专利名称：多层钣金搭接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车身钣金搭接技术领域，更具体地说，涉及一种多层钣金搭接结构。
背景技术：
在底板总成、侧围总成和白车身总成中，有许多地方会出现四层板搭接的情况。图1揭示了四层板搭接的示意图。图中的四层板分别用数字1、2、3和4标记，用虚线框表示需要进行四层搭接的区域。四层板搭接处按照理论设计是需要进行四层板焊接，即在四层板的三个接触面上都进行焊接。但按照现有的焊接技术水平，四层板焊接技术尚无法满足钣金搭接要求。因此，在现有的操作中，都需要对四层板中的一部分进行切割以形成间隙，从而避免出现四层板焊接的状况。
实用新型内容本实用新型旨在提出一种能够避免四层板焊接的多层钣金搭接结构。根据本实用新型的一实施例，提出一种多层钣金搭接结构，包括相互焊接的第一层板、第二层板、第三层板和第四层板；第二层板的底面与第四层板的顶面焊接，第二层板的顶面与第一层板的底面焊接；第三层板的底面与第四层板的顶面焊接，第三层板的顶面与第一层板的底面焊接；第二层板与第三层板之间留有间隙。在一个实施例中，第二层板与第四层板、以及第二层板与第一层板之间为点焊，第二层板与第四层板的焊点和第二层板与第一层板的焊点互相对齐，形成第一点焊位置。在一个实施例中，第三层板与第四层板、以及第三层板与第一层板之间为点焊，第三层板与第四层板的焊点和第三层板与第一层板的焊点互相对齐，形成第二点焊位置。在一个实施例中，第一点焊位置和第二点焊位置分布在间隙的两侧。第一点焊位置和第二点焊位置与间隙的距离相等。本实用新型提出的多层钣金搭接结构一方面可以避免四层板焊接，另一方面可以提高多层钣金搭接中的方向性和可靠性。
本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过
以下结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:图1揭示了四层板搭接的示意图。图2揭示了多层钣金搭接的第一种实施方案。图3揭示了多层钣金搭接的第二种实施方案。图4揭示了进行模拟测试的钣金材质的应力应变曲线。图5a和图5b揭示了多层钣金搭接的两种实施方案的模拟碰撞测试能量变化曲线。
具体实施方式
如上面所述的，由于目前四层板焊接技术还不成熟，在遇到涉及四层板的多层钣金搭接时，在钣金搭接顺序不可调整的情况下，通常需要在部分板上进行局部切口以避免出现四层搭接的情况。由于四层板的板层数较多，选择哪一层的板进行切口有多种选择，切口的位置和搭接的方式又有多种选择，这就造成了多层搭接方式的随意性。本实用新型旨在对几种最常见的多层搭接方式进行比较，以提出最优的多层搭接方式，以引导车辆的多层钣金搭接设计向着有利于汽车结构碰撞性能的方向发展。图2和图3揭示了多层钣金搭接中最常见的两种搭接方案。在图2和图3中，四层板分别用数字101、102、103和104标记。图2所示的第一种实施方案中对位于中间的第二层板和第三层板保留间隙以避免四层焊接，在其他的位置均是三层焊接:第一层、第二层和第四层三层焊接，或者第一层、第三层和第四层三层焊接。图3所示的第二种实施方案中对位于上层的第一层板保留间隙以避免四层焊接。第二层板和第三层板在第一层板的间隙处搭接。第二种实施方案中几种不同的三层焊接:第一层、第二层和第四层的三层焊接，第二层、第三层和第四层的三层焊接，或者第一层、第三层和第四层的三层焊接。借助CAE工具，在计算机中对两种实施方案进行模拟测试。首先在CATIA中建立上述二种实施方案的几何模型。钣金外轮廓尺寸均取150mmX 15mm。基于几何模型在HYPERMESH中建立有限元模型，钣金壳单元尺寸取ImmX Imm,材料为弹塑性材料，密度为7850Kg/m3,弹性模量为210MPa，泊松比为0.3，应力应变曲线参考图4，图4是进行模拟测试的钣金材质的应力应变曲线。图5a和图5b揭示了多层钣金搭接的两种实施方案的模拟碰撞测试能量变化曲线。其中图5a揭示了第一种实施方案的模拟碰撞测试能量变化曲线，图5b揭示了第二种实施方案的模拟碰 撞测试能量变化曲线。进行模拟碰撞测试的方式如下:焊点采用截面直径为6mm的梁单元模拟，约束钣金两端所有节点的六个自由度，以直径20mm高15mm、质量为2Kg的刚性圆柱体以初始速度3.6Km/h撞击各个截面模型，刚性圆柱体与钣金之间接触类型为自动面面接触，钣金之间设置自动单面接触，碰撞分析时间为15ms，求解器采用LS-DYNA970。碰撞过程中两种实施方案的能量变化曲线见图5a和图5b，其中沙漏能(hourglass energy)均小于总能量的5%,总能量保持不变,说明模型计算结果可信,在图5a和图5b中，横轴表示时间，纵轴表示能量。图中的曲线A表示动能(Kinetic Energy)、曲线B表示内能(Internal Energy)、曲线C表示总能量(Total Energy)、曲线D表示沙漏能(Hourglass Energy)。表I揭示了两种实施方案的模拟碰撞测试的仿真结果。表I
权利要求1.一种多层钣金搭接结构，其特征在于:包括相互焊接的第一层板、第二层板、第三层板和第四层板； 第二层板的底面与第四层板的顶面焊接，第二层板的顶面与第一层板的底面焊接； 第三层板的底面与第四层板的顶面焊接，第三层板的顶面与第一层板的底面焊接； 第二层板与第三层板之间留有间隙。
2.如权利要求1所述的多层钣金搭接结构，其特征在于:第二层板与第四层板、以及第二层板与第一层板之间为点焊，第二层板与第四层板的焊点和第二层板与第一层板的焊点互相对齐，形成第一点焊位置。
3.如权利要求2所述的多层钣金搭接结构，其特征在于:第三层板与第四层板、以及第三层板与第一层板之间为点焊，第三层板与第四层板的焊点和第三层板与第一层板的焊点互相对齐，形成第二点焊位置。
4.如权利要求3所述的多层钣金搭接结构，其特征在于:所述第一点焊位置和第二点焊位置分布在间隙的两侧。
5.如权利要求4所述的多层钣金搭接结构，其特征在于:所述第一点焊位置和第二点焊位置与间隙的距离相等。
专利摘要本实用新型解释了一种多层钣金搭接结构，包括相互焊接的第一层板、第二层板、第三层板和第四层板；第二层板的底面与第四层板的顶面焊接，第二层板的顶面与第一层板的底面焊接；第三层板的底面与第四层板的顶面焊接，第三层板的顶面与第一层板的底面焊接；第二层板与第三层板之间留有间隙。本实用新型提出的多层钣金搭接结构一方面可以避免四层板焊接，另一方面可以提高多层钣金搭接中的方向性和可靠性。
文档编号B62D25/00GK202966440SQ201220678609
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者高冬, 乔淑萍, 李天兵 申请人:上海大众汽车有限公司