[实用新型]一种用于功能定制的汽车变厚度、变截面前纵梁结构

说明书

本实用新型公开一种用于功能定制的汽车变厚度、变截面前纵梁结构，包括前纵梁内、外板，前纵梁内板包括第一前端翻边、上下侧翻边、圆柱压痕诱导结构、纵向加强筋、第一纵向小加强筋、刚度弱化区以及第一后端翻边，前纵梁外板包括第二前端翻边、横向诱导槽、第二纵向小加强筋以及第二后端翻边；前纵梁内板分成四个功能区域，每个功能区域对应一个等厚度区，相邻两个功能区域通过厚度过渡区实现连续过渡连接；功能区域A、B截面形状呈凹字型，功能区域C、D截面形状为单帽型。本实用新型能根据各功能区域结构特点，发挥不同的功能作用；还能充分利用前纵梁碰撞压溃区的变形空间，最大程度吸收碰撞能量，实现前纵梁最大程度的轻量化和耐撞性设计。

技术领域

本实用新型属于汽车前纵梁的结构设计领域，尤其涉及一种用于功能定制的汽车变厚度、变截面前纵梁结构。

背景技术

汽车前纵梁是整车碰撞工况中最重要的吸能部件和传力结构，前纵梁的吸能能力和变形模式决定了整车碰撞加速度响应的好坏以及乘员舱侵入量的大小。随着汽车轻量化和整车碰撞安全性法规的日趋严格，解决前纵梁的轻量化和耐撞性设计问题成为新的研究热点，前纵梁的结构轻量化和耐撞性设计主要包括优化前纵梁的厚度分布和截面形状两种途径。针对前纵梁厚度分布的设计问题，中国专利200820238454.2公开了一种分段式激光拼焊汽车前纵梁结构，包括纵梁前段、纵梁中段和纵梁后段，三者厚度依次呈递增趋势，这种前纵梁结构在满足碰撞安全性能的前提下，实现了轻量化设计。但是由于激光拼焊结构在焊缝位置存在厚度突变，会导致焊缝区域的碰撞变形模式稳定性较差，并且焊缝硬度通常比母材高2～3倍，零件制造成本随着焊缝数量的增加而增加，从而限制了激光拼焊前纵梁结构在汽车上的大规模推广应用。为克服激光拼焊结构焊缝位置性能突变的不足，中国专利 201310523023.6公开了一种连续变截面汽车前纵梁及其制备方法，该前纵梁包括纵前梁前段和前纵梁后段，二者的厚度依次呈递增趋势，并利用激光焊接、点焊工艺和粘接工艺实现前纵梁过渡区的厚度连续变化；然而，该前纵梁结构的厚度分布没有根据汽车前舱的总布置参数进行合理分段划分，容易导致在高速碰撞工况下传递到乘员舱的碰撞力过大、加速度峰值偏高以及防火墙侵入量过大等问题，不利于乘员安全。针对前纵梁结构的截面设计问题，中国专利201510942088.3公开了一种中央贯穿凹陷加强的前纵梁结构，中国专利 201510942103.4公开了一种三腔体多层焊接前纵梁，这些前纵梁结构可以有效改善传统截面的前纵梁变形不稳定的问题，并且在一定程度上提高了前纵梁的碰撞吸能能力，然而以上前纵梁结构的截面形状较为单一，没有根据前纵梁不同设计区域的功能需求设计相应合理的截面形式，导致前纵梁的碰撞吸能效率仍然较低。

尽管上述汽车前纵梁结构在一定程度上实现了前纵梁的轻量化和耐撞性设计，但仍无法充分利用碰撞压溃区的变形空间，并且会导致碰撞时传递到乘员舱的力过大、加速度峰值偏高等问题，不利于乘员的安全保护。

实用新型内容

为此，本实用新型结合汽车前舱的总布置边界条件以及前纵梁的实际变形特点，将其划分为4个功能区域，并利用连续变厚度柔性轧制技术，创新性的提出一种用于功能定制的汽车变厚度、变截面前纵梁结构；旨在充分利用前纵梁碰撞压溃区的变形空间，最大程度的吸收碰撞能量，实现对前纵梁最大化的轻量化和耐撞性设计。

本实用新型的技术方案是：