一种汽车后纵梁结构及制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种汽车后纵梁结构，其至少具有直梁段，所述直梁段为金属薄壁结构，所述后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁最前端的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，在所述后纵梁上至少有一个区域，其薄壁的厚度从所述第二厚度连续变化至所述第一厚度。本发明实施例还提供了一种汽车后纵梁制造方法。本发明在实现车身后纵梁结构的轻量化的同时，提高了后纵梁结构强度及结构吸能效率。
【专利说明】一种汽车后纵梁结构及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车身结构领域，特别是涉及一种汽车后纵梁结构及制造方法。
【背景技术】
[0002]在汽车车身前部主要结构中，后纵梁是最重要的吸能元件之一。在后面碰撞过程中，通过材料的塑性变形吸收碰撞动能,其吸能特性及变形模式直接决定了在后面碰撞过程中车身后部的结构变形，从而影响着后碰燃油系统的安全。对于后纵梁结构的设计需要遵循由后往前(车行方向由后往前)依次变大，从而保证在碰撞过程中合理的变形次序及良好的吸能效果。目前，汽车的轻量化已成为汽车工业发展的趋势，如何实现后纵梁结构的轻量化，并保证其结构碰撞性能以及满足刚度要求成为了一项挑战。
[0003]目前，对于后纵梁的结构设计，为了满足由后往前刚度依次增大的要求，通常后纵梁由前后两段通过等截面厚度不同的薄壁纵梁结构搭接，通过焊接组合在一起，如图1和图2所示，示出了现有的一种后纵梁的结构示意图。这种后纵梁通过后纵梁前段10和后纵梁后段12搭接而成，两者搭接的区域系通过焊点进行焊接固定，其中后纵梁前段10薄壁的厚度在大于后纵梁后段12薄壁的厚度。这种结构，在一定的程度上可以实现刚度的由后往前依次增加的设计要求，但是也存在很大的不足之处；
首先，后纵梁的刚度在搭接区域有较大的突变，该区域的刚度最大，故使后纵梁的刚度会出现先增大后减小的情况，容易造成应力集中以及刚度跳跃变化，不利于碰撞力的传递，从而影响后纵梁的强度及耐久特性；
并且该结构采用了搭接区，需要两段后纵梁重叠在一起，不利于后纵梁结构的轻量化。
[0004]另外，这种结构需要焊接工艺实现后纵梁的制造，同时后纵梁有两个件组成，也增加了模具数量及开模费用。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种汽车后纵梁结构及制造方法，既能实现车身后纵梁结构的轻量化，又能提高后纵梁结构强度及结构吸能效率。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面提供汽车后纵梁结构，其至少具有直梁段，所述直梁段为金属薄壁结构，所述后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁最前端的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，在所述后纵梁上至少有一个区域，其薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。
[0007]其中，所述区域为所述后纵梁整体，从所述后纵梁最前端到所述后纵梁最后端，其厚度从所述第二厚度均匀变化至所述第一厚度。
[0008]其中，所述后纵梁包括后纵梁后段以及后纵梁前段，所述后纵梁前段为所述薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度的区域，所述后纵梁后段的薄壁的厚度均为第一厚度。
[0009]其中，所述后纵梁包括后纵梁后段以及后纵梁前段，所述后纵梁后段为所述薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度的区域，所述后纵梁前段的薄壁的厚度均为第二厚度。
[0010]其中，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mnT2.5mm之间，且所述后纵梁一体成形。
[0011]其中，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形，且所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。
[0012]相应地，本发明实施例的另一方面，还提供一种汽车后纵梁的制造方法，包括如下步骤:
选择一块厚度为第二厚度的钢板，通过柔性轧制工艺使得所述钢板的至少一个区域厚度由前往后逐渐减至第一厚度；
对所述钢板进行冲压，形成一至少具有直梁段的后纵梁，所述直梁段为金属薄壁结构，使所述后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁最前端的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，在所述后纵梁上至少有一个区域，其薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。
[0013]其中，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mnT2.5mm之间。
[0014]其中，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形。
[0015]其中，所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。
[0016]实施本发明，具有如下的有益效果:
本发明的后纵梁结构中至少一个区域的薄壁从后到前其厚度逐渐变大，可以保证后纵梁结构刚度由后往前依次增大，满足后纵梁碰撞设计要求；
后纵梁结构在纵方向(长度方向)上的厚度及硬度平缓变化，并且不存在应力集中现象，具有很好的成形性能；
后纵梁结构一次成形，相对于现有的后纵梁形式，减少了焊接工序，提高了制造效率，且能保证工件表面的平整性、稳定性及完整性；
提高后纵梁的强度及结构吸能效率，提升汽车后面碰撞的安全性，保证各项安全指标满足汽车后面碰撞的法规标准；
实现后纵梁结构的轻量化，减重效果明显，经济效益突出，成本降低，节省资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是现有的一种汽车后纵梁的结构示意图；
图2是图1中的局部A的放大示意图；
图3是本发明一个实施例中汽车后纵梁结构示意图；
图4是本发明另一个实施例中汽车后纵梁结构示意图；
图5是图4中的局部B的放大示意图； 图6是本发明再一个实施例中汽车后纵梁结构示意图；
图7是图6中的局部C的放大示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]参见图3所示，示出了本发明一个实施例中一种汽车后纵梁结构示意图。其中，该汽车后纵梁结构，其后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度(tl)，其后纵梁最前端的薄壁的厚度为第二厚度(t2)，其中，该第二厚度(t2)大于第一厚度(tl)，后纵梁上至少有一个区域，其薄壁的厚度从第二厚度(t2)连续变化至第一厚度(tl)，具体地，在该实施例中，该后纵梁一体成形，该区域为后纵梁整体，即该后纵梁最前端到后纵梁最后端，其厚度从第二厚度(t2 )均匀变化至所述第一厚度(11)。在一个实施例中，该第一厚度(11)和第二厚度(t2)处于1.0mm?2.5mm之间。
[0021]其中，在该实施例中，汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型(向上开口的方框)，当可以理解的是，在其他的实施例中，该汽车后纵梁的直梁段的横截面可以矩形、圆形、椭圆形或菱形等。
[0022]其中，在该实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小；同样可以理解的，在其他的实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁的前端横截面的外周与后端横截面的外周可以相同。
[0023]如图4和图5所示，示出了本发明另一个实施例的汽车后纵梁结构。该实施例的汽车后纵梁结构与图3中示出的后纵梁结构的区别在于，该后纵梁包括后纵梁前段20以及后纵梁后端22，其中，后纵梁后段22为薄壁的厚度从第二厚度(t2)连续变化至第一厚度(tl)的区域，该后纵梁前段20的薄壁的厚度均为第二厚度(t2)。其中，第一厚度(tl)和第二厚度(t2)处于1.0mnT2.5mm之间，且后纵梁一体成形。其直梁段的横截面与前一实施相同，可以为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形，且该后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者该后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。
[0024]如图6和图7所示，示出了本发明再一个实施例的汽车后纵梁结构。该实施例的汽车后纵梁结构与图3中示出的后纵梁结构的区别在于，该后纵梁包括后纵梁前段20以及后纵梁后端22，其中，后纵梁前段20为薄壁的厚度从第二厚度(t2)连续变化至第一厚度(tl)的区域，该后纵梁后段的薄壁的厚度均为第一厚度(tl)。其中，第一厚度(tl)和第二厚度(t2)处于1.0mnT2.5mm之间，且后纵梁一体成形。其直梁段的横截面与前一实施相同，可以为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形，且该后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者该后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。
[0025]作为本发明的另一方面，还提供了一种后纵梁结构的制造方法，在一个实施例中，其包括如下步骤:
选择一块厚度为第二厚度(t2)的钢板，通过柔性轧制工艺使得该钢板的至少一个区域厚度由前往后逐渐减至第一厚度(tl)，其中，该第二厚度(t2)和第一厚度(tl)根据需要可选择处于1.0mnT2.5mm之间；
对该钢板进行冲压，形成一至少具有直梁段的后纵梁，该直梁段为金属薄壁结构，该后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度(tl)，后纵梁最前端薄壁的厚度为第二厚度(t2)，其中第二厚度(t2)大于第一厚度(tl)，且在该后纵梁上至少一个区域上其薄壁的厚度从第二厚度(t2 )连续变化至第一厚度(11)。
[0026]具体地，在一个实施例中，可以使该区域为该后纵梁整体，从该后纵梁最前端到该后纵梁最后端，其厚度从第二厚度(t2)均匀变化至第一厚度(tl)。
[0027]在另一个实施例中，可以使该后纵梁包括后纵梁后段以及后纵梁前段，使该后纵梁后段作为薄壁的厚度从第二厚度(t2)均匀变化至第一厚度(tl)的区域，使后纵梁前段的薄壁的厚度均为第一厚度(t2)。
[0028]在再一个实施例中，可以使该后纵梁包括后纵梁后段以及后纵梁前段，使该后纵梁前段作为薄壁的厚度从第二厚度(t2)均匀变化至第一厚度(tl)的区域，使后纵梁后段的薄壁的厚度均为第二厚度(tl)。
[0029]其中，在一个实施例中，可以将汽车后纵梁的直梁段的横截面冲压为类U型(向上开口的方框)，当可以理解的是，在其他的实施例中，该汽车后纵梁的直梁段的横截面可以被冲压成矩形、圆形、椭圆形或菱形等。
[0030]其中，在一个实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小(见图5所示)；同样可以理解的，在其他的实施例中，汽车后纵梁在直梁段，其后纵梁的前端横截面的外周与后端横截面的外周可以相同。
[0031]实施本发明，具有如下有益效果:
本发明的后纵梁结构至少一个区域的薄壁从后到前其厚度逐渐变大，可以保证后纵梁结构刚度由后往前依次增大，满足后纵梁碰撞设计要求；
后纵梁结构在纵方向(长度方向)上的厚度及硬度平缓变化，并且不存在应力集中现象，具有很好的成形性能；
后纵梁结构一次成形，相对于常见的后纵梁形式，减少了焊接工序，提高了制造效率，且能保证工件表面的平整性、稳定性及完整性；
提高后纵梁的强度及结构吸能效率，提升汽车后面碰撞的安全性，保证各项安全指标满足汽车后面碰撞的法规标准；
实现后纵梁结构的轻量化，减重效果明显，经济效益突出，成本降低，节省资源。
[0032]以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种汽车后纵梁结构，其特征在于，其至少具有直梁段，所述直梁段为金属薄壁结构，所述后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁最前端的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，在所述后纵梁上至少有一个区域，其薄壁的厚度从所述第二厚度连续变化至所述第一厚度。
2.如权利要求1所述的一种汽车后纵梁结构，其特征在于，所述区域为所述后纵梁整体，从所述后纵梁最前端到所述后纵梁最后端，其厚度从所述第二厚度均匀变化至所述第一厚度。
3.如权利要求1所述一种汽车后纵梁结构，其特征在于，所述后纵梁包括后纵梁后段以及后纵梁前段，所述后纵梁前段为所述薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度的区域，所述后纵梁后段的薄壁的厚度均为第一厚度。
4.如权利要求1所述一种汽车后纵梁结构，其特征在于，所述后纵梁包括后纵梁后段以及后纵梁前段，所述后纵梁后段为所述薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度的区域，所述后纵梁前段的薄壁的厚度均为第二厚度。
5.如权利要I至4任一项所述的汽车后纵梁结构，其特征在于，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mnT2.5mm之间，且所述后纵梁一体成形。
6.如权利要求5所述汽车后纵梁结构，其特征在于，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形，且所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。
7.一种汽车后纵梁的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 选择一块厚度为第二厚度的钢板，通过柔性轧制工艺使得所述钢板的至少一个区域厚度由前往后逐渐减至第一厚度； 对所述钢板进行冲压，形成一至少具有直梁段的后纵梁，所述直梁段为金属薄壁结构，使所述后纵梁最后端的薄壁的厚度为第一厚度，所述后纵梁最前端的薄壁的厚度为第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，在所述后纵梁上至少有一个区域，其薄壁的厚度从所述第一厚度连续变化至所述第二厚度。
8.如权利要7所述的汽车后纵梁制造方法，其特征在于，所述第一厚度和第二厚度处于1.0mm?2.5mm之间。
9.如权利要求7或8所述的汽车后纵梁制造方法，其特征在于，所述汽车后纵梁的直梁段的横截面为类U型、矩形、圆形、椭圆形或菱形。
10.如权利要求9所述汽车后纵梁制造方法，其特征在于，所述后纵梁在直梁段，其前端横截面的外周与后端横截面的外周相同，或者所述后纵梁其横截面的外周沿长度方向从前端向后端逐渐变小。
【文档编号】B23P15/00GK104249759SQ201310265192
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】王玉超, 曾繁林, 杨军, 杨志添 申请人:广州汽车集团股份有限公司