UA127556C2 - Тунель із інтегрованими елементами бічного посилення - Google Patents

Abstract

Тунель 1 для транспортного засобу 2, який має вигляд цільної деталі і який має основну частину 3 тунелю й щонайменше один елемент 5 бічного посилення, розташований збоку від згаданої основної частини 3 тунелю, при цьому елемент 5 бічного посилення обладнаний жолобком 19 для забезпечення високої жорсткості й високої опірності до лобового зіткнення, і при цьому згаданий жолобок 19 простягається щонайменше уздовж частини області перегину 15 між орієнтованою в поздовжньому напрямку частиною тунелю 1 і орієнтованою вверх частиною тунелю 1 і щонайменше уздовж частини передньої ділянки подовжньо орієнтованої частини тунелю 1. 21

Description

Даний винахід відноситься до тунелю для автомобільного транспортного засобу й до конструкції бічного посилення згаданого тунелю. Даний винахід також відноситься до способу виготовлення такого тунелю.

В автомобільному транспортному засобі тунель має вигляд пустотілого заглиблення, розміщеного в посиленій конструкції передньої підлоги пасажирського салону, у якій перебуває вихлопна система традиційного транспортного засобу із двигуном внутрішнього згоряння.

Тунель також може бути присутнім в електричних або гібридних транспортних засобах, наприклад, він може бути місцем розміщення щонайменше частини акумуляторної батареї, яка забезпечує живлення електродвигуна або електродвигунів транспортного засобу.

Основну форму тунелю забезпечують дві вертикальні стінки, з'єднані горизонтальною верхньою стінкою. Тунель також може мати фланці на нижній стороні вертикальних стінок кріплення, які виконують роль зон кріплення тунелю до іншої частини конструкції підлоги.

Тунель може бути виконаний у вигляді єдиної деталі або складатися з декількох окремих деталей.

Щоб відповідати загальній формі нижньої панелі приладів, нижній контур вертикальних стінок тунелю вверх звужується на передньому кінці тунелю, утворюючи те, що звичайно називають носовою частиною тунелю.

Оскільки тунель є частиною конструкції посилення підлоги транспортного засобу, він сприяє загальній жорсткості транспортного засобу, а також сприяє забезпеченню безпеки пасажирів транспортного засобу під час аварії.

Відповідно до вимог виробників автомобілів, тунель більш конкретно зв'язаний з наступними умовами статичного навантаження: - загальною жорсткістю кузова на вигин у білій структурі, - загальною жорсткістю кузова на скручування в білій структурі.

Тунель, зокрема, бере участь у наступних видах випробувань опірності до аварійних ситуацій: - фронтальний удар, як він описаний у різних стандартизованих випробуваннях, таких, наприклад, як "лобове зіткнення із твердим бар'єром на всю ширину автомобіля на швидкості 50 км/год." - Еиго МСАР (Програма оцінки нових автомобілів) і ІНЗ (Страховий інститут безпеки

Зо дорожнього руху), також відоме як повнофронтальний краш-тест, - зіткнення транспортного засобу, що має початкову швидкість 64 км/год., з нормалізованим здатним ьгтидеформируємим бар'єром, який при ударі перекриває 40 95 передньої частини транспортного засобу - Еиго-псар 40 95 Омепар Оестюптабіє Вагтієг (00В),

Щоб відповідати вимогам жорсткості й опірності транспортного засобу в аварійних ситуаціях, тунель необхідно посилити з боків. Це є особливо важливим в області перегину, що з'єднує носову частину тунелю із заднім кінцем тунелю, тому що геометрична особливість цієї області перегину робить її особливо схильною до деформації при статичному або динамічному навантаженні.

З рівня техніки відоме прикріплення до тунелю конструкції бічного посилення, зокрема, для посилення вертикальних стінок в області перегину між заднім кінцем і носовою частиною тунелю. Така конструкція бічного посилення складається з однієї або декількох деталей, які кріпляться до тунелю, наприклад, за допомогою точкового зварювання.

Однак використання такої конструкції бічного посилення створює кілька проблем з погляду ефективності виробництва й виробничих витрат. Дійсно, використання таких додаткових деталей передбачає додаткові операції під час виробництва транспортного засобу, такі як штампування й складання, які знижують загальну продуктивність і збільшують загальну вартість транспортного засобу. Крім того, оскільки ці додаткові деталі посилення беруть участь у забезпеченні загальної жорсткості й опірності транспортного засобу в аварійних ситуаціях, вони ідентифікуються виробником транспортного засобу як елементи безпеки, що означає, що вони підлягають додатковим процедурам контролю якості, а також означає, що необхідно проявляти особливу обережність при монтажі згаданих посилюючих деталей на тунелі. Це, у свою чергу, ще більше знижує загальну продуктивність і ще більше збільшує загальні витрати на виробництво транспортного засобу.

Одна із цілей даного винаходу полягає в тому, щоб подолати ці обмеження шляхом створення тунелю, який не вимагає додаткового посилення, щоб відповідати вимогам до жорсткості й опірності транспортного засобу в аварійних ситуаціях.

З цією метою даний винахід стосується тунелю для автотранспортного засобу, який виконаний у вигляді однієї деталі, і який має основну частину тулелю й щонайменше один елемент бічного посилення, розташований збоку від згаданої основної частини тунелю, при бо цьому згадана основна частина тунелю містить нижній контур основної частини, який включає:

- задній нижній контур, який простягається, власне кажучи, в поздовжньому напрямку до задньої частини транспортного засобу, - передній нижній контур, який простягається до передньої частини транспортного засобу в напрямку, який має додатній кут вверх не менше 20" відносно поздовжнього напрямку, - область перегину, що з'єднує передню кінцеву точку заднього нижнього контуру із задньою кінцевою точкою переднього нижнього контуру, і яка простягається в напрямку, який має додатній кут вверх строго від 5" до 207 відносно поздовжнього напрямку, і при цьому згаданий елемент бічного посилення простягається щонайменше частиною нижнього контуру згаданої основної частини і має вигляд жолобка, який простягається щонайменше вздовж частини її довжини, що містить: - внутрішню поздовжню стінку, яка межує щонайменше із частиною нижнього контуру основної частини, - внутрішню вертикальну стінку, яка межує зі згаданою внутрішньою горизонтальною стінкою, - нижню поздовжню стінку, яка межує зі згаданою внутрішньою вертикальною стінкою, при цьому для всіх поперечних перерізів тунелю, що містить жолобок, згадана нижня поздовжня стінка утворює лінію, власне кажучи, паралельну до внутрішньої поздовжньої стінки й розташовану на більш низькому рівні, ніж згадана внутрішня поздовжня стінка, - зовнішню вертикальну стінку, яка межує зі згаданою нижньою поздовжньою стінкою, - зовнішню поздовжню стінку, яка межує зі згаданою зовнішньою вертикальною стінкою, при цьому для всіх поперечних перерізів тунелю, що містять жолобок, згадана зовнішня поздовжня стінка утворює лінію, власне кажучи, паралельну до внутрішньої поздовжньої стінки й розташовану на більш високому рівні, ніж згадана нижня поздовжня стінка, при цьому згаданий жолобок простягається вздовж довжини ділянки заднього нижнього контуру від передньої кінцевої точки заднього нижнього контуру в напрямку задньої частини транспортного засобу, і при цьому згаданий жолобок простягається вздовж довжини ділянки перегину від згаданої передньої кінцевої точки заднього нижнього контуру в напрямку передньої частини транспортного засобу.

Завдяки реалізації винаходу, конструкція бічного посилення тунелю безпосередньо

Зо інтегрується в конструкцію самого тунелю, і для забезпечення вимог до жорсткості й опірності до аварійних ситуацій тунелю не потрібне додаткове бічне посилення. Крім того, оскільки конструкції бічного посилення вбудовані в цільну деталь, немає необхідності проявляти особливу увагу при монтажі додаткових деталей бічного посилення, які повинні мати дуже щільне з'єднання з тунелем, щоб вони не від'єднувалися під дією статичного або динамічного навантаження.

Відповідно до інших додаткових відмітних ознак запропонованого в даному винаході тунелю, розглянутих окремо або в будь-яких технічно можливих комбінаціях: - тунель містить дві конструкції бічного посилення, розташовані по обидві сторони основної частини тунелю; - жолобок простягається також вздовж довжини переднього нижнього контуру; - жолобок простягається вздовж всієї довжини заднього нижнього контуру; - жолобок простягається вздовж всієї довжини області перегину; - сума переднього внутрішнього об'єму жолобка й внутрішнього об'єму перегину жолобка становить більше 10 95 від загального внутрішнього об'єму жолобка; - площа задньої поверхні жолобка перевищує 70 95 співвідношення між заднім внутрішнім об'ємом жолобка й задньою довжиною жолобка; - тулель має межу міцності на розрив більше 900 МПа; - тунель виготовляється шляхом холодного штампування сталевої заготовки, щонайменше частина якої має хімічний склад, що включає в мас. 95:0,15 95 «б «0,25 90, 1,4 95 « Мп « 2,6 Об, 0,6 95 «Бі «1,5 95, 0,02 905 « АЇ «1,0 95, 3 1,0 95 « БІАЇ « 2,4 96, МЬ « 0,05 965, Сг « 0,5 95, Мо « 0,5 96, решта - Ее і неминучі домішки, і яка має мікроструктуру, яка містить від 10 95 до 20 95 залишкового аустеніту, решта - ферит, мартенсит і бейніт, і її межа міцності на розрив складає не менше 980 МПа; - тунель виготовляється способом холодного штампування сталевої заготовки, щонайменше частина якої має хімічний склад, що включає в мас. 95:0,13 95 «С «0,25 95, 2,0 90 « Мп « 3,0 Об, 1,296 « Бі «2,5 96, 0,02 95 « АЇ «1,0 965, 3 1,22 95 « ЗІіАЇ « 2,5 96, МО « 0,05 95, Ст «0,5 95, Мо « 0,5 95, Ті « 0,05 95, решта - Ее і неминучі домішки їі яка має мікроструктуру, яка містить від 8 95 до 15 95 965 залишкового аустеніту, решта - ферит, мартенсит і бейніт, причому сума фракцій мартенситу й бейніту становить від 70 95 до 92 95, а межа міцності на розрив щонайменше 1180 60 МПа;

- тунель є виготовленою способом холодного штампування звареною "за викрійкою" заготовкою, яка складається щонайменше з передньої частини заготовки й задньої частини заготовки; - тунель є виготовленою способом холодного штампування звареною "за викрійкою" заготовкою, у якої товщина передньої частини заготовки більша, від товщини задньої частини заготовки; - тунель є виготовленою способом холодного штампування звареною "за викрійкою" заготовкою, у якої межа міцності на розрив передньої частини заготовки нижча, ніж межа міцності на розрив задньої частини заготовки; - тулель є виготовленою способом холодного штампування звареною "за викрійкою" заготовкою, у якої добуток товщини передньої частини заготовки на межу текучості передньої частини заготовки менший або дорівнює добутку товщини задньої частини заготовки на межу міцності на розрив задньої частини заготовки; - тунель є катаною "за викрійкою" заготовкою холодного штампування.

Даний винахід також відноситься до способу виготовлення описаного вище тунелю, який включає етапи: - надання заготовки, - формування заготовки в тунель способом холодного штампування.

Відповідно до інших необов'язкових відмітних ознак запропонованого в даному винаході способу, які розглядаються окремо або в будь-яких технічно можливих комбінаціях, спосіб додатково включає етапи: - отримання звареної "за викрійкою" заготовки, яка має щонайменше передню частину й задню частину, - надання катаної "за викрійкою" заготовки.

Інші аспекти й переваги винаходу стануть очевидним після прочитання нижченаведеного опису приблизних варіантів реалізації виконаного з посиланням на прикладені до опису креслення, на яких показано: - на Фіг. 1 - загальний вигляд у перспективі транспортного засобу із запропонованим у винаході тунелем,

Зо - на Фіг. 2 - вигляд зверху в перспективі запропонованого в даному винаході тунелю, - на Фіг. 3 - вигляд знизу в перспективі запропонованого в даному винаході тунелю, - на Фіг. 4 - вигляд збоку запропонованого в даному винаході тунелю, - на Фіг. БА, 58 і 5С - серія із трьох виглядів поперечного перерізу тунелю по осями А-А, В-В і С-С, показаним на Фіг. 2.

У нижченаведеному описі терміни "зверху", "знизу", "нижній", "верхній", "униз", "вверх", "передній", "задній", "поперечний", "перпендикулярний" і "поздовжній" визначені відповідно до звичайних напрямків виготовленого транспортного засобу. Більш конкретно, терміни "зверху", "знизу", "нижче", "вище", "униз" і "вверх" визначені в прив'язці до напрямку висоти транспортного засобу, терміни "передній", "задній" і "поздовжній" визначені в прив'язці до напрямку перед/зад транспортного засобу, а терміни "поперечний" і "перпендикулярний" визначені в прив'язці до ширини транспортного засобу. Терміни "права сторона" і "ліва сторона" визначені з посиланням на пасажира транспортного засобу, який дивиться в нормальному напрямку руху вперед транспортного засобу. Під термінами "власне кажучи, є паралельним до" або "власне кажучи, є перпендикулярним до" мають на увазі, відповідно, що напрямок може відрізнятися від паралельного або перпендикулярного напрямку не більше ніж на 157.

Тунель 1 автомобільного транспортного засобу 2 описується з посиланням на Фіг. 1. Тунель 1 кріпиться до іншої частини автомобільного транспортного засобу 2, наприклад, за допомогою точкового зварювання. В одному з конкретних варіантів реалізації тунель 1 прикріплений переднім кінцем до нижньої приладової панелі 6, з боків - до передніх панелей 4 підлоги, а своїм заднім кінцем -- до задньої конструкції 8 підлоги.

Посилаючись на Фіг. 2, запропонований у даному винаході тунель 1 виконаний у вигляді цільної деталі й має основну частину З тунелю й щонайменше один елемент 5 бічного посилення, розташований збоку від згаданої основної частини З тунелю.

Основна частина З тунелю складається щонайменше із двох вертикальних стінок 7, з'єднаних разом щонайменше однією верхньою стінкою 9. В одному з конкретних варіантів реалізації, показаному на Фіг. 1, верхня стінка 9 має кілька отворів 10, призначених для розміщення конкретних елементів, наприклад, коробки передач транспортного засобу. В одному з конкретних варіантів реалізації, показаному на Фіг. 2, вертикальні стінки 7 містять одну або кілька геометричних модифікацій 12, призначених, наприклад, для збільшення жорсткості бо тунелю 1. Нижній край вертикальних стінок 7 обмежений нижнім контуром 11 основної частини.

Як показано на Фіг. 4, нижній контур 11 основної частини містить: - передній нижній контур 13, який простягається до передньої частини транспортного засобу під додатнім кутом вверх не менше 20" відносно поздовжнього напрямку, - задній нижній контур 17, який простягається, власне кажучи, в поздовжньому напрямку відносно задньої частини транспортного засобу, - область 15 перегину, яка з'єднує передній нижній контур 13 із заднім нижнім контуром 17.

Форма переднього нижнього контуру 13 відповідає формі нижньої приладової панелі 6, до якої тунель 1 прикріплений своїм переднім кінцем. Нижня приладова панель 6 відокремлює пасажирський салон від передньої частини транспортного засобу, у якій перебуває або двигун, або електродвигун, або місце для зберігання речей. Нижня приладова панель 6 прикріплена, наприклад, своїм нижнім кінцем до передньої панелі 4 підлоги, а своїм верхнім кінцем - до верхньої панелі приладів. Щоб оптимізувати пасажирський простір і, зокрема, простір для ніг пасажирів у передній частині автомобіля, а також для того, щоб ефективно діяти в сенсі ізоляції між переднім відділенням і пасажирським салоном, загальний напрямок нижньої приладової панелі 6 простягається під додатнім кутом вверх відносно горизонтального напрямку, при цьому нижня частина згаданої нижньої приладової панелі 6 розташована далі від задньої частини транспортного засобу, ніж верхня частина згаданої нижньої приладової панелі 6. У результаті передній нижній контур 13 простягається в напрямку вверх, зокрема, у напрямку, який утворює кут більше 207 з горизонтальним напрямком. Передній нижній контур 13 простягається між переднім кінцем тунелю 1 і задньою кінцевою точкою 14 переднього нижнього контуру.

Слід зазначити, що передній нижній контур 13 має форму, яка відповідає формі нижньої приладової панелі б і не обов'язково простягається в прямолінійному напрямку. В одному з конкретних варіантів реалізації нижня приладова панель 6 має вигнуту форму, і передній нижній контур 13 простягається в криволінійному напрямку, похідна до якого в кожній точці переднього нижнього контуру 13 простягається в напрямку, орієнтованому під кутом більше 20" відносно поздовжнього напрямку.

Форма заднього нижнього контуру 17 повторює форму передньої панелі 4 підлоги, до якої з боків прикріплений тунель 1. Оскільки передня панель 4 підлоги в цілому має вигляд плоскої деталі, що простягається в площині, власне кажучи, паралельній до поздовжнього напрямку,

Зо задній нижній контур 17 має в цілому прямолінійну форму, що простягається, власне кажучи, в поздовжньому напрямку. В одному з конкретних варіантів реалізації задній нижній контур 17 має одне або кілька незначних відхилень 18 від прямолінійної форми, таких як показано на фіг. 4, щоб, наприклад, відповідати формі передньої панелі 4 підлоги. Задній нижній контур 17 простягається між заднім кінцем тунелю 1 і передньою кінцевою точкою 16 заднього нижнього контуру.

Область 15 перегину є в цілому криволінійною ділянкою нижнього контуру 11 основної частини, яка з'єднує передній нижній контур 13 із заднім нижнім контуром 17, і, наприклад, похідна до області 15 перегину в кожній точці простягається в напрямку, який має строго визначений кут від 5" до 20" відносно поздовжнього напрямку.

Інакше кажучи, при проходженні точки, що рухається по нижньому контуру 11 основної частини, починаючи з переднього кінця тунелю 1 у напрямку до задньої частини транспортного засобу: - згадана точка спочатку буде переміщатися вниз по передньому нижньому контуру 13 по траєкторії, орієнтованої під кутом відносно поздовжнього напрямку строго більше 20", - потім згадана точка досягне точки, у якій кут її траєкторії відносно поздовжнього напрямку становить рівно 20", ця точка є задньою кінцевою точкою 14 переднього нижнього контуру, - у міру того, як точка продовжує свій рух до задньої частини транспортного засобу, після перетинання задньої кінцевої точки 14 переднього нижнього контуру згадана точка ввійде в область 15 перегину, - у міру того, як точка продовжує рух до задньої частини транспортного засобу, згадана точка потім досягає точки, у якій кут її траєкторії з поздовжнім напрямком становить рівно 5", ця точка є передньою кінцевою точкою 16 заднього нижнього контуру, - у міру того, як точка продовжує рух до задньої частини транспортного засобу, після перетинання передньої кінцевої точки 16 заднього нижнього контуру, згадана точка входить у задній нижній контур 17, - згадана точка потім буде переміщатися по задньому нижньому контуру 17, проходячи, власне кажучи, у поздовжньому напрямку, поки не досягне заднього кінця заднього нижнього контуру 17.

Оскільки основна частина З тунелю має відкриту О-подібну форму з поздовжньою 60 складовою, вона буде чутлива до прикладених до неї статичних навантажень. Наприклад,

статичне стискаюче навантаження, прикладене між переднім кінцем і заднім кінцем основної частини З тунелю, буде намагатися зігнути верхню стінку 9 і відкрити згадану основну частину З тунелю, інакше кажучи, збільшити кут між вертикальними стінками 7 і верхньою стінкою 9.

Докладання статичного навантаження скручування, яке має поздовжню вісь, буде демонструвати тенденцію до скручування верхньої стінки У, що, у свою чергу, приведе до деформації вертикальних стінок 7. Вищеописані реакції основної частини З тунелю на статичні навантаження пов'язані із загальною жорсткістю тунелю 1. Чим вище жорсткість тунелю 1, тим він менш чутливий до описаних вище деформацій основної частини З тунелю при статичних навантаженнях.

Оскільки нижній контур 11 основної частини тунелю містить область 15 перегину, основна частина З тунелю буде чутлива до власне кажучи, поздовжнього динамічного стискаючого навантаження Е, як показано на Фіг. 2 і 4, прикладеного між переднім і заднім кінцями тунелю 1.

Таке динамічне стискаюче навантаження Е буде виникати під час лобового зіткнення за рахунок передачі навантаження при зіткненні конструкцією транспортного засобу, зокрема, за рахунок ефекту стискання тунелю 1 частинами, до яких він прикріплений своїми переднім і заднім кінцями, такими, наприклад, як нижня приладова панель 6 і конструкція 8 задньої підлоги. За таких умов динамічне стискаюче навантаження Е приведе до концентрованого колапсу в області 15 перегину, що буде мати тенденцію до збільшення кута вверх між переднім нижнім контуром 13 і поздовжнім напрямком. Інакше кажучи, динамічне стискаюче навантаження Е буде мати тенденцію згинати вверх ту частину основної частини З тунелю, яка обмежена переднім нижнім контуром 13. У результаті концентрованого колапсу в області 15 перегину, ця область чутлива до утворення тріщин під час лобового зіткнення, що негативно позначається на загальній опірності транспортного засобу до лобового зіткнення. Крім того, концентрований колапс області 15 перегину призводить збільшує проникнення атакуючого тіла в пасажирський салон транспортного засобу, що є неприйнятним з погляду характеристик безпеки транспортного засобу.

У даному винаході, для поліпшення жорсткості та опірності тунелю 1 до лобового зіткнення, основна частина З тунелю в кращому варіанті реалізації посилена щонайменше одним елементом 5 бічного посилення. У даному винаході основна частина З тунелю й елемент 5 бічного посилення об'єднані в єдину деталь - тунель 1.

Елемент 5 бічного посилення простягається щонайменше вздовж частини основної ділянки нижнього контуру 11. Для збільшення опірності до лобового зіткнення й жорсткості тунелю 1 в елементі 5 бічного посилення є жолобок 19. Згаданий жолобок 19 має вертикальні й горизонтальні стінки й характеризується вигідним ефектом посилення жорсткості всієї конструкції тунелю 1 і, отже, вигідним ефектом підвищення міцності тунелю 1 і поліпшення його опірності до лобового зіткнення.

Як показано на Фіг. 5А, 58 і 5С жолобок 19 має: - внутрішню поздовжню стінку 21, яка межує щонайменше із частиною основної ділянки нижнього контуру 11, - внутрішню вертикальну стінку 23, яка межує зі згаданою внутрішньою горизонтальною стінкою 21, - нижню поздовжню стінку 25, яка межує зі згаданою внутрішньою вертикальною стінкою 23, при цьому для всіх поперечних перерізів тунелю 1, який має жолобок 19, згадана нижня поздовжня стінка 25 утворює лінію, власне кажучи, паралельну до внутрішньої поздовжньої стінки 21 і розташовану на більш низькому рівні, ніж внутрішня поздовжня стінка 21, - зовнішню вертикальну стінку 27, яка межує зі згаданою нижньою поздовжньою стінкою 25, - зовнішню поздовжню стінку 29, яка межує зі згаданою зовнішньою вертикальною стінкою 277, при цьому для всіх поперечних перерізів тунелю 1, який має жолобок 19, згадана зовнішня поздовжня стінка 29 утворює лінію, власне кажучи, паралельну до нижньої поздовжньої стінки 25 і розташовану на більш високому рівні, ніж згадана нижня поздовжня стінка 25.

В одному з конкретних варіантів реалізації конструкція 5 бічного посилення також переважно діє як фланець, який слугує областю кріплення тунелю 1 до деталей, що його оточують. В одному з конкретних варіантів реалізації передня панель 4 підлоги розташовується поверх елемента 5 бічного посилення й кріпиться до внутрішньої горизонтальної стінки 21 і до зовнішньої горизонтальної стінки 29, наприклад, за допомогою точкового зварювання. В одному з конкретних варіантів реалізації нижня приладова панель 6 розташовується поверх передньої частини елемента 5 бічного армування й кріпиться до згаданого елемента 5 бічного посилення, наприклад, за допомогою точкового зварювання.

Щоб ефективно збільшити жорсткість тунелю 1, жолобок 19 простягається щонайменше бо вздовж частини заднього нижнього контуру 17. Більш конкретно, жолобок 19 простягається вздовж частини ненульової довжини заднього нижнього контуру 17, виміряної в поздовжньому напрямку від передньої кінцевої точки 16 заднього нижнього контуру в напрямку до задньої частини транспортного засобу.

В одному з конкретних варіантів реалізації, показаному на Фіг. 2, жолобок 19 простягається вздовж всієї довжини заднього нижнього контуру 17. У кращому варіанті реалізації, оскільки задній нижній контур 17 охоплює більшу частину відкритої О-подібної основної частини З тунелю, це додатково збільшує загальну жорсткість тунелю 1.

Щоб ефективно збільшити опірність області 15 перегину до лобового зіткнення, жолобок 19 простягається щонайменше вздовж частини області 15 перегину. Більш конкретно, жолобок 19 простягається вздовж частини ненульової довжини області 15 перегину, визначеної в поздовжньому напрямку від передньої кінцевої точки 16 заднього нижнього контуру в напрямку до передньої частини транспортного засобу. Дійсно, чутливість до утворення тріщин у тунелі 1 під дією динамічного стискаючого навантаження Е пов'язана з геометричною сингулярністю в передній кінцевій точці 16 заднього нижнього контуру, де напрямок заднього нижнього контуру 11 змінюється від власне кажучи, поздовжнього напрямку в задньому нижньому контурі 17 на напрямок, який йде під кутом вверх в області 15 перегину. Оскільки задній нижній контур 17 простягається в напрямку, який власне кажучи, є паралельним до динамічного стискаючого навантаження Е, він не буде переміщатися під дією динамічного стискаючого навантаження Р. З іншого боку, оскільки область 15 перегину й передній нижній контур 13 мають кут щонайменше 57 ії 20", відповідно, відносно поздовжнього напрямку, динамічне стискаюче навантаження ЕЕ призводить до того, що області 15 перегину й переднього нижнього контуру 13 переміщаються в напрямку задньої частини транспортного засобу. Комбінація відсутності руху заднього нижнього контуру 17 і зворотного руху як області 15 перегину, так і переднього нижнього контуру 13 приводить до колапсу в передній кінцевій точці 16 заднього нижнього контуру й, як наслідок, до важливої концентрації навантаження в цій точці. Переважно за рахунок посилення передньої кінцевої точки 16 заднього нижнього контуру жолобком 19, опірність тунелю 1 до утворення тріщин і проникнення атакуючого тіла, у пасажирський салон під час лобового зіткнення покращиться, тим самим сприяючи загальному збільшенню опірності транспортного засобу до лобового зіткнення.

Зо В одному з конкретних варіантів реалізації жолобок 19 простягається вздовж всієї довжини області 15 перегину. Дійсно, за рахунок посилення передньої кінцевої точки 16 заднього нижнього контуру, як описано раніше, існує ймовірність того, що колапс, який виникає в результаті протилежно спрямованих рухів під дією динамічного стискаючого навантаження ЕЕ заднього нижнього контуру 17 і переднього нижнього контуру 13, зміститься в більш слабку зону області 15 перегину, зокрема, у зону області 15 перегину, яка не посилена канавкою 19.

Зокрема, колапс буде мати тенденцію концентруватися в області 15 перегину поруч із точкою, у якій закінчується жолобок 19. За рахунок конструкції елемента 5 бічного посилення, що забезпечує простягання жолобка 19 по всій довжині області 15 перегину, ризик утворення тріщин в області 15 перегину під час лобового зіткнення суттєво знижується.

В одному з конкретних варіантів реалізації жолобок 19 простягається щонайменше уздовж частини переднього нижнього контуру 13. Це є особливо вигідним, коли передній нижній контур 13 містить щонайменше частину криволінійної ділянки, на якій змінюється кут відносно поздовжнього напрямку. Дійсно, будь-яка зміна кута відносно поздовжнього напрямку може привести до колапсу й концентрації навантаження з тих же причин, що й описані вище. Бажаним є конструювання елемента 5 бічного посилення таким чином, щоб жолобок 19 проходив щонайменше уздовж частини переднього нижнього контуру 13 і, зокрема, уздовж криволінійної частини переднього нижнього контуру 13, додатково знижує ризик утворення тріщин у випадку лобового зіткнення.

Загальний внутрішній об'єм жолобка 19 визначається як об'єм, обмежений внутрішньою вертикальною стінкою 23, нижньою горизонтальною стінкою 25, зовнішньою вертикальною стінкою 27 і четвертою площиною, відповідно до проходження внутрішньої горизонтальної стінки 21 над нижньою горизонтальною стінкою 25. Передній внутрішній об'єм жолобка 19 визначається як внутрішній об'єм жолобка 19, визначений на ділянці жолобка 19, що проходить над переднім нижнім контуром 13. Внутрішній об'єм перегину жолобка 19 визначається як внутрішній об'єм жолобка 19, визначений на ділянці жолобка 19, яка проходить через область 15 перегину.

В одному з конкретних варіантів реалізації сума переднього внутрішнього об'єму жолобка 19 і внутрішнього об'єму перегину жолобка 19 становить більше 10 95 загального внутрішнього об'єму жолобка 19. Краще виконання елемента 5 бічного посилення з жолобком 19, який має бо мінімальний передній внутрішній об'єм і внутрішній об'єм перегину, гарантує гарний захист від утворення тріщин у передньому нижньому контурі 13 і області 15 перегину. Крім того, забезпечення мінімального співвідношення між сумою переднього внутрішнього об'єму жолобка 19 і внутрішнього об'єму перегину жолобка 19 і загальним внутрішнім об'ємом жолобка 19 буде ефективно запобігати передачі стискаючого зусилля під час лобового зіткнення задньому нижньому контуру 17, тим самим запобігаючи утворенню тріщин усередині заднього нижнього контуру 17. Задній внутрішній об'єм жолобка 19 визначається як внутрішній об'єм жолобка 19 на ділянці згаданого жолобка 19, що простягається уздовж задньому нижньому контуру 17. Задня довжина жолобка 19 визначається як довжина жолобка 19, що простягається уздовж заднього нижнього контуру 17, визначена в поздовжньому напрямку. Площа задньої поверхні жолобка 19 визначається як площа поперечного перерізу жолобка 19 у самій далекій задній частині жолобка 19. Більш конкретно, згадана область перебуває в межах трьох фізичних ліній, утворених поперечними перерізами внутрішньої вертикальної стінки 23, нижньої горизонтальної стінки 25, зовнішньої вертикальної стінки 27, і четвертої лінії, відповідно до поперечного перетину проходження внутрішньої горизонтальної стінки 21 над нижньою горизонтальною стінкою 25.

В одному з конкретних варіантів реалізації площа задньої поверхні жолобка 19 становить більше 70 95 співвідношення між заднім внутрішнім об'ємом жолобка 19 і задньою довжиною жолобка 19. Краще конструктивне виконання елемента 5 бічного посилення з жолобком 19, що має мінімальну площу задньої поверхні, забезпечує виконання функцій посилення й жорсткості жолобка 19 до самої дальньої задньої частини жолобка 19. Крім того, забезпечення мінімального відносного співвідношення між площею задньої поверхні й співвідношенням заднього внутрішнього об'єму до задньої довжини жолобка 19 гарантує, що посилення жолобка 19 залишиться незмінним по всій довжині ділянки жолобка 19, що простягається уздовж заднього нижнього контуру 17, що запобігає концентрації напруження у більш слабких місцях заднього нижнього контуру 17, тим самим запобігаючи утворенню тріщин під час лобового зіткнення.

В одному з конкретних варіантів реалізації тунель 1 містить два елементи 5 бічного посилення, розташованих по обидві сторони від основної частини З тунелю. Обидва елементи 5 бічного посилення складають єдине ціле з основною частиною З тунелю й утворюють єдину

Зо деталь - тунель 1. Бажано це додатково збільшує загальну жорсткість і опірність тунелю 1 до лобового зіткнення.

В одному з конкретних варіантів реалізації тунель 1 виготовлений з матеріалу, який має межу міцності на розрив вищу від 900 МПа. Оскільки тунель є центральною конструктивною деталлю транспортного засобу, яка бере участь у загальній жорсткості й опірності транспортного засобу до лобового зіткнення, використання матеріалу з високою межею міцності на розрив, наприклад, більше 900 МПа, дозволяє тунелю 1 позитивно впливати на загальну жорсткість і опірність транспортного засобу до лобового зіткнення.

В одному з конкретних варіантів реалізації щонайменше частина заготовки, яка використовується для формування тунелю 1, виготовлена зі сталі.

В одному з конкретних варіантів реалізації тунель 1 виготовляється шляхом холодного штампування сталевої заготовки, щонайменше частина якої має хімічний склад, що включає в мас. 95:0,1595 «0 «0,25 90, 1,4 95 « Мп « 2,6 90, 0,6 90 « БІ «1,5 90, 0,02 95 « АЇ «1,0 95, з 1,0 95 « БІінАЇ « 2,4 95, МО « 0,05 95, Ст « 0,5 95, Мо « 0,5 95, решта - Ее і неминучі домішки, і яка має мікроструктуру, яка включає від 10 95 до 20 95 залишкового аустеніту, решта - ферит, мартенсит і бейніт, і яка має межу міцності на розрив щонайменше 980 МПа. Бажано, завдяки високій межі міцності на розрив, такі характеристики забезпечують високу жорсткість і високу опірність до навантажень, які виникають під час лобового зіткнення. У той же час, крім іншого, завдяки присутності залишкового аустеніту, такі характеристики також надають заготовці високої здатності до формозміни, що дозволяє штампувати матеріал у складній формі, наприклад, за наявності жолобка 19 в області 15 перегину.

В одному з конкретних варіантів реалізації тунель 1 виготовляють способом холодного штампування сталевої заготовки, щонайменше частина якої має хімічний склад, що включає в мас. о: 0,1395 «С «02595, 2,095 « Мп « 3,096, 1,2 95. « Бі «2,595, 0,02 905 « АЇ «1,096, з 1,22 95 « 5іїАїЇ « 2,5 95, МО « 0,05 96, Ст « 0,5 96, Мо « 0,5 Ов, Ті « 0,05 95, решта - Ее і неминучі домішки і яка має мікроструктуру, яка містить від 8 9о до 15 9о залишкового аустеніту, решта - ферит, мартенсит і бейніт, при цьому сума фракцій мартенситу й бейніту становить від 70 95 до 92 9о, і яка має межу міцності на розрив не менше, ніж 1180 МПа. Бажано, завдяки високій межі міцності на розрив, такі характеристики забезпечують високу жорсткість і високу опірність до навантажень, які виникають під час лобового зіткнення. У той же час, крім іншого, завдяки присутності залишкового аустеніту, такі характеристики також надають заготовці високої здатності до формозміни, що дозволяє штампувати матеріал у формі тунелю 1.

В одному з конкретних варіантів реалізації, як показано на Фіг. 2, тунель 1 виконаний зі звареної "за викрійкою" заготовки, яка має щонайменше передню частину заготовки, яка відповідає передній частині 31 тунелю 1, розташованій ближче до передньої частини транспортного засобу, яка містить щонайменше передній нижній контур 13 і область 15 перегину, а також задню частину заготовки, яка відповідає задній частині 33 тунелю 1, розташованій ближче до задньої частини транспортного засобу.

В одному з конкретних варіантів реалізації передню частину заготовки виконують із більш товстого матеріалу, ніж матеріал задньої частини заготовки. Більша товщина передньої частини заготовки служить як для бажаного збільшення опірності до великих зусиль, які передаються від передньої частини транспортного засобу під час лобового зіткнення, так і для підвищення здатності до формозміни передньої частини 31, яка має складну форму, зокрема, в області елемента 5 бічного посилення, яка межує із зоною 15 перегину й містить жолобок 19.

Наприклад, тунель 1 виготовляють зі звареної "за викрійкою" заготовки, яка має передню частину заготовки товщиною 1,5 мм і задню частину заготовки товщиною 1,0 мм.

В одному з конкретних варіантів реалізації передню частину заготовки виготовляють із матеріалу, який має більш низьку межу міцності на розрив і більшу товщину, ніж матеріал задньої частини заготовки. Бажано, більша товщина передньої частини заготовки дозволяє їй витримувати більші зусилля, які передаються від передньої частини транспортного засобу під час лобового зіткнення. Бажано, більша товщина й більш низька міцність на розрив передньої частини 31 заготовки полегшують штампування складної форми передньої частини 31. Задній частині 33, яка відповідає задній частині заготовки, немає необхідності мати таку значну товщину, тому що вона не повинна витримувати такі високі зусилля, які передаються під час лобового зіткнення. Крім того, задня частина 33 має більш просту форму для штампування, ніж передня частина 31, і тому може виготовлятися з матеріалу, який має більш високу межу міцності на розрив і більш низьку здатність до формозміни. Шляхом розміщення матеріалу більшої товщини в передній частині заготовки, а матеріалу меншої товщини з більш високою межею міцності на розрив у задній частині заготовки, можна вигідно зменшити вагу тунелю 1, у

Зо той же час забезпечуючи гарну здатність до формозміни, гарні характеристики опірності до удару й гарні загальні характеристики жорсткості.

При штампуванні звареної "за викрійкою" заготовки, такої як описана вище заготовка, яка включає матеріали різної товщини й різної міцності на розрив, існує ризик того, що тріщини з'являться навколо області зварювання в самому слабкому матеріалі між двома згаданими матеріалами, оскільки зусилля, необхідне для формування частини заготовки більшої товщини, може перевищувати величину зусилля, яке може витримати частина заготовки меншої товщини без утворення тріщин. Одним із способів подолати ці труднощі є перевірка виконання наступної умови: в одному з конкретних варіантів реалізації тунель 1 виготовляють шляхом холодного штампування звареної "за викрійкою" заготовки, що має передню частину з матеріалу з більш низькою межею міцності на розрив і більшої товщини, ніж у матеріалу задньої частини заготовки, і, наприклад, добуток товщини передньої частини заготовки на межу текучості передньої частини заготовки менший або дорівнює добутку товщини задньої частини заготовки на межу міцності на розрив задньої частини заготовки. Бажано, при перевірці вищезгаданої умови максимальне навантаження для формування передньої частини заготовки, яка пов'язана з добутком товщини передньої частини заготовки на межу текучості передньої частини заготовки, менше або дорівнює максимально припустимому навантаженню для задньої частини заготовки щоб уникнути розтріскування, яке пов'язане з добутком товщини задньої частини заготовки на межу міцності на розрив задньої частини заготовки. Наприклад, тунель виготовляють зі звареної "за викрійкою" заготовки, яка має передню частину зі сталі з межею міцності на розрив не менше 980 МПа й товщиною 1,5 мм, а задню частину зі сталі, з межею міцності на розрив не менш 1180 МПа й товщиною 1,0 мм. У такому випадку передня частина заготовки має товщину 1,5 мм і межу текучості 550 МПа, задня частина заготовки має товщину 1,0 мм і межу міцності на розрив 1180 МПа. Добуток межі текучості на товщину передньої частини заготовки становить 825, що нижче, ніж добуток товщини на межу міцності на розрив задньої частини заготовки, який становить 1180 МПа.

В одному з конкретних варіантів реалізації тулоель 1 виконаний з катаної "за викрійкою" заготовки. Наприклад, тунель 1 виготовлений з катаної "за викрійкою" заготовки, яка має в передній частині заготовки більшу товщину, ніж в задній частині заготовки. Наприклад, передня частина заготовки має товщину 1,5 мм, а задня частина заготовки має товщину 1,0 мм.

Описаний вище тунель, який містить інтегрований елемент бічного посилення з канавкою, яка простягається щонайменше на ненульову довжину між передньою кінцевою точкою заднього нижнього контуру в напрямку до задньої частини транспортного засобу, і який простягається щонайменше на ненульову довжину між передньою кінцевою точкою заднього нижнього контуру в напрямку передньої частини транспортного засобу забезпечує перевагу запропонованого цільного тунелю з високою жорсткістю й високою опірністю до лобового зіткнення.

Інша перевага вищеописаного тунелю полягає в тому, що спосіб виготовлення згаданого тунелю включає єдину операцію формування без необхідності додаткового виготовлення й монтажу окремих елементів бічного посилення для формування закінченої конструкції тунелю.

Спосіб включає етап отримання заготовки. Спосіб додатково включає етап формування згаданої заготовки в тунель 1 способом холодного штампування.

В одному з варіантів спосіб включає етап отримання звареної "за викрійкою" заготовки, яка має щонайменше передню частину заготовки й задню частину заготовки. Спосіб додатково включає етап формування згаданої звареної "за викрійкою" заготовки в тунель 1 способом холодного штампування.

В одному з конкретних варіантів реалізації передня частина заготовки виготовлена зі сталі, яка має межу міцності на розрив не менше 980 МПа й товщину 1,5 мм, а задня частина заготовки виготовлена зі сталі, яка має межу міцності на розрив не менше 1180 МПа й товщину 1,О0мм.

В одному з варіантів реалізації спосіб включає етап отримання катаної "за викрійкою" заготовки, яка має щонайменше передню частину заготовки й задню частину заготовки. Спосіб додатково включає етап формування згаданої прокатаної "за викрійкою" заготовки в тунель 1 способом холодного штампування.

Потім тунель 1 інтегрують в іншу частину автомобільного транспортного засобу шляхом прикріплення його до кузова транспортного засобу, наприклад, за допомогою точкового зварювання з деталями, які його оточують.

Claims (18)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Зо

1. Тунель (1) для автомобільного транспортного засобу (2), який має вигляд цільної деталі і включає основну частину (3) тулелю й щонайменше один елемент (5) бічного посилення, розташований збоку від згаданої основної частини (3) тунелю, при цьому згадана основна частина (3) тунелю містить нижній контур (11) основної частини, який має: - задній нижній контур (17), який простягається, по суті, у поздовжньому напрямку до задньої частини транспортного засобу, - передній нижній контур (13), який простягається в напрямку до передньої частини транспортного засобу під додатнім кутом вверх не менше 20" відносно поздовжнього напрямку, - область (15) перегину, яка з'єднує передню кінцеву точку (16) заднього нижнього контуру із задньою кінцевою точкою (14) переднього нижнього контуру, і яка простягається в напрямку, орієнтованому під додатнім кутом вверх строго від 5" до 20" відносно поздовжнього напрямку, при цьому згаданий елемент (5) бічного посилення простягається щонайменше уздовж частини згаданого нижнього контуру (11) основної частини тунелю й містить жолобок (19), який простягається щонайменше уздовж частини його довжини, причому згаданий жолобок (19) містить: - внутрішню поздовжню стінку (21), яка межує щонайменше із частиною нижнього контуру (11) згаданої основної частини тунелю, - внутрішню вертикальну стінку (23), яка межує зі згаданою внутрішньою поздовжньою стінкою (21), - нижню поздовжню стінку (25), яка межує зі згаданою внутрішньою вертикальною стінкою (23), при цьому для всіх поперечних перерізів тунелю (1), які містять жолобок (19), згадана нижня поздовжня стінка (25) утворює площину, по суті, паралельну до внутрішньої поздовжній стінки (21) і розташовану нижче рівня згаданої внутрішньої поздовжньої стінки (21), - зовнішню вертикальну стінку (27), яка межує зі згаданою нижньою поздовжньою стінкою (25), - зовнішню поздовжню стінку (29), яка межує зі згаданою зовнішньою вертикальною стінкою (27), причому для всіх поперечних перерізів тунелю (1), які містять жолобок (19), згадана зовнішня поздовжня стінка (29) утворює площину, по суті, паралельну до нижньої поздовжньої стінки (25) і розташовану вище рівня згаданої нижньої поздовжньої стінки (25), при цьому згаданий жолобок (19) простягається уздовж довжини заднього нижнього контуру (17) бо від передньої кінцевої точки (16) заднього нижнього контуру в напрямку до задньої частини транспортного засобу, і при цьому згаданий жолобок (19) простягається уздовж довжини ділянки перегину (15) від згаданої передньої кінцевої точки (16) заднього нижнього контуру в напрямку до передньої частини транспортного засобу.

2. Тунель (1) за п. 1, який відрізняється тим, що містить два елементи (5) бічного посилення, розташовані по обидва боки від основної частини (3) тунелю.

3. Тунель (1) за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що жолобок (19) також простягається уздовж частини довжини переднього нижнього контуру (13).

4. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що жолобок (19) простягається уздовж усієї довжини заднього нижнього контуру (17).

5. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що жолобок (19) простягається уздовж усієї довжини області (15) перегину.

6. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що сума переднього внутрішнього об'єму жолобка (19) і внутрішнього об'єму перегину жолобка (19) перевищує 10 95 загального внутрішнього об'єму жолобка (19).

7. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-6, який відрізняється тим, що площа задньої поверхні жолобка (19) становить більше 70 95 співвідношення між заднім внутрішнім об'ємом жолобка (19) і задньою довжиною жолобка (19).

8. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що виконаний з матеріалу, який має межу міцності на розрив більше 900 МПа.

9. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-8, який відрізняється тим, що виготовлений способом холодного штампування сталевої заготовки, щонайменше частина якої має хімічний склад, що включає, в мас. 95: 0,15«5С«0,25, 1,4«Мп«2,6, 0,б«5і«1,5, 0,02«АЇск1,0, з 1,О«5іЖАЇ«к2,4, МЬ-О,05, Ст«0,5, Мо«0,5, інша частина є Ее і неминучими домішками, і яка має мікроструктуру, що містить від 10 до 20 95 залишкового аустеніту, решта - ферит, мартенсит і бейніт, і яка має межу міцності на розрив щонайменше 980 МПа.

10. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-8, який відрізняється тим, що виконаний способом холодного штампування сталевої заготовки, щонайменше частина якої має хімічний склад, що включає, в мас. 90: 013025, 2,0«Мп«3,0,1,2«5і«2,5, 0,02хАЇс1,0, з 1,22«5івАЇк2,5, МЬ-О,05, Ст«0,5, Мо«0,5, Ті«0,05, решта є Бе і неминучими домішками, і яка має мікроструктуру, що Зо містить від 8 до 15 95 залишкового аустеніту, решта - ферит, мартенсит і бейніт, причому сума фракцій мартенситу й бейніту складає від 70 до 92 95, і яка має межу міцності на розрив щонайменше 1180 МПа.

11. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що має вигляд підданої холодному штампуванню звареної заготовки, яка має щонайменше передню частину (31), що відповідає передній частині заготовки, і задню частину (33), що відповідає задній частині заготовки.

12. Тунель (1) за п. 1, який відрізняється тим, що товщина передньої частини заготовки більша, ніж товщина задньої частини заготовки.

13. Тунель (1) за п. 12, який відрізняється тим, що межа міцності на розрив передньої частини заготовки нижча, ніж межа міцності на розрив задньої частини заготовки.

14. Тунель (1) за п. 13, який відрізняється тим, що добуток товщини передньої частини заготовки на межу текучості передньої частини заготовки менший або дорівнює добутку товщини задньої частини заготовки на межу міцності на розрив задньої частини заготовки.

15. Тунель (1) за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що має вигляд підданої холодному штампуванню катаної заготовки.

16. Спосіб виготовлення тунелю (1) за пп. 1-10, який включає наступні етапи: - отримання заготовки та - формування заготовки в тунель (1) за допомогою холодного штампування.

17. Спосіб виготовлення тунелю (1) за будь-яким із пп. 11-14, який включає наступні етапи: - отримання звареної заготовки, яка має щонайменше передню частину заготовки й задню частину заготовки, і - формування звареної заготовки в тунель (1) за допомогою холодного штампування.

18. Спосіб виготовлення тунелю (1) за п. 15, який включає наступні етапи: - отримання катаної заготовки, яка має щонайменше передню частину заготовки й задню частину заготовки, - формування катаної заготовки в тунель (1) за допомогою холодного штампування.