一种白车身桁架式轻量化保险杠总成的制作方法

本实用新型涉及一种白车身桁架式轻量化保险杠总成，属于汽车车身零部件结构设计领域，针对汽车前部碰撞能量吸收特性设计了一种白车身桁架式轻量化保险杠总成，采用空间桁架式结构设计技术及轻质材料混合应用技术，总成由桁架式复合材料保险杠横梁和桁架式钢质吸能盒构成，在保持与常规保险杠总成结构性能一致的情况下，实现了大幅降重。

背景技术：

白车身保险杠总成结构是由保险杠横梁和吸能盒构成的。在车辆发生正面碰撞时，保险杠横梁不能断裂，以保证整体结构稳定性的作用，这就要求其具有较高的抗弯特性。吸能盒需要具备较好的吸能特性，便于碰撞能量的耗散，并减轻其后部联接部件所受的冲击。常规的总成结构是由钢板经辊弯、冲压、焊接等工序制造而成的，为了保证其耐冲击性和可靠性，通常存在料厚冗余，存在着较大的降重空间。

本发明针对保险杠总成中保险杠横梁和吸能盒各自的功能特点，以结构稳定性和吸能性为导向，以提升材料的利用率为目标，采用空间桁架式结构设计技术及轻质材料混合应用技术，设计了由聚丙烯玻璃纤维、铝合金圆管、钢丝绳，经氧化树脂胶粘接而成的桁架式复合材料保险杠横梁，以及由低碳钢经线切割、冲压、焊接而成的桁架式钢质吸能盒；保险杠横梁和吸能盒相互连接构成了白车身桁架式轻量化保险杠总成，吸能盒顶端与“U”字形钢质薄板底板焊接，“U”字形钢质薄板开口处与横梁夹紧并焊接。其中，保险杠横梁结构具备良好的抗弯特性，吸能盒具备良好的吸能特性，且整体结构质量较同级别车型的零部件降低40%以上。类似的桁架式轻量化保险杠总成未出现在汽车车身零部件结构设计领域。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种白车身桁架式轻量化保险杠总成，其能够在车辆发生前部碰撞过程中有效地吸收碰撞能量，降低与其连接的其它部件所受到的冲击，由于采用轻质材料及桁架式设计，与传统工艺的保险杠总成结构相比，降重效果明显。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种白车身桁架式轻量化保险杠总成，其特征在于：保险杠横梁的上、下表面覆盖聚丙烯玻璃纤维，保险杠横梁的上、下表面之间有铝合金圆管作为骨架支撑，铝合金圆管之间布置有“Z”字形钢丝绳加固，“Z”字形钢丝绳的两端分别套入铝合金圆管中，保险杠横梁与铝合金圆管和“Z”字形钢丝绳之间通过氧化树脂胶固定连接，两个“几”字形钢架呈十字形互相堆叠在一起，“井”字形薄板横纵排列呈矩形网格，堆叠好的“几”字形钢架固定连接在“井”字形薄板上形成单层支架结构，单层支架结构逐层焊接成桁架式钢质吸能盒，桁架式钢质吸能盒的顶端通过“U” 字形钢质薄板与保险杠横梁左右两端固定连接，并与横梁内部骨架中相邻近的铝合金圆管的侧壁焊接在一起。

本实用新型的积极效果是其实现了性能驱动结构设计。利用保险杠横梁保持碰撞过程中保险杠结构的稳定性，防止断裂；利用桁架式钢质吸能盒增加材料利用率，提升吸能水平，并降低向车体部件传递的碰撞力。另外，大量轻质材料的应用和空间桁架式设计也显著地降低了整体重量，有利于车体结构的轻量化设计。保险杠横梁的外覆盖件和内部骨架的材料，骨架布置数量和方式，以及桁架式钢质吸能盒中“几”字形钢架顶部夹角，钢架结构的布置密度均可以根据不同承载功能进行全新优化设计，可用于设计车辆前部、后部及侧面碰撞防护装置，具有极好的扩展性和应用前景。

附图说明

图1为本实用新型在白车身上布置位置的示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的局部结构图。

图4为本实用新型的“几”字形钢架结构图。

图5为本实用新型的“井”字形薄板结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：如图1-5所示，一种白车身桁架式轻量化保险杠总成，其特征在于：保险杠横梁1的上、下表面覆盖聚丙烯玻璃纤维，保险杠横梁1的上、下表面之间有铝合金圆管2作为骨架支撑，铝合金圆管2之间布置有“Z”字形钢丝绳3加固，“Z”字形钢丝绳3的两端分别套入铝合金圆管2中，保险杠横梁1与铝合金圆管2和“Z”字形钢丝绳3之间通过氧化树脂胶4固定连接，两个“几”字形钢架5呈十字形互相堆叠在一起，“井”字形薄板6横纵排列呈矩形网格，堆叠好的“几”字形钢架5固定连接在“井”字形薄板6上形成单层支架结构，单层支架结构逐层焊接成桁架式钢质吸能盒，桁架式钢质吸能盒的顶端通过“U” 字形钢质薄板7与保险杠横梁1左右两端固定连接，并与横梁内部骨架中相邻近的铝合金圆管2的侧壁焊接在一起。

如图3中所示，聚丙烯玻璃纤维作为保险杠横梁1的表面覆盖件。用于承受压力的铝合金圆管2与用于承受拉力的“Z”字形钢丝绳3构成了保险杠横梁的骨架，“Z”字形钢丝绳3的两端分别套入铝合金圆管2中，利用氧化树脂胶4将保险杠横梁1与铝合金圆管2和“Z”字形钢丝绳3构成的保险杠骨架粘接在一起，即形成桁架式复合材料保险杠横梁。

如图4中所示，利用线切割和冲压工艺制造若干 “几”字形钢架5，根据搭接关系，一些“几”字形钢架顶部切割出凹槽，如图5所示，利用线切割工艺制造的“井”字形薄板6，若干“几”字形钢架相互搭接后，焊接于“井”字形薄板6上，形成单层支架结构，将单层支架结构逐层焊接成桁架式钢质吸能盒。

如图3中所示，桁架式钢质吸能盒顶端与“U” 字形钢质薄板7焊接，“U”字形钢质薄板开口部位夹紧桁架式复合材料保险杠横梁，并与横梁内部骨架中相邻近的铝合金圆管2的侧壁焊接在一起，实现桁架式复合材料保险杠横梁与桁架式钢质吸能盒的连接。