本发明属于薄壁梁设计及制造领域，特别涉及一种薄壁梁变形引导结构。在不增加结构重量和制造难度的前提下可显著加强轴向承载、引导薄壁梁发生稳定褶皱变形。
背景技术：
汽车车身结构几乎都是由薄壁金属件构成，它们除了作为外覆盖件及承载件外，受到强烈撞击时，会发生塑性变形，这一过程伴随着撞击能量的吸收，因此薄壁结构件又作为一种有效的撞击能量吸收装置。薄壁梁结构能够有效地起到承载和减重的作用，作为汽车正面碰撞中主要的变形吸能结构，它的变形方式对整车的碰撞变形具有重要影响。薄壁梁结构在正面碰撞工况中发生稳定的褶皱变形，是实现碰撞加速度设计目标和成员安全的保证。
为了使薄壁梁发生稳定的褶皱变形，可在薄壁梁结构上设计变形引导结构。目前，比较常见的变形引导结构为变形引导槽(如图1所示)，设置于薄壁梁体的壁板上，一般都是横贯梁体壁板的规则浅槽。变形引导槽虽然可以有效引导薄壁梁的变形，但降低了薄壁结构的轴向载荷。为提高薄壁梁的轴向载荷，可在薄壁梁结构中加入梁中截面约束板(如图2所示)，通过强化局部约束强制梁的变形模式，加强薄壁梁的轴向刚度。但是，梁中截面约束板会显著增加结构重量、提高制造难度和成本，应用较为有限。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种薄壁梁引导结构，解决了传统引导结构降低轴向载荷、增加结构重量、成本高等问题。可以有效引导薄壁梁结构发生稳定的褶皱变形。
一种薄壁梁变形引导结构，包括薄壁梁1、加热区2、未加热区3。沿着薄壁梁1的轴向，加热区2与未加热区3交替分布，加热区2和未加热区3的数量均大于2个，每段加热区2和未加热区3的沿薄壁梁1轴向的宽度为3-200mm，加热区2沿着薄壁梁1轴线对称分布；加热区2的强度f2大于未加热区3的强度f3，即f2>f3。
沿着薄壁梁1的轴向，每段加热区2的宽度相同，每段未加热区3的宽度相同。
在加热区2与轴线垂直的截面上，加热区2连续分布，截面上每段加热区2沿着薄壁梁1轴线对称分布。
上述薄壁梁变形引导结构的制备方法，具体步骤如下：
1、将薄壁梁1以恒定速度v通过加热装置4，速度v的范围为1-20m/min；
2、加热装置4为感应加热装置，经导电体6与电源5相连，通过间断导通电源5的方式间断加热运动的薄壁梁1，感应电流i为5-300a，在薄壁梁1上交替的形成加热区2和未加热区3；
3、通过加热装置4间断加热后的薄壁梁1，浸入冷却介质7中；
4、待薄壁梁1冷却后取出，将薄壁梁1烘干，完成制备。
步骤3所述的冷却介质7为水、油或者空气。
本发明中，加热区2通过加热装置4加热后迅速浸入冷却介质7中，获得强度更高的局部强化区。这种加热区2与未加热区3交替分布的薄壁梁1结构，具备了沿轴向软、硬区域相间分布的结构特点。薄壁梁1受到轴向载荷或者冲击后，可引导结构发生稳定的褶皱变形。与变形引导槽结构不同的是，本发明所述的薄壁梁1结构并未降低轴向承载能力。
本发明的优点在于：该薄壁梁1结构可有效引导薄壁梁1结构发生稳定的褶皱变形，并且不降低轴向载荷、不增加薄壁梁1重量、便于工业化生产。
附图说明
图1为薄壁梁变形引导槽结构示意图。其中，薄壁梁1，变形引导槽8。
图2为薄壁梁截面约束板结构的示意图。其中，薄壁梁1，截面约束板9。
图3为本发明实施例中薄壁梁结构示意图。其中，薄壁梁1，加热区2，未加热区3。
图4位本发明实施例中薄壁梁结构制备方法示意图。其中，薄壁梁1，加热区2，未加热区3，加热装置4，电源5，导电体6，冷却介质7。
具体实施方式
如图3-图4所示：
一种薄壁梁1变形引导结构，包括薄壁梁1、加热区2、未加热区3。沿着薄壁梁1的轴向，加热区2与未加热区3交替分布，加热区2沿着薄壁梁1轴线对称分布；加热区2的强度f2大于未加热区3的强度f3，即f2>f3。
本实施例中，薄壁梁1的材质为2mm厚的低合金高强钢hc260la。薄壁梁1长度为480mm，截面为边长80mm的正方形。沿着薄壁梁1的轴向，每段加热区2的宽度为48mm，每段未加热区的宽度为48mm。在加热区2与轴线垂直的截面上，加热区2轴向连续分布。
本实施例中，薄壁梁1变形引导结构的制作方法，具体步骤为：
1、将薄壁梁1以一定速度v通过加热装置4。本实施例中所使用的加热装置4为感应加热装置，加热装置4通过导电体6与电源5相连接。本实施例中，速度v为8m/min。
2、通过间断开、断电源5的方式，加热装置4间断的加热运动的薄壁梁1，在薄壁梁1上交替的形成加热区2和未加热区3。当电源5打开时，形成加热区2；在电源5断开时，形成未加热区3。本实施例中，采用的感应电流是130a。
3、通过加热装置4加热后的加热区2，浸入冷却介质7中。本实施例中，采用的冷却介质7为水。
4、待薄壁梁1在冷却介质7水中冷却后取出；将薄壁梁1烘干，制备完成。
本实施例中，通过上述方法，制备的薄壁梁1，未加热区3抗拉强度为350～430mpa，加热区2抗拉强度为600～900mpa。
本发明所述的薄壁梁1变形引导结构可以单独使用，也可以和薄壁梁变形引导槽、薄壁梁截面约束板等其它结构组合使用，发挥各自优势。