[发明专利]一种变截面变曲率闭口防撞梁及横梁制备方法

说明书

一种变截面变曲率闭口防撞梁，包括横梁和吸能盒，所述横梁的截形为闭合形状，横梁外侧面在xy平面投影为变曲率曲线，横梁由五段构成，横梁中部为中部段，中部段两侧对称连接过渡段，各过渡段分别连接对称设置的两个端部段，中部段曲率半径较大，过渡段的曲率半径自中部段至端部段逐渐减小，端部段的曲率半径较大或为直段，横梁的截形由中间至两端横梁的高度尺寸逐渐减小，横梁的宽度尺寸逐渐增加。本发明所述防撞梁能够更好的满足MPDB及小偏置碰法规工况，具有更高的Y向跨度，更高的材料强度，更好的变形模式，较传统热成型冲压防撞梁和组合式防撞具有更好的一致性及轻量化优势。本发明创造性的提出了一种变截面变曲率闭口热成型防撞梁制备方法。

技术领域

本发明涉及一种汽车安全部件及制备方法，特别是变截面变曲率闭口防撞梁及所述防撞梁的横梁制备方法，属汽车技术领域。

背景技术

汽车正面碰撞事故会给乘坐人员带来了巨大的损失。2021年版C-NCAP推出MPDB法规，规定测试车与碰撞台车各以50km/h相对速度，以50％的车身重叠率相撞，在考察自身乘员保护的同时，进一步考察对壁障车的侵略性，即考察碰撞的相容性。此外2018年中保研(C-IASI)推出极具挑战性的小偏置碰法规(SOB)，规定测试车以64km/h速度正面撞击重叠率仅为25％的固定壁障，考察了一种发生率及死亡率很高的事故形态。为了达到MPDB法规要求，需要前碰撞系统与壁障车有更大的接触面积以及足够的总体刚度；同时为了满足SOB法规要求，需要增加碰撞系统端部接触面积，尽可能增加碰撞吸能，减小对乘员舱的冲击。防撞梁作为前防撞系统起到防护作用的主要结构在正面碰撞中起到了举足轻重的作用，为了满足MPDB及SOB法规的要求，需要尽可能增加横梁的y向及z向的跨度，同时尽可能提升横梁中部区域的抗弯性能。

现有技术存在下列问题：1、等曲率辊压防撞梁受材料及工艺的影响，曲率很难做到很大，考虑到汽车前缘造型的影响，y向跨度较小，SOB实验中与固定壁障接触面积较小，起到的阻挡作用有限。变曲率辊压防撞梁较等曲率辊压防撞梁，横梁外弧面端部弯折角度有所增加，进而增加横梁y向跨度，但受到材料性能和成型工艺的限制，很难应用到超高强钢(抗拉大于1000Mpa级别材料)，同时端部截形采用同等截形也压缩了吸能盒空间，导致碰撞吸能降低，因此很难满足SOB和MPDB法规。2、专利CN111468584A，提出的一种用于制备防撞主梁的模具、防撞主梁的制备方法及防撞梁。所述防撞梁采用圆管进行热气胀的成型方式进行制备，防撞梁表面平整度较差很难保证与安装件的匹配，此外对于内凹特征精度更加难以控制，除此之外本专利所述防撞梁采用直圆管热气胀成型方法，由于材料减薄的考虑，很难实现防撞梁在x方向的大曲率变形。3、专利CN109229042A，提出的一种辊压防撞梁端部增加冲压件与之通过螺栓连接，防撞梁总体实现变曲率变截面防撞梁形式，但端部增加了额外的结构，需要增加冲压或焊接工艺，成本较高，与此同时组合防撞梁带来了防撞梁一体性较差，易碰撞开裂。4、现阶段超高强度热成型钢制防撞梁，通常采用开口截形横梁达到曲率和截面的变化，开口截形横梁较难达到封闭截面横梁的抗弯性能。此外，有些开口防撞梁为了满足SOB及MPDB法规要求需大幅度增加料厚，或者需增加额外的钣金结构与之组成封闭断面的组合式防撞梁，上述类型的防撞梁均大幅度增加了自身的质量，同时组合式防撞梁还导致模具投入的增加并且防撞梁一体性较差，易在连接处开裂等诸多问题。

发明内容

本发明针对现有技术问题，提出了一种变截面变曲率闭口防撞梁及横梁制备方法，所述防撞梁的横梁能够实现横梁外弧面变曲率，最大程度的增加了横梁Y向跨度，有利于小偏置碰法规的通过；所述方法创造性的提出了先辊压后热气胀的工艺方法最终实现了高强度的变曲率变截面闭口热成型防撞梁制备。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：