0	26,5	1192	46	ninguno	Ejemplo de
									la invención
ángulo: un ángulo entre un eje principal y una dirección de carga.
desplazamiento por rotura: {}\hskip0,2cm \begin{minipage}[t]{120mm} un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se rompe un ala del lateral de tracción y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage}
desplazamiento por pandeo: \begin{minipage}[t]{120mm}un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se produce una distorsión por pandeo (deformación en una forma prácticamente rómbica) de manera visible y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage}
ninguno: no se produce ni pandeo ni rotura

Como se muestra en la Tabla 2, se produjo rotura en una viga de puerta (Nº 1), mientras que en las vigas de puerta (Nº 2, 3, 4, 5) no se produjo ninguna rotura y se produjeron pandeos en etapas relativamente finales y las absorciones de energía fueron mayores. Mientras que en una viga de puerta (Nº 6) no se produjo ninguna rotura, puesto que el pandeo se inició en una etapa relativamente inicial, un ángulo entre un eje principal y una dirección de carga se establece preferentemente en 25 grados o menos.

Según la presente invención, no se produce ninguna rotura y la deformación de una sección transversal se puede llevar a cabo de un modo estable incluso cuando la longitud de viga es corta. Además, la carga máxima y la absorción de energía necesarias se pueden lograr sin aumentar el peso.

Claims

1. Una viga de puerta de una aleación de aluminio que tiene una sección transversal en la que un ala del lateral de compresión (1) y un ala del lateral de tracción (2) están conectadas, en paralelo una a otra, por al menos dos refuerzos (3, 4) en una sección perpendicular a una dirección longitudinal, caracterizada porque las extensiones (c1, c2) de ambos laterales del ala del lateral de compresión tienen una longitud diferente y las extensiones (d1, d2) de ambos laterales del ala del lateral de tracción también tienen longitudes diferentes, mientras que los extremos más largos de las extensiones (c1, c2) del ala del lateral de compresión y las extensiones (d1, d2) del ala del lateral de tracción están en una diagonal.

2. La viga de puerta de una aleación de aluminio según la reivindicación 1, en la que se proporcionan un par de refuerzos (dos refuerzos) y el par de refuerzos son perpendiculares al ala del lateral de compresión y al ala del lateral de tracción.

3. La viga de puerta de una aleación de aluminio según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, cuya longitud en la dirección longitudinal es de 800 mm o inferior.

4. La viga de puerta de una aleación de aluminio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie Al-Zn-Mg que tiene un valor de impacto Charpy en el intervalo de 23 a 34 J/cm^{2} y un valor n en el intervalo de 0,05 a 0,17.

5. La viga de puerta de una aleación de aluminio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie Al-Si-Mg que tiene un valor de impacto Charpy en el intervalo de 31 a 49 J/cm^{2} y un valor n en el intervalo de 0,07 a 0,20.

6. La viga de puerta de una aleación de aluminio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie Al-Zn-Mg que incluye Zn y Mg en los intervalos del 4 al 7% en masa de Zn y del 0,8 al 1,5% en masa de Mg.

7. La viga de puerta de una aleación de aluminio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 5, en la que la aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie Al-Si-Mg que incluye Si y Mg en los intervalos del 0,5 al 1,5% en masa de Si y del 0,5 al 1,3% en masa de Mg.

8. Una puerta de un vehículo con una viga de puerta según lo definido en las reivindicaciones 1 a 7, en la que un eje principal está inclinado desde una dirección de carga en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados en una sección perpendicular a la dirección longitudinal.