[发明专利]一种变厚度汽车顶盖中横梁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车零部件设计和制造领域，特别涉及一种变厚度汽车顶盖中横梁及其制造方法。

背景技术

汽车顶盖中横梁横向支撑于顶盖下方，并连接于车身左右侧围之间，主要起加强顶盖强度和固定内部零部件的作用。顶盖中横梁设计断面通常呈“W”型，梁和顶盖采用膨胀胶连接，可以对顶盖局部刚度起到加强左右。顶盖中横梁主要承受顶压、侧碰和滚翻时的压力，其对顶盖强度、整车碰撞、整车扭转刚度都起着重要作用。为提高整车性能，通常会设计较强的汽车顶盖中横梁，并保证顶盖厚度足够大。

而同时随着汽车保有量的增加，环境问题为汽车厂商和汽车用户所关注，汽车轻量化是节能环保的有效措施，也是汽车技术发展的必然趋势。在汽车顶盖中横梁上如何实现其结构轻量化，同时保证其在结构刚性及碰撞性能要求成为一大挑战。

目前汽车顶盖中横梁的厚度分布为不变厚度，依据顶盖中横梁主要承受顶压、侧碰和滚翻时的压力的承载特点，依据材料力学的理论，这种等厚度的梁结构在受力时，结构本体材料在受载过程中将会有相当部分的材料不会对机构的整体力学性能有贡献，因此，按本案公开的设计方案及其制造方法，采用一种新型设计原理，成为变厚度分布，达到结构最佳轻量化效果。

在目前的汽车车身上，顶盖中横梁通常采用金属材料经过冷冲压、辊压或热冲压等方式进行加工成几字形或W形等形式，再与车身顶盖通过胶接以及侧围B柱焊接等方式连接在一起。

中国专利公告号203974962U公开了一种两端厚中间薄的车顶横梁结构，端部厚度为1.0～1.2毫米，中部厚度为0.6～0.8毫米，且三个区域的长度比例为3:4:3。但是没有涉及零件的截面形状、零件的设计依据和零件板料的制造方法等。

中国专利公告号CN202320517U的专利涉及了一种不变厚度的顶盖中横梁结构，它突出了横梁本体边缘为非对称的波浪状“几”字结构，“几”字结构平面上设有挤胶凹槽，横梁本体中部在长度方向上设有横穿横梁的加强筋，其在满足强度、刚度的前提下，能够节约材料降低成本。由这种边界呈“几”字结构外形的顶盖中横梁和反“L”型片状结构的侧连接板组成的整体结构，结构合理，通用性良好，形成的闭环梁结构更好的解决了汽车B柱与顶盖连接点强度刚度不足的问题，并且有效引导了侧碰力。

由于顶盖在受载顶压、侧碰或翻滚受压时的承载特点，既要考虑避免横截面的平直结构以便增加零件的刚度和强度，又对其两端位置的抗变形的性能特别关注。采用上述已公开的结构进行顶盖中横梁的设计，将均不会反映车顶中横梁的真实承载特点和由此应该采取的结构和设计对策。这种不变截面和厚度的顶盖中横梁相对本发明中的顶盖中横梁，从结构和材料上均为过剩设计，直接浪费原材料的使用量，同时增加了汽车的自重，不利于节油的同时，增大了材料使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变厚度汽车顶盖中横梁及其制造方法，通过零件沿着车身Y轴方向不同厚度设计达到汽车顶盖中横梁对碰撞、顶压等安全性的要求，同时可以实现零件的轻量化设计。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种变厚度汽车顶盖中横梁，其中，所述顶盖中横梁本体为薄壁结构，依次包括本体左段、左过渡段、本体中段、右过渡段及本体右段；所述本体左段、本体右段与汽车侧围B柱相连接，该段为等厚结构；所述左过渡段、右过渡段为连续变厚度结构，其厚度从两端厚区向本体中段的薄区逐渐减小；所述本体中段厚度为顶盖中横梁本体中最薄。

优选的，所述本体左、右段厚度为1.0～3.0mm。

优选的，所述本体中段厚度为0.6～2.0mm。

优选的，所述顶盖中横梁本体左右段长度方向为150～400mm。

优选的，所述顶盖中横梁本体结构截面为几字形或W字形。

优选的，所述顶盖中横梁本体结构材质为金属材料或非金属材料。所述金属材料包括钢质材料、铝合金或镁合金；非金属材料包括碳纤维的复合材料。

进一步，所述顶盖中横梁本体左段、左过渡段、本体中段、右过渡段及本体右段为一体成形结构。

由于汽车在受到侧向碰撞、顶压和侧翻时，为保证车身安全性能，对顶盖横梁两端和侧围连接位置强度和刚度要求较高，如强度不够会导致侧碰时侧向侵入量增大，同时在顶压、侧翻受压时，垂直方向变形量较大，因此设计顶盖横梁两端厚度较大，同时非承载区的中间部分厚度较小，保证连接强度的同时，最大限度的实现轻量化。

根据该原理，本发明汽车顶盖中横梁的结构包括一个顶盖中横梁本体，薄壁结构，共连续分成五段，包括本体左段、左过渡段、本体中段、右过渡段及本体右段。