ES2582629T3 - Elemento de absorción de impacto - Google Patents

Elemento de absorción de impacto Download PDF

Info

Publication number
ES2582629T3
ES2582629T3 ES11820038.5T ES11820038T ES2582629T3 ES 2582629 T3 ES2582629 T3 ES 2582629T3 ES 11820038 T ES11820038 T ES 11820038T ES 2582629 T3 ES2582629 T3 ES 2582629T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
flat
zone
partial
zones
longitudinal direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES11820038.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Takuya Kuwayama
Noriyuki Suzuki
Yasunobu Miyazaki
Kaoru Kawasaki
Shigeru Yonemura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2582629T3 publication Critical patent/ES2582629T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0093Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring combined with mechanical machining or metal-working covered by other subclasses than B23K
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/38Heating by cathodic discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06Tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article
    • C21D2221/02Edge parts

Abstract

Un cuerpo (1) ensamblado que incluye un elemento (10) de absorción de impacto y un elemento (20) estructural, comprendiendo el elemento (10) de absorción de impacto un cuerpo (11) tubular parcial que tiene una forma poligonal con un lado abierto en una sección transversal perpendicular a una dirección longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial y a una zona (15) de reborde; y el elemento (20) estructural que tiene una forma similar a placa y que se coloca de modo que mire a la zona (15) de reborde del elemento (10) de absorción de impacto y cierre el lado abierto de la forma poligonal en la sección transversal del cuerpo (11) tubular parcial, en el que el cuerpo (11) tubular parcial incluye: una pluralidad de zonas planas (12); y una pluralidad de zonas (13) de esquina proporcionadas entre las zonas planas (12), en el que: al menos una de la pluralidad de zonas planas (12) tiene una zona (A) tratada térmicamente formada mediante la aplicación de un tratamiento térmico con una luz láser de modo que se deforme en un ángulo de no menos de 0,1 grados y no más de 3,0 grados; cada una de las zonas planas (12) se separa en una pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadriláteras adyacentes entre sí cuando el cuerpo (11) tubular parcial se divide mediante secciones perpendiculares a la dirección longitudinal dispuesta en la dirección longitudinal en intervalos de L/2 desde una sección vertical situada en una posición predeterminada a lo largo de la dirección longitudinal desde una zona de extremo en la dirección longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial, en la que L es una longitud lateral media de todos los lados que constituyen la forma poligonal con un lado abierto en la zona del extremo; la zona (A) tratada térmicamente se forma a lo largo de al menos una dirección diagonal de al menos una zona plana parcial (19) cuadrilátera de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadriláteras; y la zona (A) tratada térmicamente se proporciona a al menos dos zonas planas parciales (19) cuadriláteras adyacentes entre sí de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadriláteras de modo que sean simétricas con respecto a una línea límite entre las zonas planas parciales (19) cuadriláteras.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Elemento de absorcion de impacto Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un elemento de absorcion de impacto que tiene un tratamiento termico con luz laser aplicado al mismo.
La presente solicitud reivindica la prioridad en base a la Solicitud de Patente Japonesa N° 2010-189737 presentada en Japon el 26 de agosto de 20l0, y la Solicitud de Patente Japonesa N° 2010-189502 presentada en Japon el 26 de agosto de 2010.
Tecnica antecedente
Como un elemento de absorcion de impacto, se usan comunmente en automoviles u otros veldculos piezas tubulares formadas por prensado que tienen una seccion transversal poligonal. En general, el elemento de absorcion de impacto se usa en dos aplicaciones. Primero, el elemento de absorcion de impacto forma, por ejemplo, un compartimento motor y maletero, y se abolla cuando el automovil colisiona de modo que absorbe la energfa de impacto. Segundo, el elemento de absorcion de impacto forma, por ejemplo, una cabina e impide que la cabina se deforme cuando el automovil colisiona desde el punto de vista de asegurar el espacio vital de un pasajero.
La resistencia del elemento de absorcion de impacto se puede mejorar incrementando las dimensiones de la seccion transversal o el grosor de las paredes del elemento de absorcion de impacto. Con este metodo, sin embargo, el volumen o peso del elemento de absorcion de impacto tambien se incrementan, lo que conduce a un deterioro en la eficiencia de combustible asf como a un incremento en el dano al vedculo opuesto en el momento de una colision vedculo contra vedculo.
Se han propuesto varios metodos para mejorar parcialmente la resistencia del elemento de absorcion de impacto mediante la aplicacion parcialmente de un tratamiento termico por laser al elemento de absorcion de impacto, que es una pieza formada por prensado (por ejemplo, Documentos de Patente 1 a 4). En esta solicitud, el tratamiento termico por laser es un tratamiento en el que se emite un haz laser con una alta densidad de energfa hacia un elemento de absorcion de impacto sin tratar para calentar localmente el elemento de absorcion de impacto hasta una temperatura de transformacion o punto de fusion o mayor, y a continuacion, el elemento de absorcion de impacto es templado a traves de un mecanismo de auto enfriado.
Por ejemplo, el Documento de Patente 1 desvela un metodo de mejora de la resistencia de un artfculo formado por prensado mediante la aplicacion localmente de un tratamiento termico al elemento formado por prensado usando un laser. Mas espedficamente, en el Documento de Patente 1, despues de que se forme en fno una chapa de acero, la chapa de acero se calienta rapidamente con un haz laser hasta una temperatura predeterminada o mayor en forma de rayas o con una forma de cuadncula. A continuacion, la chapa de acero calentada es enfriada, robusteciendo de ese modo el artfculo formado por prensado que se ha formado en fno. Con este metodo, puede suprimirse la aparicion de distorsiones despues del tratamiento termico en comparacion con un caso en el que el tratamiento termico se aplica uniformemente a un artfculo formado por prensado. En particular, con el metodo desvelado en el Documento de Patente 1, el tratamiento termico por laser se aplica sobre la superficie externa del artfculo formado por prensado en forma de rayas en la direccion longitudinal, o sobre la superficie externa completa de un artfculo formado por prensado en una forma de cuadncula.
El Documento de Patente 2 desvela un metodo de aplicacion local de un tratamiento termico a un artfculo formado por prensado con la finalidad de mejorar la resistencia del artfculo formado por prensado en tanto se suprime la aparicion de distorsiones. En particular, con el metodo desvelado en el Documento de Patente 2, se aplica el tratamiento termico a una zona del artfculo formado por prensado que requiere una resistencia, por ejemplo, se aplica a una zona altamente tensionada, lo que se obtiene a partir del analisis de un ensayo de choque del vedculo o un metodo de elementos finitos. Mas espedficamente, el tratamiento termico por laser se aplica al artfculo formado por prensado en una forma de rayos o en una forma de cuadncula que se extiende sobre toda la longitud en la direccion longitudinal del artfculo formado por prensado.
El Documento de Patente 3 desvela un metodo de uso de una chapa de acero que contiene un componente espedfico y la aplicacion de un tratamiento termico por laser a la chapa de acero. Con este metodo, es posible mejorar la resistencia de una zona sometida al tratamiento termico por laser en tanto se mantiene la capacidad para ser trabajada de la chapa de acero. El metodo desvelado en el Documento de Patente 3 aplica el tratamiento termico por laser a una zona que requiere una resistencia mejorada y, mas espedficamente, aplica el tratamiento termico por laser al artfculo formado por prensado en una forma recta que se extiende sobre toda la longitud en la direccion longitudinal del artfculo formado por prensado.
El Documento de Patente 4 desvela un metodo de aplicacion de un tratamiento termico por laser sobre una superficie periferica de un artfculo formado por prensado en un forma de lmea a lo largo de la direccion en la que se aplica una carga de compresion, con la finalidad de mejorar la capacidad de absorcion de energfa de impacto del
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
artfculo formado por prensado. Con este metodo, el tratamiento termico laser se aplica en la misma direccion que la direccion en la que se introduce la carga de impacto. Este metodo hace posible incrementar la resistencia contra la deformacion, y tambien hace que aparezca regularmente un modo de abollado. En particular, el metodo desvelado en el Documento de Patente 4 aplica continuamente el tratamiento termico con luz laser a toda la longitud del ardculo formado por prensado en la direccion longitudinal a lo largo de la direccion en la que se introduce la carga de impacto. El Documento de Patente D5 desvela un dispositivo similar.
En otras palabras, con cualquiera de los metodos desvelados en los Documentos de Patente 1a 5, el tratamiento termico por laser se aplica a una zona de la superficie exterior del artfculo formado por prensado que requiere la resistencia. Mas espedficamente, el tratamiento termico por laser se aplica en forma de lmea que se extiende continuamente sobre toda la longitud del artfculo formado por prensado en la direccion longitudinal, o se aplica el tratamiento termico con la luz laser en forma de cuadncula u otra forma sobre toda la superficie externa del artfculo formado por prensado.
Documentos de la tecnica relacionada
Documentos de Patente
Documento de Patente 1: Solicitud de Patente Japonesa sin examinar, Primera Publicacion N° S61-99629.
Documento de Patente 2: Solicitud de Patente Japonesa sin examinar, Primera Publicacion N° H04-72010.
Documento de Patente 3: Solicitud de Patente Japonesa sin examinar, Primera Publicacion N° H06-73439.
Documento de Patente 4: Solicitud de Patente Japonesa sin examinar, Primera Publicacion N° 2004-108541.
Documento de Patente 5: JP 201073422.
Divulgacion de la invencion Problemas a ser resueltos por la invencion
Como se ha descrito anteriormente, mediante la aplicacion del tratamiento termico por laser al elemento de absorcion de impacto, es posible mejorar localmente la resistencia del elemento de absorcion de impacto. Sin embargo, el coste requerido para el tratamiento termico por laser se incrementa con el incremento en el area del elemento de absorcion de impacto a la que se aplica el tratamiento termico por laser. De ese modo, por ejemplo, en el caso de un elemento de absorcion de impacto que tenga una deformacion reducida en el momento en el que se aplica la energfa de impacto como se ha descrito anteriormente, es necesario reducir la cantidad de deformacion del elemento de absorcion de impacto en tanto que se reduce el area a la que se aplica el tratamiento termico por laser.
Con el elemento de absorcion de impacto que presenta una deformacion reducida, la cantidad de deformacion en la direccion de compresion vana ampliamente dependiendo del modo de deformacion en la deformacion por abollado cuando se aplica la energfa de impacto al elemento de absorcion de impacto en la direccion de compresion (en la direccion longitudinal del elemento de absorcion de impacto). El modo de deformacion tal como se ha descrito anteriormente incluye generalmente dos modos de deformacion: un modo compacto y un modo no compacto.
En los modos de deformacion el asf denominado modo compacto, el elemento de absorcion de impacto se dobla y distorsiona ampliamente cuando se aplica energfa de impacto al elemento de absorcion de impacto, y no tiene lugar un plegado local. Como resultado, todo el elemento de absorcion de impacto se deforma de un modo plegado. En los modos de deformacion nombrados el asf denominado modo no compacto, cuando tiene lugar el colapso en el que se aplica la energfa de impacto al elemento de absorcion de impacto, se limita el plegado del elemento de absorcion de impacto a zonas locales, y la deformacion del elemento de absorcion de impacto raramente ocurre entre las zonas plegadas. Como resultado, una zona localizada entre las zonas plegadas permanece plana.
Con el modo no compacto, el elemento de absorcion de impacto se abolla y deforma de una manera tal que la zona que permanece plana no resiste contra la energfa de impacto. Esto da como resultado un incremento en la cantidad de deformacion por compresion debido a la energfa de impacto aplicada en la direccion de compresion. Por otro lado, con el modo compacto, no existen partes planas, y todo el elemento de absorcion de impacto resiste contra la energfa de impacto. Esto da como resultado una cantidad relativamente pequena de deformacion por compresion provocada por la energfa de impacto aplicada en la direccion de compresion.
Adicionalmente, no se aplica necesariamente la energfa de impacto al elemento de absorcion de impacto en la direccion de compresion, y se aplica frecuentemente tanto en el componente en la direccion de compresion como en el componente en la direccion de cortadura (en una direccion perpendicular a la direccion longitudinal del elemento de absorcion de impacto). El caso en el que se aplica la energfa de impacto, que tiene tanto un componente en la direccion de compresion como un componente en la direccion de cortadura, al elemento de absorcion de impacto tal como se ha descrito anteriormente incluye: un caso en el que la energfa de impacto se aplica al elemento de absorcion de impacto, por ejemplo, en la direccion diagonal; y un caso en el que el elemento de absorcion de impacto en sf mismo esta conformado con una forma parcialmente curvada. En el caso en el que la energfa de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
impacto se aplica al elemento de absorcion de impacto en una direccion que tiene tanto el componente en la direccion de compresion como el componente en la direccion de cortadura tal como se ha descrito anteriormente, el elemento de absorcion de impacto presenta un comportamiento a la deformacion mas complicado que la deformacion en el modo compacto.
Para reducir la cantidad de deformacion del elemento de absorcion de impacto mientras se reduce el area a la que se aplica el tratamiento termico por laser, es necesario determinar zonas en donde se aplica el tratamiento termico por laser mientras se considera el comportamiento a la deformacion del elemento de absorcion de impacto. Sin embargo, basicamente, los Documentos de Patente 1 a 4 no tienen en consideracion el comportamiento a la deformacion del elemento de absorcion de impacto para determinar las zonas en donde se aplica el tratamiento termico por laser. De ese modo, el tratamiento termico por laser no se aplica eficientemente.
A la vista de los problemas descritos anteriormente, un objetivo de la presente invencion es proporcionar un elemento de absorcion de impacto que presente una cantidad reducida de deformacion en el momento en que se introduce la energfa de impacto mientras que se reduce la cantidad de aplicacion del tratamiento termico por laser, mediante la aplicacion del tratamiento termico por laser en tanto se tiene en consideracion el comportamiento de deformacion del elemento de absorcion de impacto.
Medios para resolver los problemas
Los presentes inventores examinaron el comportamiento de deformacion de un elemento de absorcion de impacto cuando se aplica una energfa de impacto que tiene ambos componentes de la direccion de compresion y la direccion de cortadura al elemento de absorcion de impacto, y tambien examinaron una relacion entre la cantidad de deformacion del elemento de absorcion de impacto en el momento en el que se aplica la energfa de impacto y las zonas en donde se aplico el tratamiento termico por laser a un elemento de absorcion de impacto sin tratar en base al comportamiento de deformacion.
Como resultado, cuando se aplica la energfa de impacto que tiene ambos componentes de la direccion de compresion (en la direccion en la que se extiende el elemento de absorcion de impacto) y la direccion de cortadura al elemento de absorcion de impacto, ocurre la deformacion por compresion en el modo compacto tal como se ha descrito anteriormente debido a la energfa de impacto en la direccion de compresion. Adicionalmente, los presentes inventores hallaron que aparece un colapsado en la forma de arrugas sobre una superficie de un elemento estructural de acuerdo con los ciclos de deformacion del modo compacto debido a la energfa de impacto en la direccion de cortadura. Aun mas, los presentes inventores hallaron que, para suprimir la aparicion del colapsado en la forma de arrugas sobre la superficie del elemento de absorcion de impacto, es efectivo aplicar el tratamiento termico por laser mediante la consideracion de los ciclos de deformacion.
La presente invencion se ha realizado en base a los hallazgos descritos anteriormente, y los puntos principales de la presente invencion son los siguientes:
(1) Un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con un aspecto de la presente invencion incluye un cuerpo tubular que tiene una forma poligonal en la seccion transversal perpendicular a una direccion longitudinal del cuerpo tubular, incluyendo el cuerpo tubular una pluralidad de zonas planas y una pluralidad de zonas en esquina proporcionadas entre las zonas planas, en las que al menos una de la pluralidad de zonas planas tiene una zona tratada termicamente formada mediante la aplicacion de un tratamiento termico con luz laser de modo que se deforme en un angulo de no menos de 0,1 grados y no mas de 3,0 grados.
(2) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto del (1) anterior, es preferible que cada una de las zonas planas se separe en una pluralidad de zonas planas parciales cuadrilateras adyacentes entre sf cuando el cuerpo tubular se divide por secciones perpendiculares a la direccion longitudinal dispuesta en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde una seccion vertical situada en una posicion predeterminada a lo largo de la direccion longitudinal desde una zona del extremo en la direccion longitudinal del cuerpo tubular, en la que L es la longitud lateral media de todos los laterales que constituyen la forma poligonal en la zona extrema, y la zona tratada termicamente se forma a lo largo de al menos una direccion diagonal de al menos una zona plana parcial de las zonas planas parciales.
(3) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto de la (2) anterior, es preferible que la posicion predeterminada se localice en la zona extrema.
(4) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto de la (2) anterior, es preferible que la posicion predeterminada se localice a L/4 desde la zona extrema a lo largo de la direccion longitudinal.
(5) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto de uno cualquiera de los (2) a (4) anteriores, es preferible que la zona tratada termicamente se proporcione en al menos dos zonas planas parciales adyacentes entre sf de las zonas planas parciales de modo que sean simetricas con respecto a una lmea lfmite entre las zonas planas parciales adyacentes.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
(6) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto de uno cualquiera de los (2) a (4) anteriores, es preferible que se formen dos zonas tratadas termicamente a lo largo de ambas direcciones diagonales de al menos una zona plana parcial de las zonas planas parciales.
(7) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto de uno cualquiera de los (1) a (4) anteriores, es preferible que se forme adicionalmente otra zona tratada termicamente en la pluralidad de zonas de esquina mediante la aplicacion de un tratamiento termico con luz laser a lo largo de la direccion longitudinal del cuerpo tubular.
(8) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto de uno cualquiera de los (1) a (4) anteriores, es preferible que se forme la zona tratada termicamente a lo largo de la direccion longitudinal de al menos una zona plana de las zonas planas.
(9) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto del (8) anterior, es preferible que la zona tratada termicamente se forme con una pluralidad de luces laser a lo largo de la direccion longitudinal.
(10) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto del (8) anterior, es preferible que la zona tratada termicamente se forme de modo que alcance una profundidad de no mas del tres cuartos de un grosor de placa de la zona plana desde una superficie de la zona plana.
(11) De acuerdo con el elemento de absorcion de impacto del (8) anterior, es preferible que la zona tratada termicamente se forme de modo que alcance una profundidad de no menos de 1/2 de un grosor de placa de la zona plana desde una superficie de la zona plana.
Efectos de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, es posible reducir la cantidad de deformacion de un elemento de absorcion de impacto cuando se aplica una energfa de impacto, mientras se reduce la cantidad de tratamiento termico por laser, mediante la aplicacion de un tratamiento termico con luz laser mientras se tiene en consideracion el comportamiento de deformacion del elemento de absorcion de impacto.
Breve descripcion de los dibujos
La FIG. 1A es una vista en perspectiva que ilustra un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion.
La FIG. 1B es una vista en seccion ampliada que ilustra una parte principal del elemento de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1A.
La FIG. 2A es una vista en seccion que ilustra el mismo elemento de absorcion de impacto.
La FIG. 2B es una vista en seccion que ilustra un ejemplo de modificacion del elemento de absorcion de impacto
de acuerdo con la primera realizacion.
La FIG. 2C es una vista en seccion que ilustra otro ejemplo de modificacion del elemento de absorcion de impacto de acuerdo con la primera realizacion.
La FIG. 3A es un diagrama para la explicacion de un modo de deformacion.
La FIG. 3B es un diagrama para la explicacion de un modo de deformacion.
La FIG. 4 es un diagrama que ilustra como se deforma el elemento de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1 en un modo compacto.
La FIG. 5A es un diagrama que ilustra el mismo elemento de absorcion de impacto antes de la recepcion de una energfa de impacto en una direccion de cortadura.
La FIG. 5B es un diagrama que ilustra como el mismo elemento de absorcion de impacto recibe la energfa de impacto en la direccion de cortadura y se deforma.
La FIG. 6 es un diagrama tomado a lo largo de la lmea VI-VI en la FIG. 5B.
La FIG. 7 es un diagrama que ilustra un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con una segunda realizacion de la presente invencion.
La FIG. 8 es un diagrama que ilustra un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con una tercera realizacion de la presente invencion.
La FIG. 9 es un diagrama que ilustra un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con una cuarta realizacion de la presente invencion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
La FIG. 10 es un diagrama que ilustra un ejemplo de modificacion del elemento de absorcion de impacto de acuerdo con la primera realizacion.
La FIG. 11 es un diagrama que ilustra como un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con la quinta realizacion de la presente invencion se deforma en un modo compacto.
La FIG. 12 es una vista en perspectiva que ilustra el elemento de absorcion de impacto de acuerdo con la quinta realizacion.
La FIG. 13A es un diagrama que ilustra un proceso de produccion, por ejemplo, de un elemento de absorcion de impacto usado en Ejemplos.
La FIG. 13B es un diagrama que ilustra un proceso de produccion, por ejemplo, de un elemento de absorcion de impacto usado en Ejemplos.
La FIG. 13C es un diagrama que ilustra un proceso de produccion, por ejemplo, de un elemento de absorcion de impacto usado en Ejemplos.
La FIG. 13D es un diagrama que ilustra un proceso de produccion, por ejemplo, de un elemento de absorcion de impacto usado en Ejemplos.
La FIG. 14A es una vista lateral que ilustra, por ejemplo, un cuerpo montado de elemento estructural usado en Ejemplos.
La FIG. 14B es una vista en planta que ilustra, por ejemplo, un cuerpo montado de elemento estructural usado en Ejemplos.
La FIG. 15 es un diagrama que ilustra zonas soldadas entre el cuerpo ensamblado del elemento estructural y una chapa de acero usada en Ejemplos.
La FIG. 16 es una vista en perspectiva que ilustra un cuerpo ensamblado de elemento estructural del Ejemplo 1 y Ejemplo comparativo 1.
La FIG. 17 es una vista en perspectiva que ilustra un cuerpo ensamblado de elemento estructural del Ejemplo comparativo 2 y Ejemplo comparativo 5.
La FIG. 18 es una vista en perspectiva que ilustra un cuerpo ensamblado de elemento estructural del Ejemplo comparativo 3 y Ejemplo 2.
La FIG. 19 es una vista en perspectiva que ilustra un cuerpo ensamblado de elemento estructural del Ejemplo 3.
La FIG. 20 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con una sexta realizacion de la presente invencion.
La FIG. 21 es una vista del extremo del mismo elemento de absorcion de impacto.
La FIG. 22 es una vista en seccion parcial ampliada que ilustra areas templadas termicamente del mismo elemento de absorcion de impacto.
La FIG. 23 es una fotograffa que muestra que un elemento de absorcion de impacto se abolla en el modo compacto.
La FIG. 24 es una fotograffa que muestra que un elemento de absorcion de impacto se abolla en un modo no compacto.
La FIG. 25A es una vista ampliada que ilustra una zona tratada termicamente del mismo elemento de absorcion de impacto.
La FIG. 25B es un diagrama que ilustra la deformacion de la zona tratada termicamente del mismo elemento de absorcion de impacto.
La FIG. 26A es una vista en seccion que ilustra detalles del elemento de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 21.
La FIG. 26B es una vista en seccion ampliada que ilustra la parte principal del elemento de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 26A.
La FIG. 27 es un grafico que ilustra como cambia la longitud de onda del colapsado en el momento de la abolladura de acuerdo con los cambios en la longitud lateral media.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Realizaciones de la invencion
En el presente documento a continuacion, se describiran en detalle realizaciones de la presente invencion con referencia a los dibujos. Observese que, en la descripcion a continuacion, se indican los mismos componentes constituyentes por los mismos numeros de referencia.
[Primera realizacion]
La FIG. 1A es una vista en perspectiva que ilustra una primera realizacion de un elemento de absorcion de impacto de acuerdo con la presente invencion. Tal como se ilustra en la FIG. 1A, un cuerpo ensamblado de elemento estructural 1 incluye un elemento 10 de absorcion de impacto y un elemento 20 estructural adicional, ambos conectados entre sf. El elemento 10 de absorcion de impacto incluye un cuerpo 11 tubular parcial (cuerpo tubular) y una zona 15 de reborde. El cuerpo 11 tubular parcial se conecta con la pluralidad de zonas planas 12 que tienen una forma similar a placa en la pluralidad de zonas 13 de esquina proporcionadas entre las zonas planas 12. En el ejemplo ilustrado en la FIG. 1A, el cuerpo 11 tubular parcial tiene tres zonas planas 12a a 12c, y las zonas planas 12a a 12c se conectan entre sf por medio de dos zonas en esquina 13a y 13b.
La FIG. 2A es una vista en seccion tomada a lo largo de un plano perpendicular a la direccion longitudinal del cuerpo ensamblado de elemento estructural 1 ilustrado en la FIG. 1A. Como puede comprenderse a partir de la FIG. 1A y la FIG. 2A, el cuerpo 11 tubular parcial del elemento 10 de absorcion de impacto tiene una forma cuadrilatera (forma poligonal) con una seccion transversal abierta en la que un lado se abre en la seccion trasversal situada en un plano perpendicular a una direccion longitudinal del cuerpo 11 tubular parcial (de aqu en adelante, denominado como una “seccion vertical”). En otras palabras, las tres zonas planas 12a a 12c del cuerpo 11 tubular parcial corresponden a los tres laterales de una seccion transversal cuadrilatera del cuerpo 11 tubular parcial.
La zona 15 de reborde del elemento 10 de absorcion de impacto incluye dos zonas planas 16a y 16b extendida cada una desde cada borde del cuerpo 11 tubular parcial en una seccion transversal. Las dos zonas planas 16a y 16b se conectan con el cuerpo 11 tubular parcial por medio de las zonas de esquina 17a y 17b. Las dos zonas planas 16a y 16b de la zona 15 de reborde se forman de modo que se extienden hacia el exterior desde ambos bordes del cuerpo 11 tubular parcial que tiene la forma cuadrilatera estando un lado abierto cuando se ven sobre un plano en el que se localiza el lado abierto el cuadrilatero.
Como se ha ilustrado en la FIG. 1A y en la FIG. 2A, el elemento 20 estructural adicional que tiene la forma similar a una placa se coloca de modo que se enfrente a la zona 15 de reborde del elemento 10 de absorcion de impacto y cierra el lado abierto en la seccion transversal cuadrilatera del cuerpo 11 tubular parcial. El elemento 20 estructural adicional se une con el elemento 10 de absorcion de impacto mediante soldadura de la zona 15 de reborde del elemento de absorcion el impacto 10 con una zona del elemento 20 estructural adicional que mira a la zona 15 de reborde. El elemento 10 de absorcion de impacto y el elemento 20 estructural adicional se usan, por ejemplo, para un bastidor de un vetnculo como el cuerpo ensamblado de elemento estructural 1 en un estado en el que estos se unen entre sf.
El elemento 10 de absorcion de impacto y el elemento 20 estructural adicional se forman, por ejemplo, mediante un material de acero u otro material a partir del que se puede obtener un templado mediante la aplicacion de un tratamiento termico por laser. La expresion “tratamiento termico por laser” representa un tratamiento en el que un haz laser que tiene una alta densidad de energfa se emite primero a un elemento de absorcion de impacto sin tratar para calentar localmente el elemento de absorcion de impacto sin tratar hasta una temperatura de transformacion o punto de fusion o mayor, y a continuacion, el elemento de absorcion de impacto calentado se templa a traves de un mecanismo de auto-enfriado. El elemento 10 de absorcion de impacto y el elemento 20 estructural adicional se conforman con las formas anteriormente descritas mediante formacion por prensado u otros metodos de conformacion generales.
En esta realizacion, el cuerpo 11 tubular parcial del elemento 10 de absorcion de impacto tiene una forma de seccion transversal cuadrilatera estando un lado abierto en la seccion vertical. Sin embargo, puede ser posible que el cuerpo 11 tubular parcial tenga cualquier forma poligonal estando un lado abierto. De ese modo, por ejemplo, el cuerpo 11 tubular parcial puede tener una forma triangular con un lado abierto tal como se ilustra en la FIG. 2B, o puede tener una forma pentagonal con un lado abierto tal como se ilustra en la FIG. 2C. En el caso en el que el cuerpo tubular parcial tiene una forma de seccion transversal triangular con un lado abierto en la seccion vertical tal como se ilustra en la FIG. 2B, el elemento de absorcion de impacto 110 incluye un cuerpo 111 tubular parcial que tiene dos zonas planas conectadas por medio de una zona en esquina, y una zona de reborde 115 que tiene dos zonas planas conectadas con el cuerpo 111 tubular parcial por medio de dos zonas en esquina. En el caso en el que el cuerpo tubular parcial tiene una forma de seccion transversal pentagonal estando un lado abierto en la seccion vertical tal como se ilustra en la FIG. 2C, el elemento 210 de absorcion de impacto incluye un cuerpo tubular parcial 211 que tiene cuatro zonas planas conectadas por medio de tres zonas de esquina, y una zona de reborde 215 que tiene dos zonas planas conectadas con el cuerpo tubular parcial 211 por medio de dos zonas de esquina.
En esta realizacion de la presente invencion, el tratamiento termico por laser se aplica a una zona espedfica del elemento de absorcion de impacto sin tratar 10 conformado en las formas tal como se han descrito anteriormente. A
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
continuacion, se describira la zona sometida al tratamiento termico por laser.
En esta realizacion, la zona sometida al tratamiento termico por laser se determina en base a la longitud lateral media L en la seccion transversal poligonal de una zona de extremo (de aqu en adelante, denominada como la “zona del extremo longitudinal”) l4 en la direccion longitudinal del elemento 10 de absorcion de impacto. En particular, en esta realizacion, es preferible que la zona del extremo longitudinal 14 se fije a un extremo del elemento 10 de absorcion de impacto al que se espera se aplique una energfa de impacto cuando el cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 se usa realmente. De ese modo, por ejemplo, en el caso en el que el cuerpo ensamblado de elemento estructural 1 se usa como un bastidor lateral (bastidor que se extiende en la direccion de delante a atras del vehmulo) para un compartimento motor del automovil, una zona extrema el bastidor lateral situada sobre el lado frontal del vehmulo es la zona extrema longitudinal descrita anteriormente. En el caso en el que el cuerpo ensamblado de elemento estructural 1 se use como un bastidor lateral para un maletero de automovil, una zona extrema del bastidor lateral situada sobre el lado posterior del vehmulo es la zona del extremo longitudinal. En esta realizacion, la zona sometida al tratamiento termico por laser se determina en base a la longitud lateral media L tal como se ha descrito anteriormente. De ese modo, se describira primero la longitud lateral media L.
El cuerpo 11 tubular parcial del elemento 10 de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1A incluye una zona del extremo longitudinal 14 que tiene una seccion transversal cuadrilatera con un lado abierto tal como se ilustra en la FIG. 2A. Los caracteres l1 a l4 representan longitudes de los laterales respectivos (incluyendo el lado abierto) que constituyen la seccion transversal cuadrilatera. En otras palabras, los caracteres l1 a l4 representan longitudes de los laterales respectivos en la suposicion de que el cuerpo 11 tubular parcial del elemento 10 de absorcion de impacto tiene una seccion transversal cuadrilatera cerrada. La media de las longitudes l1 a l4 de los laterales respectivos en este caso es la longitud lateral media L (L = (l1 + l2 + l3 + l4)/4).
Asf, por ejemplo, en el caso en el que el elemento de absorcion de impacto tiene una forma de seccion transversal tal como se ilustra en la FIG. 2B, la longitud lateral media L es la longitud media L de las longitudes l1 a l3 de los tres lados, y es (l1 + l2 + l3)/3, en la que l1 es la longitud de un lateral de una zona plana 112a del cuerpo 111 tubular parcial, l2 es la longitud lateral de una zona plana 112b, y l3 es la longitud de una zona de esquina 117a a una zona de esquina 117b, cuando el elemento de absorcion de impacto 110 se ve desde la seccion transversal.
Adicionalmente, en el caso en el que el elemento 210 de absorcion de impacto tiene una forma de seccion transversal tal como se ilustra en la figura 2C, la longitud lateral media L es la longitud media L de las longitudes l1 a l5 de cinco lados, y es (l1 + l2 + l3 + l4 + l5)/5, en la que l1 es la longitud de un lateral de una zona plana 212a de un cuerpo tubular parcial 211, l2 es la longitud de un lateral de una zona plana 212b, l3 es una longitud de un lateral de una zona plana 212c, l4 es una longitud de un lateral de una zona plana 212d, l5 es una longitud desde una zona de esquina 217a a una zona de esquina 217b, cuando el elemento 210 de absorcion de impacto se ve desde la seccion transversal.
Asf, cuando esto se resume, la longitud lateral media L significa una longitud media de todos los lados que constituyen la forma de seccion transversal poligonal en una zona del extremo longitudinal del cuerpo tubular parcial del elemento de absorcion de impacto que tiene la seccion transversal poligonal teniendo un lado abierto.
En esta realizacion, el elemento 10 de absorcion de impacto esta separado por secciones transversales perpendiculares a la direccion longitudinal (seccion vertical que incluye la lmea discontinua de la FIG. 1A) y dispuesta en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde una seccion vertical situada en una posicion predeterminada (en la zona del extremo longitudinal 14 en esta realizacion) que incluye la zona del extremo longitudinal 14 a lo largo de la direccion longitudinal. Al separar el elemento 10 de absorcion de impacto tal como se ha descrito anteriormente, cada una de las zonas planas 12a a 12c situadas entre secciones verticales adyacentes se divide en una pluralidad de zonas planas parciales 19 cuadrilateras situadas adyacentes entre sf
Mas espedficamente, cuando a es un entero, la zona plana parcial 19 representa una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas situadas entre una seccion vertical separada en la direccion longitudinal desde la zona del extremo longitudinal 14 en una distancia (de aqrn en adelante, denominada como distancia longitudinal) X de (a-1)L/2 y la seccion vertical situada a una distancia X de aL/2. De ese modo, cada una de las zonas planas parciales 19 significa una zona indicada por la lmea de punto y raya ilustrada en la FIG. 1A. Del gran numero de zonas planas parciales 19, solo se ilustran tres zonas planas parciales 19a a 19c en la FIG. 1A.
En esta realizacion, el tratamiento termico por laser se aplica en la direccion diagonal sobre el lado superficial externo de cada una de las zonas planas parciales 19 que tiene una forma cuadrilatera para formar zonas A tratadas termicamente que se extienden en la direccion diagonal. En particular, en el ejemplo ilustrado en la FIG. 1A, el tratamiento termico por laser se aplica en forma recta desde una esquina de cada una de las zonas planas parciales 19 cuadrilateras hasta una esquina situada en el lado angular opuesto de una esquina, formando de ese modo la zona A tratada termicamente correspondiente a esta aplicacion. En esta realizacion, el laser YAG o laser de fibra se usa para el tratamiento termico con la luz laser.
Adicionalmente, en esta realizacion, las zonas A tratadas termicamente proporcionadas en las zonas planas parciales 19 adyacentes y que se extienden en la direccion diagonal se disponen de modo que sean simetricas con
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
respecto a una lmea situada entre las zonas planas parciales 19 adyacentes. Por ejemplo, para una zona plana parcial 19a y una zona plana parcial 19b de la FIG. 1A, que estan proximas entre sf, las zonas A tratadas termicamente proporcionadas en las zonas planas parciales 19a y 19b se disponen (forman) de modo que sean simetricas con respecto a una lmea situada entre las zonas planas parciales 19a y 19b (en otras palabras, una lmea de interseccion de la zona plana 12c y el plano de la seccion vertical con la distancia longitudinal X de L/2). Adicionalmente, para la zona plana parcial 19a y una zona plana parcial 19c en la FIG. 1A, que estan proximas entre sf, las zonas A tratadas termicamente proporcionadas a las zonas planas parciales 19a y 19c se disponen (forman) de modo que sean simetricas con respecto a una lmea situada entre las zonas planas parciales 19a y 19b (en otras palabras, una lmea a lo largo de la zona de esquina 13b).
Adicionalmente, tal como se ilustra en la FIG. 1B, mediante la aplicacion de templado por laser a las zonas planas 12a a 12c tal como se ha descrito anteriormente, el elemento 10 de absorcion de impacto se deforma (dobla) hacia el centro. En la FIG. 1B, la lmea discontinua indica una zona plana 18 antes del tratamiento termico, y la lmea continua indica las zonas planas 12a a 12c despues del tratamiento termico. Como se ilustra en la FIG. 1B un angulo a1 formado por la zona plana 18 y las zonas planas 12a a 12c (angulo de deformacion de la zona A tratada termicamente) es menor de 0,1 grados y no mayor de 3,0 grados. Preferiblemente, la zona de tratamiento termico A se deforma en un angulo de no menos de 0,1 grados y no mas de 0,6 grados. La zona tratada termicamente tiene un ancho preferiblemente en el intervalo de 0,4t mm a 1,6t mm, y una profundidad en la direccion del grosor, preferiblemente, al menos en el intervalo de 0,2t mm a 0,8t mm, en donde t es un grosor del elemento 10 de absorcion de impacto.
Con esta configuracion, el elemento 10 de absorcion de impacto de acuerdo con esta realizacion tiene una resistencia mejorada a lo largo de la zona A tratada termicamente que se extiende en la direccion diagonal sobre las zonas planas parciales 19. A continuacion, se realizara una descripcion de un efecto del fortalecimiento parcial del elemento 10 de absorcion de impacto tal como se ha descrito anteriormente.
El elemento de absorcion de impacto se deforma en un modo compacto tal como se ilustra en la FIG. 3A o en un modo no compacto tal como se ilustra en la FIG. 3B cuando se aplica una energfa de impacto en la direccion longitudinal del elemento de absorcion de impacto (direccion de extension), en otras palabras, en la direccion en la que se comprime el elemento de absorcion de impacto. De los modos de deformacion, necesita aparecer una deformacion de abollado en el modo compacto desde el punto de vista de la supresion de la cantidad de compresion del elemento de absorcion de impacto. Para provocar que aparezca la deformacion de abollado en el modo compacto, se ha usado un encadenado de abolladuras o se han usado otras varias clases de metodos, y puede ser posible emplear cualquiera de los metodos.
Cuando aparece la deformacion de abollado en el modo compacto, el elemento de absorcion de impacto se abolla en una forma tal que aparecen alternativamente una zona que se mella hacia el interior y una zona que se expande hacia el exterior. Los presentes inventores han hallado que una longitud del ciclo en el que el elemento de absorcion de impacto se mella hacia el interior una vez, a continuacion se expande al exterior y vuelve a la posicion original es casi igual a la longitud lateral media L en la zona del extremo del elemento de absorcion de impacto. Este hallazgo se describira con referencia a la FIG. 4.
La FIG. 4 ilustra como se deforma el elemento 10 de absorcion de impacto en el modo compacto en el caso en el que la zona del extremo longitudinal 14 del elemento 10 de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1A se fija a cualquier otro elemento y se aplica energfa de impacto en una direccion de la flecha en el dibujo. En particular, las lmeas de punto y raya en el dibujo ilustran como se deforma el centro de la zona plana 12b y la zona de esquina 17b. Como se puede entender a partir de la FIG. 4, en el caso en el que el elemento 10 de absorcion de impacto se deforma en el modo compacto, el elemento 10 de absorcion de impacto se mella al interior en la region en la que la distancia en la direccion longitudinal esta en el intervalo de 0 a L/2, y se expande hacia el exterior en la region en la que la distancia en la direccion longitudinal esta en el intervalo de L/2 a L. Adicionalmente, el elemento 10 de absorcion de impacto se mella hacia el interior en la region en la que la distancia en la direccion longitudinal esta en el intervalo de L a 3L/2, y se expande al exterior en la region en la que la distancia en la direccion longitudinal esta en el intervalo de 3L/2 a 2L. A partir de aqm, el elemento 10 de absorcion de impacto repite el mellado y expansion de una forma similar. Esto significa que, en el caso en que el elemento 10 de absorcion de impacto se deforma en el modo compacto, el mellado interior y la expansion exterior se repiten con el ciclo L.
Por otro lado, en el caso en el que, ademas de la energfa de impacto en la direccion de compresion, se aplica energfa de impacto en la direccion de cortadura (en otras palabras, la energfa de impacto en una direccion perpendicular a la direccion longitudinal del elemento de absorcion de impacto) al elemento 10 de absorcion de impacto tal como se ilustra en la FIG. 1A, el colapsado en forma de arrugas tiene lugar en cada una de las zonas planas parciales 19 del elemento 10 de absorcion de impacto ademas de la deformacion en el modo compacto. Este fenomeno se describira con referencia a la FIG. 5A, FIG. 5B y FIG. 6.
La FIG. 5A y la FIG. 5B son vistas en planta que ilustran una zona plana 12b del elemento 10 de absorcion de impacto. En particular, la FIG. 5A ilustra la zona plana 12b antes de que se aplique energfa de impacto en la direccion de cortadura, y la FIG. 5B ilustra la zona plana 12b despues de que se aplique energfa de impacto en la direccion de cortadura. La FIG. 6 es una vista en seccion que ilustra la zona plana 12b tomada a lo largo de VI-VI en
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
la FIG. 5B.
En el caso en el que la zona plana 12b del elemento 10 de absorcion de impacto recibe la ene^a de impacto en la direccion de la flecha ilustrada en la FIG. 5A, en otras palabras, en la direccion de cortadura, la zona plana 12b se deforma en una manera tal como se ilustra en la FIG. 5b. En este caso, si el elemento 10 de absorcion de impacto se deforma en el modo compacto tal como se ilustra en la FIG. 4 debido a la energfa de impacto en la direccion de compresion, que se aplica simultaneamente con la energfa de impacto en la direccion de cortadura, el colapsado Z en la forma de arruga tiene lugar a la zona plana 12b en un ciclo L/2 tal como se ilustra en la FIG. 5B. Desde un punto de vista diferente, el colapsado Z en la forma de arrugas tiene lugar en cada una de las zonas planas parciales 19 en una forma que se extiende en la direccion diagonal.
El esfuerzo de traccion mayor en el plano de la zona plana parcial 19 actua en la direccion diagonal (flecha Y1 en la FIG. 5B), en la que el colapsado Z en la forma de arrugas tiene lugar, mientras que el esfuerzo de compresion mayor en el plano de la zona plana parcial 19 actua en la direccion diagonal (flecha Y2 en la FIG. 5B) que es diferente de la direccion diagonal en la que ocurre el colapsado Z en la forma de arrugas.
En conexion con estos esfuerzos, para el elemento 10 de absorcion de impacto de acuerdo con esta realizacion, el tratamiento termico por laser se aplica a cada una de las zonas planas parciales 19 en la direccion diagonal para formar la zona A tratada termicamente que se extiende en la direccion diagonal. De ese modo, cada una de las zonas planas parciales 19 se refuerza en una direccion en la que actua el esfuerzo de traccion mayor o actua el esfuerzo de compresion mayor en el momento en el que tiene lugar el colapsado Z en la forma de arrugas. Con esta aplicacion, de acuerdo con esta realizacion, es posible suprimir la aparicion del colapsado Z en la forma de arrugas tal como se ha descrito anteriormente, por lo que es posible suprimir la deformacion del elemento 10 de absorcion de impacto.
En el ejemplo ilustrado en la FIG. 1A, la zona A tratada termicamente proporcionada a cada una de las zonas planas parciales 19 se extiende desde una esquina de la zona plana parcial 19 a la otra esquina. Sin embargo, no es necesario que la zona A tratada termicamente se extienda de esquina a esquina, siempre que la zona A tratada termicamente se extienda en la direccion diagonal de cada una de las zonas planas parciales 19 que tiene la forma cuadrilatera. De ese modo, solo es necesario que la zona A tratada termicamente se extienda parcialmente en la direccion diagonal solo en el area central de cada una de las zonas planas parciales 19.
El tratamiento termico por laser se aplica al elemento 10 de absorcion de impacto sin tratar en una forma tal que un punto objetivo de la luz laser se mueve en la direccion diagonal sobre cada una de las zonas planas parciales 19. Con esta aplicacion, el tratamiento termico por laser se aplica en una forma recta en la direccion diagonal de cada una de las zonas planas parciales 19. Adicionalmente, es posible que el numero de lmeas de la aplicacion recta de la luz laser a cada una de las zonas planas parciales 19 se fije en cualquier numero, siempre que se forme al menos una lmea. De ese modo, la zona A tratada termicamente puede formarse mediante una pluralidad de lmeas de la emision laser.
Adicionalmente, en el ejemplo ilustrado en la FIG. 1A, la zona A tratada termicamente se proporciona a todas las zonas planas parciales 19. Sin embargo, no es necesario que la zona A tratada termicamente se forme en todas las zonas planas parciales 19. Solo es necesario que la zona A tratada termicamente se forme en al menos una zona plana parcial. Adicionalmente, en esta realizacion, la zona A tratada termicamente se forma sobre el lado exterior del elemento 10 de absorcion de impacto. Sin embargo, puede ser posible formar la zona A tratada termicamente sobre el lado interior del elemento 10 de absorcion de impacto (sobre el lado que mira al elemento 20 estructural adicional).
[Segunda realizacion]
En la primera realizacion, el tratamiento termico por laser se aplica solo en una direccion diagonal a cada una de las zonas planas parciales 19 que tiene la forma cuadrilatera para formar la zona A tratada termicamente que se extiende en una direccion diagonal. En una segunda realizacion, el tratamiento termico por laser se aplica en ambas direcciones diagonales a cada una de las zonas planas parciales 19 de un elemento de absorcion de impacto 30 tal como se ilustra en la FIG. 7 para formar dos zonas A tratadas termicamente y A1 que se extienden en ambas direcciones diagonales. Con esta aplicacion, es posible suprimir adicionalmente la deformacion del elemento de absorcion de impacto 30 provocada por la energfa del choque que aparece en la direccion de cortadura.
Adicionalmente, en esta realizacion, aunque no se ilustra, las zonas planas 12a a 12c se deforman (doblan) en una forma similar al elemento 10 de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1B.
[Tercera realizacion]
En la primera realizacion, la zona A tratada termicamente se forma en cada una de las zonas planas parciales 19 en la direccion diagonal. En una tercera realizacion, ademas de la zona A tratada termicamente, un elemento de absorcion de impacto 40 tiene al menos una de las zonas tratadas termicamente B y C formadas de modo que se extiendan en la direccion longitudinal del elemento 10 de absorcion de impacto tal como se ilustra, por ejemplo en la FIG. 8. Mas espedficamente, la zona tratada termicamente (otra zona tratada termicamente) B puede formarse en
parte o totalmente por las zonas 13, 17 de esquina que se extienden en la direccion longitudinal del elemento de absorcion de impacto 40, o la zona C tratada termicamente puede formarse en parte de las zonas planas 12, 16. Con esta aplicacion, es posible suprimir la deformacion del elemento de absorcion de impacto 40 provocada por la energfa del choque en la direccion de cortadura, y adicionalmente, suprimir la deformacion del elemento de 5 absorcion de impacto 40 provocada por la energfa de choque en la direccion de compresion.
Adicionalmente, en esta realizacion, aunque no se ilustra, la zona 12 plana se deforma (dobla) en una forma similar al elemento 10 de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1B.
[Cuarta realizacion].
En la primera realizacion, el elemento 10 de absorcion de impacto incluye el cuerpo 11 tubular parcial que tiene la 10 forma de seccion transversal con forma poligonal con una seccion transversal abierta en la que esta abierto un lado. Sin embargo, de modo similar, el tratamiento termico con la luz laser se aplica a un elemento de absorcion de impacto 50 que tiene una forma poligonal con una seccion transversal cerrada en la que la forma de la seccion transversal se cierra tal como se ilustra en la FIG. 9. Mas espedficamente, ademas de un cuerpo 51 tubular parcial en la primera realizacion, el elemento de absorcion de impacto 50 incluye una zona plana 26 que cierra un lado 15 abierto del cuerpo 51 tubular parcial que tiene una forma de seccion transversal poligonal, una zona de esquina 27a proporcionada entre la zona plana 26 y la zona plana 12a que constituyen el cuerpo 51 tubular parcial, y una zona de esquina 27b proporcionada entre la zona plana 26 y la zona plana 12c que constituyen el cuerpo 51 tubular parcial. El tratamiento termico con la luz laser se aplica a las zonas planas 12a a 12c del elemento de absorcion de impacto 50 de una forma similar al elemento 10 de absorcion de impacto descrito anteriormente. Adicionalmente, tal 20 como se ilustra en la FIG. 9, el tratamiento termico por laser se aplica a la zona plana 26 para formar una zona tratada termicamente D. En esta realizacion, la lmea de punto y raya en la FIG. 9 significa que el tratamiento termico por laser se aplica a un lado posterior de la zona plana.
Adicionalmente, en esta realizacion, aunque no se ilustra, las zonas planas 12a a 12c se deforman (doblan) de una forma similar al elemento 10 de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1B.
25 Adicionalmente, en esta realizacion, el elemento de absorcion de impacto tiene una forma de seccion transversal en la que su forma permanece casi sin cambiar en la direccion longitudinal. Sin embargo, sena posible que el elemento de absorcion de impacto no tenga la forma de la seccion transversal en la que su forma permanece casi sin cambiar en la direccion longitudinal. Por ejemplo, esta realizacion puede aplicarse a un elemento de absorcion de impacto que tenga una forma en la que la forma de la seccion transversal se incrementa gradualmente desde una zona del 30 extremo longitudinal 14, en otras palabras, la forma de la seccion transversal se convierte en gradualmente mas ancha con la distancia desde la zona del extremo longitudinal 14. Adicionalmente, esta realizacion puede aplicarse a un elemento de absorcion de impacto en el que la forma de la seccion transversal se reduzca gradualmente desde la zona del extremo longitudinal 14, en otras palabras, la forma de la seccion transversal se contrae hacia el interior con la distancia desde la zona del extremo longitudinal 14.
35 Adicionalmente, un elemento de absorcion de impacto 60 puede curvarse o doblarse desde el punto medio del mismo tal como se ilustra en un ejemplo en la FIG. 10. En este caso, la direccion longitudinal representa una direccion a lo largo de la lmea central W del elemento de absorcion de impacto 60, y el intervalo de L/2 se determina en base a la longitud de la lmea central W. En particular, en el caso en el que el elemento de absorcion de impacto 60 tiene una forma tal como se ha descrito anteriormente, una fuerza en la direccion de cortadura actua sobre el 40 elemento de absorcion de impacto 60 incluso si la energfa de impacto en la direccion longitudinal se aplica a la zona del extremo longitudinal 14 del elemento de absorcion de impacto 60.
[Quinta realizacion]
A continuacion se describira una quinta realizacion de la presente invencion.
La FIG. 4 ilustra un modo de deformacion en el que la zona del extremo longitudinal 14 del elemento 10 de 45 absorcion de impacto, en otras palabras, la zona del extremo longitudinal del cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 se fija a cualquier otro elemento. Sin embargo, en el caso en el que la zona del extremo longitudinal 14 del elemento 10 de absorcion de impacto no se fija a ningun otro elemento y se conforma como un extremo libre, el elemento 10 de absorcion de impacto se deforma de un modo compacto diferente. La FIG. 11 ilustra este modo de deformacion.
50 La FIG. 11 ilustra como se deforma el elemento de absorcion de impacto 70 en el modo compacto cuando la energfa de impacto se aplica en la direccion de la flecha en la FIG. 11 en el caso en el que la zona del extremo longitudinal 14 del elemento de absorcion de impacto 70 se conforma como el extremo libre. Como puede entenderse a partir de la FIG. 11, cuando el elemento de absorcion de impacto 70 se deforma en el modo compacto en el caso en que la zona del extremo longitudinal 14 del elemento de absorcion de impacto 70 se conforma como el extremo libre, el 55 elemento de absorcion de impacto 70 se expande hacia el exterior en la region en donde la distancia X en la direccion longitudinal esta en el intervalo de 0 a L/4, y el elemento de absorcion de impacto 70 se mella hacia el interior en la region en la que la distancia X esta en el intervalo de L/4 a 3L/4. Adicionalmente, el elemento de absorcion de impacto 70 se expande hacia el exterior en la region en la que la distancia X esta en el intervalo de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
3L/4 a 5L/4, y el elemento de absorcion de impacto 70 se mella hacia el interior en la region en la que la distancia X esta en el intervalo de 5L/4 a 7L/4. Posteriormente, el elemento de absorcion de impacto 70 repite la expansion y mellado en una forma similar en ciclo de L.
A la vista de los hechos descritos anteriormente, en esta realizacion, se forma una zona tratada termicamente E en una posicion diferente a aquellas de la realizacion descrita anteriormente. En esta realizacion, el elemento de absorcion de impacto 70 esta separado por secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 (seccion vertical que incluye la lmea discontinua en la FIG. 12) y comenzando desde una seccion vertical situada en una posicion en la que la distancia longitudinal X es L/4. Una zona plana parcial 79 representa una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas 12a a 12c localizadas entre las secciones verticales adyacentes obtenidas por la separacion del elemento de absorcion de impacto 70 tal como se ha descrito anteriormente. En otras palabras, cuando a es un entero, la zona plana parcial 79 representa una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas situadas entre una seccion vertical situada a una distancia X en la direccion longitudinal de (a/2 - 1/4)L y una seccion vertical situada a una distancia X de (a/2 + 1/4)L. De ese modo, la zona plana parcial 79 representa una zona indicada por la lmea de punto y raya en la FIG. 12. Observese que, del gran numero de zonas planas parciales 19, solo se ilustran en la FIG. 12 tres zonas planas parciales 79a, 79b y 79c.
Adicionalmente, en esta realizacion, el tratamiento termico por laser se aplica en la direccion diagonal sobre el lado superficial externo de cada una de las zonas planas parciales 79 que tienen la forma cuadrilatera para formar la zona tratada termicamente E que se extiende en la direccion diagonal. En particular, en el ejemplo ilustrado en la FIG. 12, el tratamiento termico por laser se aplica en forma recta desde una esquina de cada una de las zonas planas parciales 79 que tienen la forma cuadrilatera a una esquina situada en el lado del angulo opuesto para formar la zona tratada termicamente E correspondiente a esta aplicacion. Aun mas, en esta realizacion, las zonas tratadas termicamente E proporcionadas a las zonas planas parciales 79 adyacentes entre sf y que se extienden en la direccion diagonal se disponen de modo que sean simetricas con respecto a una lmea situada entre las zonas planas parciales 79 adyacentes entre sf. En esta realizacion, puede ser posible cambiar las zonas a las que se aplica el tratamiento termico con la luz laser, como es el caso con las realizaciones descritas anteriormente.
Adicionalmente, en esta realizacion, aunque no se ilustra, las zonas planas 12a a 12c se deforman (doblan) de una forma similar al elemento 10 de absorcion de impacto ilustrado en la FIG. 1B.
De la primera realizacion a la quinta realizacion pueden resumirse de la siguiente manera. De acuerdo con la presente invencion, la zona tratada termicamente que tiene el tratamiento termico con la luz laser aplicada a la misma se forma sobre al menos una de la pluralidad de zonas planas de modo que se deforme en un angulo en el intervalo de 0,1 grados a 3,0 grados. Adicionalmente, se puede decir que al menos una zona plana parcial tiene la zona tratada termicamente que tiene el tratamiento termico aplicado a la misma con la luz laser que se extiende en al menos una direccion diagonal de la zona plana parcial, en la que L es la longitud del lado medio de todos los lados que constituyen la forma de la seccion transversal poligonal en la zona del extremo longitudinal 14 del elemento de absorcion de impacto, y la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas situadas entre las secciones verticales adyacentes cuando el elemento de absorcion de impacto se separa por secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde una seccion vertical predeterminada.
Ejemplos
[Ejemplo comparativo 1]
Un elemento de absorcion de impacto 83 del Ejemplo comparativo 1 es una chapa de acero BP con una clase 780 MPa tal como se ilustra en la FIG. 13A. La chapa de acero BP tiene un grosor de 1,6 mm, un lfmite elastico de 493 MPa, una resistencia a la traccion de 844 MPa, un alargamiento del 27%, la cantidad de contenido en carbono de 0,19%, la cantidad de contenido en silicio de 1,20% y la cantidad de contenido en manganeso de 1,84%. Esta chapa de acero BP se doblo para producir el elemento de absorcion de impacto sin tratar 83 que tiene una forma tal como se ilustra en la FIG. 13B. El elemento de absorcion de impacto sin tratar 83 incluye un cuerpo tubular parcial 81 que tiene una seccion transversal cuadrilatera estando un lado abierto. Las longitudes laterales de la seccion vertical formada por las tres zonas planas que constituyen el cuerpo tubular parcial 81 se establecieron de modo que la longitud de la zona plana 82a era de 50 mm, la longitud de la zona plana 82b de 70 mm, la longitud de la zona plana 82c era de 50 mm y la longitud del lado abierto del elemento de absorcion de impacto 83 era de 70 mm como se ha ilustrado en la FIG. 14A. De ese modo, la longitud lateral media L del elemento de absorcion de impacto 83 sin tratar era de 60 mm.
Adicionalmente, cuando el elemento de absorcion de impacto 83 se dividio en tres en la direccion longitudinal (direccion de extension) desde un extremo 84a hacia el otro extremo 84b como se ilustra en la vista superior de la FIG. 14B, la zona central del elemento de absorcion de impacto 83 se formo de modo que se inclinara con respecto a las otras dos zonas del extremo. Adicionalmente, las zonas entre la zona central y las dos zonas del extremo se curvaron en 50R. Aun mas, la longitud de cada una de las dos zonas del extremo en la direccion longitudinal se establecio en 100 mm, y la longitud de la zona central (longitud en la direccion longitudinal de las dos zonas extremas) se establecio en 110 mm.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Un elemento estructural adicional mas plano 82 se soldo por puntos a una zona de reborde 85 del elemento de absorcion de impacto sin tratar 83 tal como se ha descrito anteriormente para producir un cuerpo ensamblado de elemento estructural 80 tal como se ilustra en la FIG. 13C. La soldadura por puntos S se aplico al centro en la direccion del ancho de la zona plana que constituye la zona de reborde 85 y a intervalos de 30 mm en la direccion longitudinal. Adicionalmente, una distancia desde la zona del extremo 84a (zona del extremo en la que se ha de aplicar el impacto, de aqrn en adelante denominada como “zona del extremo sobre el lado de aplicacion del impacto”) al primer punto de soldadura en la direccion longitudinal se establecio en 10 mm.
La otra zona del extremo 84b (zona del extremo situada en el lado opuesto al lado al que se ha de aplicar el impacto, y de aqrn en adelante denominada como “zona del extremo sobre el lado de no aplicacion del impacto”) del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 producido tal como se ha descrito anteriormente se soldo por gas inerte (MIG) a la chapa de acero SP que tiene un grosor de 1,6 mm y una longitud lateral de 250 mm. El cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 y la chapa de acero SP no se soldaron en la superficie extrema completa del cuerpo ensamblado del elemento estructural 1, y se soldaron en la proximidad de la zona central de cada lado que constitrna la seccion transversal cuadrilatera anteriormente descrita entre las superficies extremas del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80. Para las zonas planas 82a y 82c que tienen una longitud lateral de 50 mm, se aplico la soldadura MIG de 20 mm en la zona central de la superficie extrema de las zonas planas 82a y 82c. Para el elemento 20 estructural adicional y la zona plana 62b que tiene una longitud lateral de 70 mm, se aplico la soldadura MIG de 30 mm a la zona central de la superficie extrema de la zona plana 62b, y se aplico una soldadura MIG de 30 mm a la zona central de la superficie extrema del elemento estructural adicional 82 (zona oscurecida en la FIG. 15 que ilustra una vista lateral del cuerpo ensamblado del elemento estructural de la FIG. 13D).
Adicionalmente, en este Ejemplo comparativo 1, se soldo por MIG una chapa metalica a la zona extrema del lado de aplicacion de impacto del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 de una forma similar.
El cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 se coloco en una forma tal que la direccion longitudinal del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 descrito anteriormente fuese la direccion vertical, y la zona extrema sobre el lado de aplicacion del impacto del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 mirase hacia arriba. A continuacion, se realizo un ensayo de impacto de modo que un peso en cafda de 300 kg situado por encima de la zona del extremo sobre el lado de aplicacion del impacto del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 se le hizo caer desde una altura de 2 m. En ese momento, la energfa introducida al cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 por el peso cayendo fue de 5880 J.
En el momento del ensayo de impacto, se coloco una unidad de medicion de carga (celula de carga) inmediatamente por debajo del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 para medir un historico de cargas despues de que el peso en cafda se pusiera en contacto con el cuerpo ensamblado del elemento estructural 80. Al mismo tiempo, se midio el historico de desplazamiento (historico en el tiempo de la cantidad de descenso del peso en cafda despues de que el peso en cafda se pusiera en contacto con el cuerpo ensamblado del elemento estructural 1) del peso en cafda despues de que el peso en cafda se pusiera en contacto con el cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 con un medidor de desplazamiento laser. En base al historico de carga y al historico de desplazamiento medidos tal como se ha descrito anteriormente, se calculo la energfa absorbida del cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 mediante la integracion de la curva carga-desplazamiento desde el momento en el que el peso en cafda se puso en contacto con el cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 hasta el momento en el que el peso en cafda se desplazo en 50 mm hacia abajo en la direccion vertical. La energfa absorbida del Ejemplo comparativo 1 fue de 1920 J.
Adicionalmente, se midio la longitud total del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 en la direccion longitudinal despues del ensayo de impacto, y se calculo la cantidad de abollado mediante la resta de la longitud total del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 en la direccion longitudinal despues del ensayo de impacto de la longitud total (344 mm) del cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 en la direccion longitudinal antes del ensayo del impacto. La cantidad de abollado del Ejemplo comparativo 1 fue de 155 mm. Despues del ensayo de impacto, el cuerpo ensamblado del elemento estructural 80 se plego en las zonas curvadas entre la zona central y ambas zonas extremas descritas anteriormente.
[Ejemplo 1]
Se aplico un tratamiento termico por laser con un laser de dioxido de carbono al elemento de absorcion de impacto 83 del Ejemplo comparativo 1 tal como se ha descrito anteriormente. La potencia laser se fijo en 5 kW, y la velocidad de tratamiento termico se fijo en 15 m/min. La potencia laser y la velocidad de tratamiento termico en el tratamiento termico por laser no se cambiaron a todo lo largo de los Ejemplos y Ejemplos comparativos a continuacion. En este ejemplo, el tratamiento termico por laser se aplico en una direccion diagonal a las zonas ilustradas como las zonas A tratadas termicamente en la FIG. 16, mas espedficamente, se aplico en una direccion diagonal cada una de las zonas planas parciales, en la que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada zona plana situada entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento de absorcion de impacto 93 se separo por secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde la zona del extremo 94a sobre el lado de aplicacion del impacto hacia la zona del extremo 94b en el lado de aplicacion del impacto.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Se midio la dureza Vickers en zonas en donde se aplico el tratamiento termico por laser. La dureza Vickers del elemento de absorcion de impacto sin tratar 83 fue de 230, mientras que la dureza Vickers en el elemento de absorcion de impacto 93 despues del tratamiento termico por laser fue de 468, lo que confirma que se realizo de modo suficiente el templado.
Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 90 producido tal como se ha descrito anteriormente en una forma similar a la del Ejemplo comparativo 1. Como resultado, la energfa absorbida fue de 3916 J, la cantidad de abollado fue de 74 mm y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 90 no se plego despues del ensayo de impacto.
[Ejemplo comparativo 2]
Al elemento de absorcion de impacto 83 del Ejemplo comparativo 1 descrito anteriormente, se aplico un tratamiento termico por laser a zonas ilustradas como la zona tratada termicamente F en la FIG. 17, mas espedficamente, se aplico una forma recta a la zona central en la direccion del ancho de cada una de las zonas planas que constituyen el cuerpo tubular parcial 88 del elemento de absorcion de impacto 86 de modo que se extendiera en la direccion longitudinal desde una zona del extremo 87a a la zona del extremo 87b. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 89 asf producido. Como resultado, la energfa absorbida fue de 2058 J, la cantidad de abollado fue de 121 mm, y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 89 se plego despues del ensayo de impacto.
[Ejemplo comparativo 3]
Al elemento de absorcion de impacto 83 del Ejemplo comparativo 1, se aplico el tratamiento termico por laser a zonas ilustradas como la zona tratada termicamente E en la FIG. 18, mas espedficamente, se aplico en una direccion diagonal de cada zona plana parcial, en la que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada zona plana situada entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento 103 de absorcion de impacto se separa en secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 a partir de una seccion vertical separada en L/4 en la direccion longitudinal desde la zona del extremo 104a sobre el lado de aplicacion del impacto hacia la zona del extremo 104b sobre el lado de aplicacion del impacto. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 100 producido tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado, la energfa absorbida fue de 3815 J, la cantidad de arrugado fue de 80 mm, y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 100 no se plego despues del ensayo de impacto.
[Ejemplo comparativo 4]
En el ejemplo comparativo 1 descrito anteriormente, se soldo por MIG una chapa de acero a la zona del extremo 84b sobre el lado de aplicacion del impacto del elemento de absorcion de impacto 83. Sin embargo, en el Ejemplo comparativo 4, la chapa de acero no se soldo a la zona extrema sobre el lado de aplicacion del impacto del cuerpo ensamblado del elemento estructural, y la zona del extremo en el lado de aplicacion del impacto se establecio para que fuese el extremo libre. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural producido tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado, la energfa absorbida fue de 2011 J, la cantidad de abollado fue de 161 mm, y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 se plego despues del ensayo de impacto.
[Ejemplo 2]
Se aplico un tratamiento termico por laser al elemento de absorcion de impacto del Ejemplo comparativo 4 descrito anteriormente. El tratamiento termico por laser se aplico a zonas ilustradas como la zona tratada termicamente E en la FIG. 18. Mas espedficamente, el tratamiento termico con luz laser se aplico en una direccion diagonal de cada zona plana parcial, en la que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada zona plana situada entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento 103 de absorcion de impacto se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 a partir de una seccion vertical separada en L/4 en la direccion longitudinal desde la zona del extremo 104a sobre el lado de aplicacion del impacto. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 100 producido tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado, la energfa absorbida fue de 3921 J, la cantidad de abollado fue de 74 mm y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 100 no se plego despues del ensayo de impacto.
[Ejemplo comparativo 5]
Al elemento de absorcion de impacto del Ejemplo comparativo 4 descrito anteriormente, se aplico el tratamiento termico por laser a zonas ilustradas como la zona tratada termicamente F en la FIG. 17, mas espedficamente, se aplico una forma recta a la zona central en la direccion del ancho de cada una de las zonas planas que constituyen el cuerpo tubular parcial 88 del elemento de absorcion de impacto 86 de modo que se extendiera en la direccion longitudinal desde una zona del extremo 87a a la zona del extremo 87b. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 89 producido tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado, la energfa absorbida fue de 2018 J, la cantidad de abollado fue de 118 mm, y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 89 se plego despues del ensayo de impacto.
[Ejemplo comparativo 6]
Al elemento 10 de absorcion de impacto del Ejemplo comparativo 3 descrito anteriormente, se aplico el tratamiento termico por laser a zonas ilustradas como A en la FIG. 16, mas espedficamente, se aplico en una direccion diagonal de cada zona plana parcial, en la que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada zona plana situada 5 entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento 10 de absorcion de impacto se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde la zona extrema sobre el lado de aplicacion del impacto. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 producido tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado, la energfa absorbida fue de 3795 J, la cantidad de abollado fue de 81 mm, y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 no se plego despues del ensayo de 10 impacto.
[Ejemplo 3]
Al elemento de absorcion de impacto 83 del ejemplo comparativo 1 descrito anteriormente, se aplico el tratamiento termico por laser a zonas ilustradas como zonas A tratadas termicamente y A1 en la FIG. 19, mas espedficamente, se aplico en ambas direcciones diagonales de cada zona plana parcial, en la que la zona plana parcial es una zona 15 cuadrilatera de cada zona plana situada entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento 10 de absorcion de impacto se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde la zona extrema 124a sobre el lado de aplicacion del impacto hacia la zona extrema 124b sobre el lado de aplicacion del impacto 124b. Se realizo el ensayo de impacto al cuerpo ensamblado del elemento estructural 120 producido tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado, la energfa absorbida fue de 4350 J, la cantidad de 20 abollado fue de 58 mm, y el cuerpo ensamblado del elemento estructural 1 no se plego despues del ensayo de impacto.
La tabla 1 proporciona un resumen de los resultados.
[Tabla 1]
Resultados del ensayo
Condicion del ensayo Energfa absorbida [J] Cantidad de abollado [mm] Aparicion de plegado
Zona tratada termicamente
Zona del extremo longitudinal
Ejemplo comparativo 1
- Extremo fijo 1920 155 Existe
Ejemplo 1
Zona ilustrada en la FIG. 16 3916 74 No existe
Ejemplo comparativo 2
Zona ilustrada en la FIG. 17 2058 121 Existe
Ejemplo comparativo 3
Zona ilustrada en la FIG. 18 3815 80 No existe
Ejemplo comparativo 4
- Extremo libre 2011 161 Existe
Ejemplo 2
Zona ilustrada en la FIG. 18 3921 74 No existe
Ejemplo comparativo 5
Zona ilustrada en la FIG. 17 2018 118 Existe
Ejemplo comparativo 6
Zona ilustrada en la FIG. 16 3795 81 No existe
Ejemplo 3
Zona ilustrada en la FIG. 19 Extremo libre 4350 58 No existe
25
A partir de la Tabla 1, se puede comprender que, en el caso en el que se suelda la chapa de acero a la zona extrema sobre el lado de la aplicacion del impacto, en otras palabras, en el caso en el que la zona extrema sobre el lado de aplicacion del impacto es un extremo fijado, el elemento de absorcion de impacto 93 del Ejemplo 1 ilustrado en la FIG. 16 presenta una energfa absorbida incrementada y una cantidad reducida de abollado en el momento en 30 el que se aplica el impacto, en comparacion con el elemento de absorcion de impacto 86 del Ejemplo comparativo 2 ilustrado en la FIG. 17 y el elemento 103 de absorcion de impacto del Ejemplo comparativo 3 ilustrado en la FIG. 18. Mas espedficamente, el elemento de absorcion de impacto 93 que incluye las zonas planas parciales que tienen el
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
tratamiento termico por laser aplicado a las mismas en una direccion diagonal, en el que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada zona plana situada entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento de absorcion de impacto 93 se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde la zona del extremo sobre el lado de aplicacion del impacto, presenta una energfa absorbida incrementada y una cantidad reducida de abollado en el momento de recepcion del impacto, en comparacion con el elemento de absorcion de impacto 86 en el que el centro en la direccion del ancho de cada una de las zonas planas tiene el tratamiento termico por laser aplicado al mismo de una forma recta de modo que el tratamiento termico por laser aplicado se extiende en la direccion longitudinal desde la zona del extremo a la otra zona extrema, y el elemento 103 de absorcion de impacto que incluye zonas planas parciales que tienen el tratamiento termico por laser aplicado a las mismas en una direccion diagonal de cada una de las zonas planas parciales, en el que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas situadas entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento de absorcion de impacto se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 a partir de una seccion vertical separada en L/4 en la direccion longitudinal desde la zona del extremo sobre el lado de aplicacion del impacto.
Adicionalmente, a partir de la Tabla 1, se puede comprender que, en el caso en el que no se suelda la chapa de acero a la zona extrema sobre el lado de la aplicacion del impacto, en otras palabras, en el caso en el que la zona extrema sobre el lado de aplicacion del impacto es el extremo libre, el elemento 103 de absorcion de impacto del Ejemplo 2 ilustrado en la FIG. 18 presenta una energfa absorbida incrementada y una cantidad reducida de abollado en el momento en el que se aplica el impacto, en comparacion con el elemento de absorcion de impacto 86 del Ejemplo comparativo 5 ilustrado en la FIG. 17 y el elemento de absorcion de impacto 93 del Ejemplo comparativo 6 ilustrado en la FIG. 16. Mas espedficamente, el elemento 103 de absorcion de impacto que incluye zonas planas parciales que tienen el tratamiento termico por laser aplicado a las mismas en una direccion diagonal de cada una de las zonas planas parciales, en el que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas situadas entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento 103 de absorcion de impacto se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde una seccion vertical separada en L/4 en la direccion longitudinal desde la zona del extremo sobre el lado de aplicacion del impacto, presenta una energfa absorbida incrementada y una cantidad reducida de abollado en el momento en que se aplica el impacto, en comparacion con el elemento de absorcion de impacto 86 en el que el centro en la direccion del ancho de cada una de las zonas planas tiene el tratamiento termico por laser aplicado al mismo de una forma recta de modo que el tratamiento termico por laser aplicado se extiende en la direccion longitudinal desde el extremo al otro extremo, y el elemento de absorcion de impacto 93 que incluye zonas planas parciales que tienen el tratamiento termico por laser aplicado a las mismas en una direccion diagonal de cada una de las zonas planas parciales, en el que la zona plana parcial es una zona cuadrilatera de cada una de las zonas planas situadas entre secciones verticales adyacentes cuando el elemento de absorcion de impacto 93 se separa mediante secciones verticales dispuestas en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 a partir de la zona del extremo sobre el lado de aplicacion del impacto.
Aun mas, puede entenderse que el elemento de absorcion de impacto que incluye las zonas planas parciales que tienen el tratamiento termico por laser aplicado a las mismas en ambas direcciones diagonales de cada una de las zonas planas parciales presenta una energfa absorbida incrementada y una cantidad reducida de abollado en el momento en el que se aplica la carga de impacto, en comparacion con el elemento de absorcion de impacto que incluye las zonas planas parciales que tienen el tratamiento termico por laser aplicado a las mismas solo en una direccion diagonal (Ejemplo 3).
[Sexta realizacion]
A continuacion, con referencia los dibujos adjuntos, se describira una sexta realizacion de la presente invencion.
La FIG. 20 y la FIG. 21 ilustran un elemento 210 de absorcion de impacto aplicable a un elemento lateral frontal, un elemento lateral posterior u otros elementos de un veldculo de pasajeros como una pieza formada a la que se aplica la presente invencion. El elemento 210 de absorcion de impacto incluye una primera chapa de acero (cuerpo tubular parcial) 212 y una zona de reborde 215. La primera chapa de acero 212 se forma a traves de un trabajo en prensa o formacion por rodillos de modo que sobresalga hacia arriba en una forma rectangular en la FIG. 20 y la FIG. 21. La zona de reborde 215 incluye zonas de reborde 215a y 215b que se extienden en la direccion lateral desde la primera chapa de acero 212. El elemento 210 de absorcion de impacto se forma en una forma de seccion transversal similar a un sombrero cuando se ve en una direccion perpendicular a la direccion en la que se extiende el elemento 210 de absorcion de impacto.
La primera chapa de acero 212 se suelda por puntos a la segunda chapa de acero 214 en las zonas de reborde 215a y 215b.
En esta realizacion, la primera chapa de acero 212 incluye una pluralidad de zonas planas 212a a 212c, y una pluralidad de zonas en esquina (zona en cresta) 213 y 217 proporcionadas entre las zonas planas 212a a 212c. En el ejemplo ilustrado en la FIG. 20, la zona de esquina 213 incluye dos zonas de esquina 213a y 213b, y la zona de esquina 217 incluye dos zonas de esquina 217a y 217b. La zona plana 212a y la zona de reborde 215 se conectan por medio de la zona de esquina 217a, y la zona plana 212c y la zona de reborde 215 se conectan por medio de la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zona de esquina 217b.
El elemento 210 de absorcion de impacto tiene una o mas zonas tratadas termicamente 216a, 216b, 216c, 216d formadas por medio del templado con luz laser de forma que las zonas tratadas termicamente se extienden a lo largo de la direccion longitudinal (direccion de extension) de al menos una zona plana de las zonas planas 212a a 212c y la zona de reborde 215. La zona tratada termicamente 216a se forma sobre la superficie superior (superficie) 16c de la zona plana 212b, la zona tratada termicamente 216b se forma sobre la superficie lateral (superficie) 16d de la zona plana 212a, 212c, y la zona tratada termicamente 216d se forma sobre la superficie inferior (superficie) 14a de la segunda chapa de acero 214. Adicionalmente, puede ser posible formar la zona tratada termicamente 216c sobre la superficie superior 16e de la zona de reborde 215a, 215b. La al menos una zona tratada termicamente 216a, 216b, 216c, 216d se proporciona de modo que se extienda en la direccion longitudinal a lo largo de la lmea central de las zonas planas 212a a 212c, las zonas de reborde 215a y 215b, y la segunda chapa de acero 214. Sin embargo, la presente invencion no esta limitada a esta configuracion. La al menos una zona tratada termicamente se puede disponer de modo que se desplace posicionalmente a un lado de cualquiera de las zonas lfmite de cada una de las zonas planas 212a a 212c, las zonas del borde 215a y 215b, y la segunda chapa de acero 214. Aun mas, solo es necesario que la zona tratada termicamente se forme lo largo de la direccion longitudinal de al menos una zona plana de la pluralidad de zonas planas 212a a 212c. Aun mas adicionalmente, la zona tratada termicamente 216a, 216b, 216c, 216d puede formarse en un area templada termicamente que extiende a lo largo de la direccion longitudinal del elemento 210 de absorcion de impacto. Preferiblemente, tal como se ilustra en la FIG. 22, se incluye la pluralidad de areas templadas termicamente 218. Aun mas adicionalmente, preferiblemente, la intensidad de la luz laser y el penodo de tiempo de la emision de la luz laser se fija de modo que el area templada termicamente 218 tenga una profundidad de 3/4 del grosor de la placa desde las superficies 16c, 16d, 16e y 14a de las zonas planas 212a a 212c, las zonas de reborde 215a y 215b y la segunda chapa de acero 214. Notese que el area templada termicamente 218 se define como un area que tiene una dureza mas alta que una dureza de referencia dada por la siguiente expresion (1).
0,8 x (884C(1 - 0,3C2) + 294) Expresion (1) en la que C es la cantidad de contenido en carbono (% en peso)
Adicionalmente, en el caso en el que la zona tratada termicamente incluya una pluralidad de areas templadas termicamente 218, es deseable formar primero un area templada termicamente 218, formar la siguiente area templada termicamente 218 de modo que no este adyacente al area templada termicamente que se ha formado, y secuencialmente, desde la siguiente area templada termicamente 218 en un area que no sea adyacente al area templada termicamente 218 formada de nuevo, impidiendo de ese modo que el area templada termicamente 218 que ya se ha formado sea recocida por el calor producido por la formacion de la nueva area templada termicamente 218.
A continuacion se describiran los resultados del ensayo de abollado sobre el elemento 210 de absorcion de impacto formado tal como se ha descrito anteriormente.
Como material de ensayo, se uso una chapa de acero con una clase 440 MPa que tema grosor de 1,6 mm para formar el elemento 210 de absorcion de impacto que tema una altura t de 50 mm, un ancho w de 70 mm, una longitud L1 de 300 mm, y una forma de seccion transversal similar a sombrero tal como se ilustra en la FIG. 20 y la FIG. 21. La Tabla 2 muestra las caractensticas materiales de la chapa de acero usada para la formacion del elemento 210 de absorcion de impacto.
[Tabla 2]
Tipo de acero
t [mm] Caractensticas mecanicas Componente
Lfmite elastico [MPa]
Resistencia a traccion [MPa] Alargamiento [%] C [%] Si [%] Mn [%]
Material de acero con clase 440 MPa
1,6 301 457 39 0,09 0,02 1,27
En este ensayo, la luz laser se emitio bajo las condiciones: una potencia de 5 kW, y una velocidad de procesamiento de, en otras palabras, una velocidad a la que el punto de luz laser se movio sobre el elemento de absorcion de impacto de 10 a 12 m/min.
A continuacion, se midio la dureza Vickers en las zonas tratadas termicamente que se templaron con la luz laser. En comparacion con la dureza Vickers antes del templado de 140, la dureza Vickers fue de 306 despues del templado. Por ello, el templado se realizo suficientemente.
Se observo la deformacion del elemento 210 de absorcion de impacto formado tal como se ha descrito anteriormente colocando el elemento 210 de absorcion de impacto en una posicion de modo que la direccion
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
longitudinal del elemento 210 de absorcion de impacto estuviese en la direccion vertical, y dejando caer un elemento de impacto (no ilustrado) desde la parte superior del elemento 210 de absorcion de impacto para llevar al elemento de impacto a colision con el extremo superior del elemento 210 de absorcion de impacto. Mas espedficamente, se dejo caer un peso de cafda de 300 kg desde una altura de 2 m para llevar al peso en cafda a colision con el extremo superior del elemento estructural, y se observo la deformacion del elemento estructural. A continuacion, se calculo la energfa absorbida como un valor de evaluacion de la capacidad de absorcion de impacto mediante la integracion de una curva carga-desplazamiento desde un momento en el que el peso en cafda se puso en contacto con el elemento estructural hasta un momento en el que el elemento estructural se deformo 30 mm. Como resultado, la energfa de absorcion de impacto en este ejemplo fue de 2256 J (julios), mientras que la energfa de absorcion de impacto en el caso en el que no se realizo el templado por laser fue de 2079 J.
La FIG. 23 y la FIG. 24 son fotograffas que muestran la deformacion del elemento 210 de absorcion de impacto provocada por el ensayo de impacto. En la FIG. 23, el plegado local no tiene lugar en el elemento 210 de absorcion de impacto, y el elemento 210 de absorcion de impacto se deforma en una manera tal que se forman regularmente crestas y canales sobre todo el elemento de absorcion de impacto. Este tipo de abollado se denomina el modo compacto. Por otro lado, en el elemento 210 de absorcion de impacto mostrado en la FIG. 24, dado que el plegado tiene lugar localmente, la zona colapsada contiene una zona plana que no contribuye a la deformacion. Este tipo de abollado se denomina el modo no compacto. En el modo no compacto, una zona recta no contribuye a la deformacion, y no absorbe la energfa de impacto. De ese modo, la energfa absorbida es significativamente pequena en comparacion con la del modo compacto.
Tal como se ha ilustrado en la FIG. 25A, mediante la formacion de la zona tratada termicamente 216a, 216b, 216d en la zona plana con la luz laser, la zona tratada termicamente 216a, 216b, 216d se distorsiona, lo que conduce a la deformacion de la chapa de acero en una forma que se dobla hacia el lado de la superficie frontal de la luz laser siendo la zona tratada termicamente 216a, 216b, 216d la central tal como se ilustra en la FIG. 25B. Mas espedficamente, se observo que la distorsion tema lugar en la zona tratada termicamente, y el elemento que tema el area templada termicamente formada hasta una profundidad de 1/2 a 3/4 del grosor de la placa desde la superficie 16c, 16d, 14a de la zona plana 212a a 212c y la segunda chapa de acero 214 se deformaba (doblaba) tal como se ha ilustrado en el dibujo. Esto es debido a que el area templada por laser se somete a un esfuerzo de traccion debido a la contraccion tras la fusion. Mas espedficamente, en el caso en el que se aplico el templado mas superficialmente que la profundidad de 1/2 del grosor de la placa desde la superficie 16c, 16d, 14a de la zona plana 212a a 212c y la segunda chapa de acero 214, el esfuerzo de traccion debido a la contraccion tras la fusion es bajo, y la aparicion de distorsion es pequena, de modo que la deformacion que se ilustra en la FIG. 25B, es menos probable que aparezca. Por otro lado, en el caso en el que el templado se aplica mas profundamente que la profundidad de 3/4 del grosor de la placa, el esfuerzo de traccion actua sobre la superficie frontal asf como en la superficie posterior de la superficie 16c, 16d, 14a de la zona plana 212a a 212c y la segunda chapa de acero 214, de modo que la deformacion que se ilustra en la FIG. 25B es menos probable que ocurra. Por ello, para conseguir el efecto descrito anteriormente, es deseable aplicar el templado por laser a una profundidad de no menos de 1/2 y no mas de 3/4 del grosor de la placa desde la superficie 16c, 16d, 14a. Adicionalmente, es deseable aplicar el templado a la superficie 16e de las zonas de reborde 215a, 215b de modo que alcancen una profundidad similar.
Tal como se ha ilustrado en la FIG. 21, en el caso en el que el templado por laser tal como se ha descrito anteriormente se aplique a, como la zona plana, la superficie superior 16c y ambas superficies laterales 16d de la primera chapa de acero 212, la superficie superior 16e de la zona de reborde 215, y la superficie inferior 14a de la segunda chapa de acero 214, el elemento 210 de absorcion de impacto se deforma (dobla) hacia el centro tal como se ilustra en la FIG. 26A. En la FIG. 26B, la lmea discontinua indica las zonas planas y la segunda chapa de acero 219 antes del tratamiento termico, mientras que la lmea continua indica las zonas planas 212a a 212c y la segunda chapa de acero 214 despues del tratamiento termico. Como se ilustra en la FIG. 26B, un angulo a2 (angulo de deformacion de la zona tratada termicamente 216a, 216b, 216d) formada por la zona plana y la segunda chapa de acero 219 con las zonas planas 212a a 212c y la segunda chapa de acero 214 es no menor de 0,1 grados y no mayor de 3,0 grados. Preferiblemente, la deformacion tiene lugar en el angulo de no menos de 0,1 grados y no mas de 0,6 grados.
Se debena observar que en la figura 26A y la figura 26B, la deformacion de cada una de las zonas planas se ilustra exageradamente. Tal como se ilustra en la figura 26A y la figura 26B, con el templado por laser, el elemento 210 de absorcion de impacto se conforma en una forma de modo que el numero de lmeas de cresta (zonas de esquina del elemento 210 de absorcion de impacto) se incrementa, y las longitudes laterales medias L dadas por la siguiente expresion se hacen mas pequenas que las de antes del templado por laser.
L = ZLi / (j + k), en la que
Li: distancia entre lmeas de cresta
j: el numero de lmeas de cresta sobre el elemento de absorcion de impacto 210 de antes del templado por laser
5
10
15
20
25
30
35
40
k: el numero de templado por laser.
Cuando la longitud lateral media L disminuye, la longitud de onda del colapsado en el momento del abollado se hace mas corta tal como se ilustra en la FIG. 27. Esto hace que el modo compacto sea mas probable que aparezca, lo que conduce a un incremento en la energfa absorbida. De ese modo, de acuerdo con esta realizacion, en conjunto con el incremento del lfmite elastico de la zona tratada termicamente sometida a templado por laser, la zona plana se deforma, lo que hace posible mejorar de modo efectivo la resistencia del elemento 2l0 de absorcion de impacto e incrementa la energfa absorbida.
Adicionalmente, en esta realizacion, se realiza una descripcion de la configuracion en la que las zonas tratadas termicamente se forman sobre todas las zonas planas. Sin embargo, solo es necesario que la zona tratada termicamente se forme sobre al menos una zona plana.
El alcance tecnico de la presente invencion no esta limitado a de la primera realizacion a la sexta realizacion descritas anteriormente, y puede ser posible aplicar varias modificaciones a las realizaciones descritas anteriormente dentro del alcance de la presente invencion. En otras palabras, las estructuras espedficas y las formas ilustradas en las realizaciones son meramente ejemplos, y pueden ser posibles varias modificaciones dependiendo de las aplicaciones.
Lista de signos de referencia
I Cuerpo ensamblado del elemento estructural
10 Elemento de absorcion de impacto
II Cuerpo tubular parcial
12 Zona plana
13 Zona de esquina
14 Zona del extremo longitudinal
14a Superficie inferior (segunda chapa de acero)
15 Zona de reborde
16 Zona plana
16c Superficie superior (zona plana)
16d Superficie lateral (zona plana)
16e Superficie superior (zona de reborde)
17 Zona de esquina
19 Zona plana parcial
20 Elemento estructural adicional
210 Elemento de absorcion de impacto
212 Primera chapa de acero
214 Segunda chapa de acero
215 Zona de reborde
216a Zona tratada termicamente
216b Zona tratada termicamente
216c Zona tratada termicamente
216d Zona tratada termicamente
218 Area templada termicamente

Claims (18)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Un cuerpo (1) ensamblado que incluye un elemento (10) de absorcion de impacto y un elemento (20) estructural,
    comprendiendo el elemento (10) de absorcion de impacto un cuerpo (11) tubular parcial que tiene una forma poligonal con un lado abierto en una seccion transversal perpendicular a una direccion longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial y a una zona (15) de reborde; y
    el elemento (20) estructural que tiene una forma similar a placa y que se coloca de modo que mire a la zona (15) de reborde del elemento (10) de absorcion de impacto y cierre el lado abierto de la forma poligonal en la seccion transversal del cuerpo (11) tubular parcial,
    en el que el cuerpo (11) tubular parcial incluye:
    una pluralidad de zonas planas (12); y
    una pluralidad de zonas (13) de esquina proporcionadas entre las zonas planas (12), en el que:
    al menos una de la pluralidad de zonas planas (12) tiene una zona (A) tratada termicamente formada mediante la aplicacion de un tratamiento termico con una luz laser de modo que se deforme en un angulo de no menos de 0,1 grados y no mas de 3,0 grados;
    cada una de las zonas planas (12) se separa en una pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras adyacentes entre sf cuando el cuerpo (11) tubular parcial se divide mediante secciones perpendiculares a la direccion longitudinal dispuesta en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde una seccion vertical situada en una posicion predeterminada a lo largo de la direccion longitudinal desde una zona de extremo en la direccion longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial, en la que L es una longitud lateral media de todos los lados que constituyen la forma poligonal con un lado abierto en la zona del extremo;
    la zona (A) tratada termicamente se forma a lo largo de al menos una direccion diagonal de al menos una zona plana parcial (19) cuadrilatera de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras; y
    la zona (A) tratada termicamente se proporciona a al menos dos zonas planas parciales (19) cuadrilateras adyacentes entre sf de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras de modo que sean simetricas con respecto a una lmea lfmite entre las zonas planas parciales (19) cuadrilateras.
  2. 2. El cuerpo ensamblado segun la reivindicacion 1, en el que la posicion predeterminada se situa en la zona de extremo.
  3. 3. El cuerpo ensamblado segun la reivindicacion 1, en el que la posicion predeterminada se localiza a L/4 desde la zona de extremo a lo largo de la direccion longitudinal.
  4. 4. El cuerpo ensamblado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que
    se forman dos zonas (A) tratadas termicamente a lo largo de ambas direcciones diagonales de al menos una zona plana parcial (19) cuadrilatera de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras.
  5. 5. El cuerpo ensamblado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que
    se forma una segunda zona (B) tratada termicamente sobre la pluralidad de zonas (13) de esquina mediante la aplicacion de un tratamiento termico con una luz laser a lo largo de la direccion longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial.
  6. 6. El cuerpo ensamblado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que
    se forma una tercera zona (C) tratada termicamente a lo largo de la direccion longitudinal de al menos una zona plana (12) de la pluralidad de zonas planas (12).
  7. 7. El cuerpo ensamblado segun la reivindicacion 6, en el que
    la tercera zona (C) tratada termicamente se forma con una pluralidad de luces laser a lo largo de la direccion longitudinal.
  8. 8. El cuerpo ensamblado segun la reivindicacion 6, en el que
    la tercera zona (C) tratada termicamente se forma de modo que alcance una profundidad de no mas de tres cuartos de un grosor de placa de la zona plana (12) desde una superficie de la zona plana (12).
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
  9. 9. El cuerpo ensamblado segun la reivindicacion 6, en el que
    la tercera zona (C) tratada termicamente se forma de modo que alcance una profundidad de no menos de 1/2 de un grosor de placa de la zona plana (12) desde una superficie de la zona plana (12).
  10. 10. Un elemento de absorcion de impacto (50) que comprende un cuerpo (51) tubular parcial que tiene una forma poligonal con un lado abierto en una seccion transversal perpendicular a una direccion longitudinal del cuerpo (51) tubular parcial y una zona plana (26) que cierra el lado abierto del cuerpo (51) tubular parcial;
    en el que el cuerpo (51) tubular parcial incluye:
    una pluralidad de zonas planas (12); y
    una pluralidad de zonas (13) de esquina proporcionadas entre las zonas planas (12), en el que:
    al menos una de la pluralidad de zonas planas (12) tiene una zona (A) tratada termicamente formada mediante la aplicacion de un tratamiento termico con una luz laser de modo que se deforme en un angulo de no menos de 0,1 grados y no mas de 3,0 grados;
    cada una de las zonas planas (12) se separa en una pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras adyacentes entre sf cuando el cuerpo (11) tubular parcial se divide mediante secciones perpendiculares a la direccion longitudinal dispuesta en la direccion longitudinal en intervalos de L/2 desde una seccion vertical situada en una posicion predeterminada a lo largo de la direccion longitudinal desde una zona de extremo en la direccion longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial, en la que L es una longitud lateral media de todos los lados que constituyen la forma poligonal con un lado abierto en la zona del extremo;
    la zona (A) tratada termicamente se forma a lo largo de al menos una direccion diagonal de al menos una zona plana parcial (19) cuadrilatera de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras; y
    la zona (A) tratada termicamente se proporciona a al menos dos zonas planas parciales (19) cuadrilateras adyacentes entre sf de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras de modo que sean simetricas con respecto a una lmea lfmite entre las zonas planas parciales (19) cuadrilateras.
  11. 11. El elemento de absorcion de impacto segun la reivindicacion 10, en el que la posicion predeterminada se situa en la zona de extremo.
  12. 12. El elemento de absorcion de impacto segun la reivindicacion 10, en el que la posicion predeterminada se localiza a L/4 desde la zona de extremo a lo largo de la direccion longitudinal.
  13. 13. El elemento de absorcion de impacto segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que
    se forman dos zonas (A) tratadas termicamente a lo largo de ambas direcciones diagonales de al menos una zona plana parcial (19) cuadrilatera de la pluralidad de zonas planas parciales (19) cuadrilateras.
  14. 14. El elemento de absorcion de impacto segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que
    se forma una segunda zona (B) tratada termicamente sobre la pluralidad de zonas (13) de esquina mediante la aplicacion de un tratamiento termico con una luz laser a lo largo de la direccion longitudinal del cuerpo (11) tubular parcial.
  15. 15. El elemento de absorcion de impacto segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que
    se forma una tercera zona (C) tratada termicamente a lo largo de la direccion longitudinal de al menos una zona plana (12) de la pluralidad de zonas planas (12).
  16. 16. El elemento de absorcion de impacto segun la reivindicacion 15, en el que
    la tercera zona (C) tratada termicamente se forma con una pluralidad de luces laser a lo largo de la direccion longitudinal.
  17. 17. El elemento de absorcion de impacto segun la reivindicacion 15, en el que
    la tercera zona (C) tratada termicamente se forma de modo que alcance una profundidad de no mas de tres cuartos de un grosor de placa de la zona plana (12) desde una superficie de la zona plana (12).
  18. 18. El elemento de absorcion de impacto segun la reivindicacion 15, en el que
    la tercera zona (C) tratada termicamente se forma de modo que alcance una profundidad de no menos de 1/2 de
    un grosor de placa de la zona plana (12) desde una superficie de la zona plana (12).
ES11820038.5T 2010-08-26 2011-08-26 Elemento de absorción de impacto Active ES2582629T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010189502 2010-08-26
JP2010189502 2010-08-26
JP2010189737 2010-08-26
JP2010189737 2010-08-26
PCT/JP2011/069289 WO2012026578A1 (ja) 2010-08-26 2011-08-26 衝撃吸収部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2582629T3 true ES2582629T3 (es) 2016-09-14

Family

ID=45723567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11820038.5T Active ES2582629T3 (es) 2010-08-26 2011-08-26 Elemento de absorción de impacto

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2565489B1 (es)
JP (1) JP5196079B2 (es)
CN (1) CN102959271B (es)
ES (1) ES2582629T3 (es)
TW (1) TWI435816B (es)
WO (1) WO2012026578A1 (es)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5552994B2 (ja) * 2010-10-18 2014-07-16 トヨタ自動車株式会社 サイドメンバ構造
BR112015004891B1 (pt) 2012-09-06 2019-09-17 Etxe-Tar, S.A. Método de endurecimento por laser de uma superfície de uma peça, sistema para o endurecimento de, pelo menos, parte da superfície de uma peça, aparelho para o endurecimento de uma área de superfície de uma peça, e método de programação de um aparelho
FR3008012B1 (fr) * 2013-07-05 2015-12-25 Autotech Engineering Aie Piece metallique a orientation de deformation controlee
HUE035177T2 (hu) * 2013-07-05 2018-05-02 Autotech Eng A I E Szabályozott hajlásirányú fémalkatrész
JP6032374B2 (ja) * 2013-10-09 2016-11-30 新日鐵住金株式会社 プレス成形体の製造方法及びプレス成形装置
FR3019606B1 (fr) * 2014-04-03 2019-07-26 Institut Superieur De Mecanique De Paris - Supmeca Systeme d'absorption d'energie a organe en composite metallique deformable plastiquement
EP2998410A1 (en) 2014-09-22 2016-03-23 Autotech Engineering A.I.E. Method for laser beam heat treatment of press hardened components and press hardened components
CA2958020A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 Autotech Engineering A.I.E. Controlled deformations in metallic pieces
CN106795933B (zh) * 2014-10-17 2019-12-24 日本制铁株式会社 冲击吸收部件
US10864603B2 (en) 2015-03-17 2020-12-15 Ikergune A.I.E. Method and system for heat treatment of sheet metal
KR101689574B1 (ko) * 2015-04-21 2016-12-26 주식회사 성우하이텍 차량용 범퍼 스태이 유닛
CA3001297C (en) * 2015-10-09 2019-03-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Structural member and vehicle
US9789906B1 (en) * 2016-03-23 2017-10-17 Ford Global Technologies, Llc Twenty-eight-cornered strengthening member for vehicles
KR101974800B1 (ko) * 2016-06-07 2019-05-02 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 금속관, 및 금속관을 이용한 차량용 구조 부재
CN107606019B (zh) * 2017-08-09 2019-06-21 西北工业大学 一种具有高效缓冲吸能特性的双层端封双翻转吸能结构
TWI658960B (zh) * 2017-10-31 2019-05-11 日商新日鐵住金股份有限公司 構造材
CN108730396A (zh) * 2017-11-22 2018-11-02 江苏核电有限公司 核电厂乏燃料转运容器起重运输过程中防坠落装置
JP6888693B2 (ja) * 2017-12-26 2021-06-16 日本製鉄株式会社 衝撃吸収部材
JP6787365B2 (ja) * 2018-05-29 2020-11-18 Jfeスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品の形状とスポット溶接位置の決定方法
JP7084326B2 (ja) * 2019-01-11 2022-06-14 トヨタ自動車株式会社 クラッシュボックス
JP7120054B2 (ja) * 2019-01-29 2022-08-17 トヨタ自動車株式会社 車両用構造体及び車両用鋼板の強化方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04297376A (ja) * 1991-03-26 1992-10-21 Nissan Motor Co Ltd 車体骨格メンバ
JPH07119892A (ja) * 1993-10-27 1995-05-12 Nissan Motor Co Ltd 強度部材
JP3480226B2 (ja) * 1997-03-06 2003-12-15 トヨタ自動車株式会社 フロントサイドメンバの衝突エネルギ吸収構造
US5935464A (en) * 1997-09-11 1999-08-10 Lsp Technologies, Inc. Laser shock peening apparatus with a diffractive optic element
JP3598917B2 (ja) * 1999-11-30 2004-12-08 トヨタ自動車株式会社 自動車のフロントサイドメンバ
JP3633477B2 (ja) * 2000-12-07 2005-03-30 日産自動車株式会社 車体前部骨格構造
JP2004108541A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd 衝撃エネルギ吸収部材
JP2004114912A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐軸圧潰特性に優れた成形部材
WO2005010398A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 衝撃吸収部材
JP2008001135A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Asteer Co Ltd 自動車用部材
JP2010173422A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Toyota Motor Corp 自動車の車体構造

Also Published As

Publication number Publication date
EP2565489A4 (en) 2014-06-04
WO2012026578A1 (ja) 2012-03-01
JPWO2012026578A1 (ja) 2013-10-28
EP2565489B1 (en) 2016-05-25
CN102959271B (zh) 2015-08-05
TW201217204A (en) 2012-05-01
CN102959271A (zh) 2013-03-06
EP2565489A1 (en) 2013-03-06
JP5196079B2 (ja) 2013-05-15
TWI435816B (zh) 2014-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2582629T3 (es) Elemento de absorción de impacto
EP2541093B1 (en) Impact absorbing member
ES2920050T3 (es) Artículo formado estampado en caliente, elemento estructural que lo utiliza y método de fabricación del artículo formado estampado en caliente
US20060249342A1 (en) Vehicle structural element serving to absorb certain shocks by plastic deformation
JP4371059B2 (ja) 衝撃吸収部材
JPWO2005010398A1 (ja) 衝撃吸収部材
ES2734624T3 (es) Elemento de refuerzo para un vehículo, procedimiento de producción del mismo y ensamblaje de la puerta
ES2749739T3 (es) Miembro estructural y vehículo
ES2915564T3 (es) Artículo moldeado por estampación en caliente, miembro de vehículo y procedimiento de fabricación de artículo moldeado por estampación en caliente
JPWO2005010396A1 (ja) 衝撃吸収部材
JP5085445B2 (ja) 車両のバンパーシステム
ES2774780T3 (es) Producto conformado en prensa, y método de producción y línea de equipos de producción para producir el producto conformado en prensa
KR102098495B1 (ko) 배터리 케이스
JP5034793B2 (ja) 衝撃吸収方法
JP2014091412A (ja) キャブ補強構造
JP2007030778A (ja) クラッシュボックス
ES2409259T3 (es) Barra de absorción de energía con características de aplastamiento controlado
JP4036234B2 (ja) クラッシュボックス
KR20120118276A (ko) 차량용 크래쉬박스
KR20130028129A (ko) 차량용 크래쉬박스
CN108394364A (zh) 一种保险杠总成及汽车
RU2286893C1 (ru) Энергопоглощающий буфер легкового автомобиля
KR101436815B1 (ko) 차량용 범퍼빔
JP7323823B2 (ja) 自動車外装パネルの補強構造
JP2002264740A (ja) 車両用ビーム