[发明专利]一种连续变截面汽车前纵梁及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车前纵梁的设计领域，更具体的涉及一种连续变截面汽车前纵梁及其制备方法。

背景技术

汽车前纵梁是车身的重要安全结构件，要求有很强的吸能性，以满足汽车正面碰撞与前偏置碰撞法规，减少前舱的侵入量，实现对驾乘人员保护。纵梁前部与保险杠吸能盒连接，后部与底板纵梁连接，形成一个连续的前碰撞载荷传递路径。根据功能不同，前纵梁前部要求较易变形，尽可能多地吸收碰撞能量，后部则要求有高的刚度和承载能力，起到支撑前舱，减少前舱的变形，保护驾乘人员的安全。现有技术中的汽车前纵梁通常包括两种结构和设计方法，一种方式是整个汽车前纵梁采用同材质、等厚度的钢板冲压，这种汽车前纵梁的制备工艺相对简单、利于成形，且能够保证纵梁后部有较大的刚性和强度，但是为保证纵梁后部强度要求整体设计选材较厚，这样便不利于纵梁前部碰撞时的变形吸能，更不利于纵梁整体设计的轻量化；另一种汽车前纵梁的常见设计结构如现有专利CN200820238454.2所示的分段拼焊式汽车前纵梁，包括分别冲压成形的纵梁前段、纵梁中段、纵梁后段，所述纵梁前段、纵梁中段、纵梁后段通过拼焊的形式连成一个整体，并且从纵梁前段、纵梁中段到纵梁后段的材料厚度逐渐增厚，且纵梁三段分别采用满足不同功能要求的不同材料板材拼焊而成，这种前纵梁结构在满足车身安全的前提下，能够实现利用小模具进行零件加工，降低了制造难度且节约了成本，同时纵梁前段的吸能区采用较簿的板材有利于碰撞时的变形吸能，且能够实现车身的轻量化，但是这种采用拼焊连接的分段式纵梁结构会在板坯上增加焊缝，而且各段间焊缝处的厚度存在突变，往往导致整体成形工艺控制难度大、质量控制要求高、工艺报废率高等问题。

发明内容

本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种全新的汽车前纵梁结构及其制备方法，综合现有两种汽车前纵梁制备工艺的优点，提出一种连续变截面的汽车前纵梁结构，取代现有的纵向分段拼焊结构，将前纵梁由近似对称的内板和外板沿延伸纵向焊接成封闭的型腔结构，且内外板厚度从前纵梁后部到前部连续变化，这样通过内外板材厚度与纵梁结构的连续变化、材料的合理选用，即保证了纵梁前部高的碰撞吸能性能、纵梁后部高的刚性强度，又创新利用焊接技术降低了纵梁整体的制造难度，节约了成本，从而整体实现了汽车前纵梁的轻量化，提高了汽车的安全性。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种连续变截面汽车前纵梁，所述前纵梁是由内板4和外板5沿纵向延伸方向连接而形成的中空型腔结构，并包括位于前纵梁前部的吸能区1、位于前纵梁后部的支撑区3和连接所述吸能区与支撑区的过渡区2，所述吸能区1的板材厚度小于所述支撑区3的板材厚度，所述过渡区2的板材厚度沿纵向延伸方向呈光滑梯形分布，从吸能区1的板材厚度连续均匀地过渡到支撑区3的板材厚度。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中所述内板4和外板5采用同一材料制备并具有近似对称结构，且沿对称边相互焊接在一起。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中所述内板4和外板5焊接连接，且内板4和外板5之间在吸能区和过渡区采用激光焊接连接，内板4和外板5之间在支撑区采用点焊或点焊与胶结复合方式连接。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中所述吸能区1的板材厚度为1.5-2.5mm，所述支撑区3的板材厚度为1.8-3.0mm，所述过渡区2的长度为70-100mm，过渡区的厚度从吸能区连续均匀过渡至支撑区。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中所述吸能区1的板材厚度为1.8mm，所述支撑区3的板材厚度为2.2mm，所述过渡区2的板材厚度从1.8mm光滑均匀地过渡至2.2mm。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中所述前纵梁的吸能区和过渡区的横截面为八边形结构，所述八边形的上下正侧面边长为50-80mm，左右正侧面边长为80-120mm，四个斜边的边长为50-80mm。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中进一步在所述吸能区1和过渡区2上设置有若干吸能筋6，且吸能区的吸能筋分布密度大于过渡区。

进一步的根据本发明所述的连续变截面汽车前纵梁，其中所述前纵梁的吸能区和过渡区的横截面为八边形结构，且在吸能区和过渡区的八个面上交错分布有吸能筋，位于四个正侧面上的吸能筋与位于四个斜面上的吸能筋相互交错分布，位于某一面上的吸能筋尺寸自前纵梁前端往后由大到小分布。