双梯度强度客车立柱结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种客车结构，特别是涉及一种双梯度强度客车立柱结构。
【背景技术】
[0002]道路客运发展迅速，客运车辆已成为我国公民出行的主要交通工具之一，因此客运车辆事故是特大交通事故的主体，占特大事故总数的70%，而侧翻是客车事故中最严重的交通事故，容易造成大的交通伤亡。因此如何最大程度的提高客车侧翻性能已成为研究的重点。
[0003]客车发生侧翻碰撞时，首先是侧围着地发生变形，整个侧翻过程中，客车侧围骨架的闭环结构是主要的吸能部件，而侧围中变形最大的是立柱。因此客车闭环结构中的立柱设计是客车侧翻安全性能设计的重点。
[0004]目前一般的客车侧围设计都是对侧围结构和尺寸进行改进，如添加强度板，尺寸加厚等都会增加客车重量，不利于燃油经济性。并且其对提高客车侧翻安全性能的效果不是很理想。客车在侧翻过程中侧围顶端先着地，客车立柱从上至下所受力矩逐渐增大。因此为保证客车侧围受力均匀和较小的发生变形，开发出一种双梯度强度客车立柱结构，立柱从上至下强度递增，与客车侧翻时立柱不同位置所受不同大小的力匹配，使立柱整体刚度增强;现有的客车闭环结构在侧翻碰撞时，各部件的吸能效果都不理想。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种隔音、隔热的效果好且更加舒适、安全的双梯度强度客车立柱结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:
[0007]本实用新型是一种双梯度强度客车立柱结构，由纵向梯度强度立柱和横向填充梯度密度泡沫材料组成;所述的纵向梯度强度立柱由两块梯度强度L型板在顶部对角焊接而成，形成门字型框架;所述的横向填充梯度密度泡沫材料沿梯度强度L型板的长度方向贴合在梯度强度L型板内侧壁上;所述的横向填充梯度密度泡沫材料由多层泡沫材料构成，各层泡沫材料依次叠合在一起且通过工业胶水粘接，各层泡沫材料的密度从远离纵向梯度强度立柱的内侧(靠近生存空间)向靠近纵向梯度强度立柱的外侧呈梯度增加。
[0008]所述的纵向梯度强度立柱的屈服强度屈服是自上而下逐渐变大，呈梯度变化。
[0009]所述的纵向梯度强度立柱的屈服强度从上至下分为十个强度递增的区间。
[0010]所述的纵向梯度强度立柱每层屈服强度变化区间为:第一层屈服强度变化区间为200?300Mpa，第二层屈服强度变化区间为300?400Mpa，第三层屈服强度变化区间为400?500Mpa，第四层屈服强度变化区间为500?600Mpa。第五层屈服强度变化区间为600?700Mpa，第六层屈服强度变化区间为700?800Mpa，第七层屈服强度变化区间为800?900Mpa，第八层屈服强度变化区间为900?100Mpa，第九层屈服强度变化区间为1000?IlOOMpa，第十层屈服强度变化区间为1100?1200Mpa。[0011 ]所述的横向填充梯度密度泡沫材料由五层泡沫材料构成。
[0012]所述的横向填充梯度密度泡沫材料的密度为:第一层泡沫材料密度为200KG/m3，第二层泡沫材料密度为300KG/m3，第三层泡沫材料密度为400KG/m3，第四层泡沫材料密度为500KG/m3，第五层泡沫材料密度为600KG/m3。
[0013]采用上述结构后，由于本实用新型由纵向梯度强度立柱和横向填充梯度密度泡沫材料组成，横向填充梯度密度泡沫材料沿梯度强度L型板的长度方向贴合在梯度强度L型板内侧壁上，能保证客车在侧翻过程中，客车闭环结构关键部件立柱的碰撞力和对应位置的强度相匹配，使客车侧围各部件受力更加均匀，更有利于卸载外面的冲击载荷，避免了客车侧围发生过大的塑性变形。此外，本实用新型的横向填充梯度密度泡沫材料增强了立柱刚度，并使客车侧翻时更稳定的吸能，降低二次碰撞时的伤亡。同时泡沫材料还起到隔音、隔热的效果，提高客车的侧翻安全性和舒适性能。
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的轴测图；
[0016]图2是本实用新型的立体分解图；
[0017]图3是图1沿A-A线的剖视图；
[0018]图4为本实用新型纵向梯度强度立柱每层屈服强度变化区间的示意图；
[0019]图5为本实用新型横向填充梯度密度泡沫材料的轴测图；
[0020]图6为本实用新型横向填充梯度密度泡沫材料的横截面图；
[0021 ]图7为本实用新型应用于客车的闭环结构示意图；
[0022]图8为ECE-R66法规规定的客车侧翻示意图；
[0023]图9为未采用双梯度强度立柱结构前客车的侧翻仿真示意图；
[0024]图10为采用了双梯度强度立柱结构后的客车侧翻仿真示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图1-图3所示，本实用新型是一种双梯度强度客车立柱结构，由纵向梯度强度立柱I和横向填充梯度密度泡沫材料2组成。
[0026]所述的纵向梯度强度立柱I由两块梯度强度L型板11、12在顶部对角焊接而成，形成门字型框架。所述的纵向梯度强度立柱I的屈服强度不同位置的屈服强度不是一个定值，而是自上而下(即:从顶围横梁位置至底架横梁位置)逐渐变大，呈梯度变化，从上至下分为十个强度递增的区间。结合图4所示，所述的纵向梯度强度立柱I每层屈服强度变化区间为:第一层屈服强度变化区间为200?300Mpa，第二层屈服强度变化区间为300?400Mpa，第三层屈服强度变化区间为400?500Mpa，第四层屈服强度变化区间为500?600Mpa。第五层屈服强度变化区间为600?700Mpa，第六层屈服强度变化区间为700?800Mpa，第七层屈服强度变化区间为800?900Mpa，第八层屈服强度变化区间为900?100Mpa，第九层屈服强度变化区间为1000?IlOOMpa,第十层屈服强度变化区间为1100?1200Mpa。
[0027]所述的梯度强度L型板11、12采用热冲压成型工艺加工而成，首先将常温下的L型硼合金钢板加热到880?950°C，使之均匀奥氏体化，然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成型，最后快速冷却，将奥氏体转变为马氏体，使冲压件得到硬化，大幅度提高强度。冷却时控制梯度强度L型板11、12不同位置的冷却速度，使得梯度强度L型板11、12不同位置的强度可控，且逐渐呈梯度变化。所述的梯度强度L型板11、12强度分成10层，两块梯度强度L型板11、12从顶围横梁(图4中对应IA位