FR3121115A1 - Véhicule à structure à élément à déformation variable - Google Patents
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Abstract
Un véhicule comprend une structure (SV) comportant un élément (ES) comprenant une partie principale (PP) présentant une première raideur et prolongée vers le bas par une partie inférieure (PI) comprenant des zones d’affaiblissement (ZA) induisant dans cette dernière (PI) une seconde raideur strictement inférieure à la première raideur, de sorte qu’en cas de choc subi par l’élément (ES) la partie inférieure (PI) se déforme plus que la partie principale (PP). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les véhicules, éventuellement de type automobile, et plus précisément les structures que comprennent ces véhicules.
Etat de la technique
De nombreux véhicules, généralement de type automobile, comprennent une structure comportant au moins un élément (structurel) devant présenter, lorsqu’il subit un choc, une déformation variable suivant sa plus grande dimension. C’est par exemple le cas lorsque l’élément structurel est un pied milieu, car il est souhaité qu’en cas de choc transversal sa partie inférieure, qui s’étend jusqu’à une hauteur où est situé le bassin d’un passager, puisse se déformer plus que sa partie principale, qui prolonge vers le haut cette partie inférieure et s’étend jusqu’à une hauteur où sont situés l’abdomen et le thorax de ce passager. Mais cela peut aussi être le cas lorsque l’élément structurel est un pied avant ou arrière, un arc de pavillon ou un longeron, par exemple.
Plusieurs solutions ont été proposées pour qu’un élément structurel présente une déformation variable en cas de choc transversal subi. Ainsi, il a été proposé de souder entre elles des parties principale et inférieure présentant respectivement une première raideur et une seconde raideur strictement inférieure à la première raideur. Il a également été proposé de faire varier l’épaisseur de l’élément structurel grâce à un laminage contrôlé, et plus précisément que sa partie inférieure ait une épaisseur strictement inférieure à celle de sa partie principale. Il a également été proposé de faire varier la raideur de l’élément structurel grâce à des traitements thermiques locaux différents, et plus précisément que sa partie inférieure ait une raideur strictement inférieure à celle de sa partie principale. Il a également été proposé de loger un insert de raidissement (ou « raidisseur ») dans un logement que comprend la partie principale de l’élément structurel afin que sa raideur devienne strictement supérieure à celle de la partie inférieure. Mais toutes ces solutions s’avèrent extrêmement couteuses et donc induisent une augmentation notable du coût de fabrication de la structure.
L’invention a donc notamment pour but de remédier à l’inconvénient précité.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un véhicule comprenant une structure comportant au moins un élément comprenant une partie principale présentant une première raideur et prolongée vers le bas par une partie inférieure.
Ce véhicule se caractérise par le fait que la partie inférieure de l’élément comprend des zones d’affaiblissement induisant dans cette partie inférieure une seconde raideur qui est strictement inférieure à la première raideur, de sorte qu’en cas de choc subi par l’élément la partie inférieure se déforme plus que la partie principale.
Ainsi, on dispose d’un élément structurel à déformation variable et dont le coût de fabrication est peu élevé.
Le véhicule selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- les zones d’affaiblissement peuvent être définies là où des contraintes subies en cas de choc sont les plus importantes ;
- les zones d’affaiblissement peuvent être définies sur au moins une arête de la partie inférieure ;
- en présence de la dernière option, les zones d’affaiblissement peuvent être définies sur une arête avant et une arête arrière de la partie inférieure ;
- en présence de la dernière sous-option, l’arête avant de la partie inférieure peut comprendre un nombre de zones d’affaiblissement qui est compris entre un et six ;
- également en présence de la dernière sous-option, l’arête arrière de la partie inférieure peut comprendre un nombre de zones d’affaiblissement qui est compris entre un et six ;
- dans un premier mode de réalisation les zones d’affaiblissement peuvent être des trous traversants ;
- dans un second mode de réalisation les zones d’affaiblissement peuvent être des zones embouties spécifiquement ;
- l’élément peut être un pied milieu ;
- il peut être de type automobile.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d’où la présence de certains niveaux de gris), sur lesquels :
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un véhicule V comprenant une structure SV comportant au moins un élément (structurel) ES dont la déformation est variable lorsqu’il subit un choc transversal.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple illustratif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré non limitativement sur la . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une structure comportant au moins un élément structurel devant présenter une déformation variable en cas de choc transversal.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple illustratif, que l’élément structurel ES est un pied milieu d’une structure SV d’un véhicule V. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type d’élément structurel ES. Elle concerne en effet tout type d’élément structurel devant présenter une déformation variable en cas de choc transversal. Ainsi, lorsque la structure fait partie d’un véhicule automobile, l’élément structurel peut aussi être un pied avant PV ou un pied arrière PR ou un arc de pavillon ou encore un longeron, par exemple.
Sur les figures 1 et 2 la direction X est la direction longitudinale du véhicule V, laquelle est parallèle aux côtés latéraux comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule V, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule V, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.
On a schématiquement illustré sur la une partie gauche d’un exemple de structure SV d’un véhicule V selon l’invention. Comme illustré, cette structure SV comprend sur son côté gauche un élément structurel ES (ici un pied milieu) comprenant une partie principale PP présentant une première raideur r1 et prolongée vers le bas (suivant la direction verticale Z) par une partie inférieure PI. On notera que cette structure SV comprend sur son côté droit un autre élément structurel ES (pied milieu) du même type que celui du côté gauche. Par ailleurs, il est important de noter que chaque élément structurel ES est monobloc et ne présente pas de variation d’épaisseur notable entre ses partie inférieure PI et partie principale PP.
Comme illustré non limitativement sur la , la partie inférieure PI comprend des zones d’affaiblissement ZA qui induisent dans cette dernière (PI) une seconde raideur r2 strictement inférieure à la première raideur r1, de sorte qu’en cas de choc subi par l’élément structurel ES la partie inférieure PI se déforme plus que la partie principale PP.
On comprendra que la présence de ces zones d’affaiblissement ZA (qui constituent des amorces de déformation) dans la partie inférieure PI permet de réduire la raideur de cette dernière (PI) et donc de la rendre plus déformable que la partie principale PP. Cela est particulièrement avantageux car cela permet de partir d’un élément structurel ES monobloc et à épaisseur sensiblement constante, et donc dont le coût de fabrication est peu élevé. Le surcoût introduit par la réalisation des zones d’affaiblissement ZA est en effet très faible.
Lorsque l’élément structurel ES est un pied milieu de véhicule automobile V, il présente un niveau de déformation maximal dans la partie inférieure PI, c’est-à-dire au niveau de la zone où est situé le bassin d’un passager, et un niveau de déformation intermédiaire au niveau de la zone où sont situés l’abdomen et le thorax de ce passager.
Plus le nombre de zones d’affaiblissement ZA est élevé, moins la seconde raideur r2 de la partie inférieure PI sera grande, et donc plus elle sera déformable par rapport à la capacité à se déformer de la partie principale PP.
D’une manière générale, le nombre de zones d’affaiblissement ZA définies dans une portion de la partie inférieure PI est choisi en fonction de l’importance des contraintes que va subir cette portion en cas de choc transversal. Les zones d’affaiblissement ZA sont donc préférentiellement définies là où les contraintes subies en cas de choc transversal sont les plus importantes.
On notera, comme illustré non limitativement sur la , que les zones d’affaiblissement ZA peuvent être définies sur au moins une arête (ou carre) AR ou AV de la partie inférieure PI. Cela permet de favoriser les déformations car une arête (ou carre) AR ou AV est une zone de la partie inférieure PI où les contraintes subies en cas de choc transversal sont habituellement les plus importantes.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que les zones d’affaiblissement ZA peuvent être définies sur une arête avant AV et sur une arête arrière AR de la partie inférieure PI. Cela permet de favoriser encore plus les déformations. On entend ici par « arête avant AV » une arête (ou carre) qui est en partie orientée vers l’avant du véhicule V (et donc la plus proche de l’extrémité avant de ce dernier (V)), et par « arête arrière AR » une arête (ou carre) qui est en partie orientée vers l’arrière du véhicule V (et donc la plus proche de l’extrémité arrière de ce dernier (V)).
Par exemple, l’arête avant AV de la partie inférieure PI peut comprendre un nombre de zones d’affaiblissement ZA qui est compris entre un et six. Ainsi, dans l’exemple illustré non limitativement sur la ce nombre est égal à cinq. Mais ce nombre peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à un.
Egalement par exemple, l’arête arrière AR de la partie inférieure PI peut comprendre un nombre de zones d’affaiblissement ZA qui est compris entre un et six. Ainsi, dans l’exemple illustré non limitativement sur la ce nombre est égal à quatre. Mais ce nombre peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à un.
Par exemple, les zones d’affaiblissement ZA peuvent présenter des formes oblongues avec un grand côté ayant une dimension comprise entre environ 10 mm et 30 mm et un petit côté ayant une dimension comprise entre environ 5 mm et 15 mm. Ainsi, le grand côté peut avoir une dimension d’environ 20 mm et le petit côté peut avoir une dimension d’environ 10 mm.
On notera que le grand côté s’étend de préférence sensiblement dans un plan horizontal défini à partir des directions longitudinale X et transversale Y, tandis que le petit côté s’étend de préférence sensiblement suivant la direction verticale Z.
On notera également que les zones d’affaiblissement ZA n’ont pas forcément des dimensions identiques.
On notera également que les zones d’affaiblissement ZA peuvent ne pas être définies sur l’une au moins des arêtes (ou carres) de la partie inférieure PI. En effet, elles peuvent être définies en d’autres endroits de la partie inférieure PI, et notamment au voisinage de l’une au moins des arêtes (ou carres).
Au moins deux modes de réalisation peuvent être envisagés pour les zones d’affaiblissement ZA.
Dans un premier mode de réalisation, illustré non limitativement sur la , les zones d’affaiblissement ZA sont des trous traversants. Cela est particulièrement avantageux car très peu onéreux à réaliser et très efficace en termes d’augmentation de la capacité de déformation (et donc de diminution de la raideur) de la partie inférieure PI.
Dans un second mode de réalisation (non illustré), les zones d’affaiblissement ZA sont des zones qui sont embouties spécifiquement. Cette solution est cependant moins efficace que celle utilisant des trous traversants en termes d’augmentation de la capacité de déformation (et donc de diminution de la raideur) de la partie inférieure PI.
Claims (10)
- Véhicule (V) comprenant une structure (SV) comportant au moins un élément (ES) comprenant une partie principale (PP) présentant une première raideur et prolongée vers le bas par une partie inférieure (PI), caractérisé en ce que ladite partie inférieure (PI) comprend des zones d’affaiblissement (ZA) induisant dans cette dernière (PI) une seconde raideur strictement inférieure à ladite première raideur, de sorte qu’en cas de choc subi par ledit élément (ES) ladite partie inférieure (PI) se déforme plus que ladite partie principale (PP).
- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites zones d’affaiblissement (ZA) sont définies là où des contraintes subies en cas de choc sont les plus importantes.
- Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites zones d’affaiblissement (ZA) sont définies sur au moins une arête (AV, AR) de ladite partie inférieure (PI).
- Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites zones d’affaiblissement (ZA) sont définies sur une arête avant (AV) et une arête arrière (AR) de ladite partie inférieure (PI).
- Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite arête avant (AV) de la partie inférieure (PI) comprend un nombre de zones d’affaiblissement (ZA) compris entre un et six.
- Véhicule selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite arête arrière (AR) de la partie inférieure (PI) comprend un nombre de zones d’affaiblissement (ZA) compris entre un et six.
- Véhicule selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites zones d’affaiblissement (ZA) sont des trous traversants.
- Véhicule selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites zones d’affaiblissement (ZA) sont des zones embouties spécifiquement.
- Véhicule selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit élément (ES) est un pied milieu.
- Véhicule selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.
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2021
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