一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构和车辆的制作方法

1.本发明公开了一种轻量化车身结构，属于车身结构技术领域，具体公开了一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构和车辆。


背景技术：

2.车载炮是近年来发展非常迅速的一种常规武器，目前国内多使用重型底盘作为大口径火炮运载机动平台，如履带式或轮式装甲车。近年来，为适应军用车辆的高机动性需求，车载炮开始使用轻型中型越野车底盘，但目前市场上轻型中型越野车驾驶室由于不能抵抗大口径火炮带来的高温高压冲击波造成的影响，导致火炮炮口必须远离驾驶室，只能局限于向后射击，这种方式准备时间长、灵活性差，火力覆盖范围小。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构和车辆，其不仅结构简单，而且解决了轻型中型越野车驾驶室由于不能近距离抵御大口径火炮高温高压冲击波循环冲击的难题，具有较好推广使用价值。
4.本发明公开了一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构，其包括外部蒙皮和内部骨架，所述内部骨架作为结构框架与所述外部蒙皮贴合，所述内部骨架包括两个沿车身宽度方向间隔布置的顶盖骨架和一个后围骨架，所述后围骨架的上端中部设置有u形槽，两个顶盖骨架之间设置有两个沿车身长度方向间隔布置的悬梁骨架，两个悬梁骨架均为u形，位于车身方向前端的悬梁骨架的深度小于位于车身方向后端的悬梁骨架，所述的外部蒙皮包括两个顶盖蒙皮和一个后围蒙皮，所述顶盖蒙皮焊接于所述顶盖骨架，所述后围蒙皮焊接于所述后围蒙皮上，两个顶盖蒙皮之间设置有斜面蒙皮，所述斜面蒙皮的宽度大于等于火炮炮管的直径，所述斜面蒙皮沿车身长度反向从前向后逐渐向下倾斜，所述斜面蒙皮一端与前风窗蒙皮固接、另一端与后围骨架的有u形槽固接，所述斜面蒙皮与所述顶盖蒙皮通过连接蒙皮固接。
5.在本发明的一种优选实施方案中，所述顶盖骨架为三角形网状梁式结构，每个连接梁的截面形状为几字形。
6.在本发明的一种优选实施方案中，所述后围骨架为三角形网状梁式结构，每个连接梁的截面形状为几字形。
7.在本发明的一种优选实施方案中，所述内部骨架包括左/右侧围骨架，车门的门洞处设有密封梁，车门与左/右侧围蒙皮组成内外板空腔结构。
8.在本发明的一种优选实施方案中，所述内部骨架包括前风窗骨架、顶盖骨架、后围骨架、左/右侧围骨架，所述前风窗骨架、所述顶盖骨架、所述后围骨架、所述左/右侧围骨架的材料均为高强度马氏体钢，所述前风窗骨架、所述顶盖骨架、所述后围骨架、所述左/右侧围骨架与所述外部蒙皮采用点焊和mag焊双重连接。
9.在本发明的一种优选实施方案中，所述顶盖蒙皮和后围蒙皮上设置有向外冲压三
角形凸筋。
10.在本发明的一种优选实施方案中，所述顶盖蒙皮沿车身方向的长度大于所述斜面蒙皮、所述后围蒙皮沿沿车身方向的长度，所述顶盖蒙皮焊缝隐藏在顶盖蒙皮下方。
11.在本发明的一种优选实施方案中，所述外部蒙皮包括左/右侧围蒙皮，所述左/右侧围蒙皮在车门周围设置挡流板。
12.在本发明的一种优选实施方案中，所述的外部蒙皮和内部骨架的表面均涂装耐火涂料。
13.本发明还公开了一种车辆，其包括耐炮火高温高压的轻量化车身结构。
14.本发明的有益效果是：本发明提供的一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构优点在于车身具有超高的刚强度其，根据火炮发射工况的特点，上车身(包括前风窗、顶盖、左/右侧围、后围)离炮口较近,是受火炮压力波冲击最严重的区域，整个上车身选用材料屈服强度均在1000mpa以上，对于顶盖和后围外部蒙皮，相对于传统梯形凸筋，本发明冲压三角形凸筋既可以增大蒙皮面刚度，又可以有效导流火炮压力波，降低火炮影响。对于顶盖和后围内部骨架，相对于车辆传统横梁或横纵梁结构，本发明采用的三角形网状梁式结构可以有效降低火炮压力波带来的应变。上车身内部骨架和外部蒙皮点焊和mag焊双重连接的方案保证了焊点的连接强度；进一步的，本发明针对火炮发射工况的特点，外部蒙皮采用双面满焊，避免火炮压力波从焊缝处渗透。侧围设有密封梁和挡流板，提高车门门洞密封性，减少火炮压力波从车门处渗透。顶盖凹槽等重点部位焊缝隐藏式设计，避免这些部位焊缝外露受到火炮压力波直接冲击，提高连接可靠性；进一步的，本发明提供的一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构还具有轻量化和耐火的优点，在设计初期，依据越野道路载荷拓扑计算和火炮发射工况应变能计算，将骨架布置在车身薄弱部位，有效的轻量化车身重量。车身整体涂装耐火涂料，避免炮火高温导致油漆变质、脱色；进一步的，本发明与现有技术相比，本发明解决了轻型中型越野车驾驶室由于不能近距离抵御大口径火炮高温高压冲击波循环冲击的难题，具有较好推广使用价值。
附图说明
15.图1是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的驾驶室正面立体示意图；
16.图2是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的内部骨架立体示意图；
17.图3是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的顶盖纵向剖视图；
18.图4是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的后围垂向剖视图；
19.图5是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的右侧围b柱垂向断面图(带车门)；
20.图6是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的驾驶室背面立体示意图；
21.图7是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的顶盖凹槽处垂向剖面图；
22.图8是本发明一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构的驾驶室左侧面示意图。
具体实施方式
23.下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分
实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
24.本发明公开了一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构，其包括外部蒙皮1和内部骨架2，外部蒙皮1包括前风窗蒙皮a1、顶盖蒙皮b1、后围蒙皮c1、左/右侧围蒙皮d1、地板蒙皮e1、机舱蒙皮f1等部分，内部骨架2包括前风窗骨架a2、顶盖骨架b2、后围骨架c2、左/右侧围骨架d2、地板骨架e2、机舱骨架f2，内部骨架2作为结构框架与外部蒙皮1贴合，内部骨架2包括两个沿车身宽度方向间隔布置的顶盖骨架b2和一个后围骨架c2，后围骨架c2的上端中部设置有u形槽，两个顶盖骨架b2之间设置有两个沿车身长度方向间隔布置的悬梁骨架b21，两个悬梁骨架b21均为u形，位于车身方向前端的悬梁骨架b21的深度小于位于车身方向后端的悬梁骨架b21，的外部蒙皮1包括两个顶盖蒙皮b1和一个后围蒙皮c1，顶盖蒙皮b1焊接于顶盖骨架b2，后围蒙皮c1焊接于后围蒙皮c1上，两个顶盖蒙皮b1之间设置有斜面蒙皮b11，斜面蒙皮b11的宽度大于等于火炮炮管的直径，斜面蒙皮b11沿车身长度反向从前向后逐渐向下倾斜，斜面蒙皮b11一端与前风窗蒙皮a1固接、另一端与后围骨架c2的有u形槽固接，斜面蒙皮b11与顶盖蒙皮b1通过连接蒙皮b13固接，连接蒙皮b13与斜面蒙皮b11构成一个用于非战斗状态下放置火炮炮管的楔型槽。
25.优选地，顶盖骨架b2为三角形网状梁式结构，每个连接梁的截面形状为几字形。
26.优选地，后围骨架c2为三角形网状梁式结构，每个连接梁的截面形状为几字形。
27.优选地，内部骨架2包括左/右侧围骨架d2，左/右侧围骨架d2为冲压板件，车门3的门洞处设有密封梁d21，车门3与左/右侧围蒙皮d1组成内外板空腔结构。
28.优选地，内部骨架2包括前风窗骨架a2、顶盖骨架b2、后围骨架c2、左/右侧围骨架d2，前风窗骨架a2、顶盖骨架b2、后围骨架c2、左/右侧围骨架d2的材料均为高强度马氏体钢，前风窗骨架a2、顶盖骨架b2、后围骨架c2、左/右侧围骨架d2与外部蒙皮1采用点焊和mag焊双重连接。
29.优选地，顶盖蒙皮b1和后围蒙皮c1上设置有向外冲压成形的三角形凸筋b12、三角形凸筋c11。
30.优选地，顶盖蒙皮b1沿车身方向的长度大于斜面蒙皮b11、后围蒙皮c1沿沿车身方向的长度，顶盖蒙皮b1焊缝隐藏在顶盖蒙皮b1下方。
31.优选地，外部蒙皮1包括左/右侧围蒙皮d1，左/右侧围蒙皮d1在车门1周围设置挡流板d11。
32.优选地，的外部蒙皮1和内部骨架2的表面均涂装耐火涂料。
33.本发明的优点在于车身具有超高的刚强度，其根据火炮发射工况的特点，上车身(包括前风窗、顶盖、左/右侧围、后围)离炮口较近,是受火炮压力波冲击最严重的区域，整个上车身选用材料屈服强度均在1000mpa以上。对于顶盖和后围外部蒙皮，相对于传统梯形凸筋，本发明冲压三角形凸筋既可以增大蒙皮面刚度，又可以有效导流火炮压力波，降低火炮影响。对于顶盖和后围内部骨架，相对于车辆传统横梁或横纵梁结构，本发明采用的三角形网状梁式结构可以有效降低火炮压力波带来的应变。上车身内部骨架和外部蒙皮点焊和mag焊双重连接的方案保证了焊点的连接强度；
34.本发明针对火炮发射工况的特点，外部蒙皮采用双面满焊，避免火炮压力波从焊缝处渗透。侧围设有密封梁和挡流板，提高车门门洞密封性，减少火炮压力波从车门处渗
透。顶盖凹槽等重点部位焊缝隐藏式设计，避免这些部位焊缝外露受到火炮压力波直接冲击，提高连接可靠性。
35.本发明还具有轻量化和耐火的优点，在设计初期，依据越野道路载荷拓扑计算和火炮发射工况应变能计算，将骨架布置在车身薄弱部位，有效的轻量化车身重量。车身整体涂装耐火涂料，避免炮火高温导致油漆变质、脱色；
36.与现有技术相比，本发明提供的一种耐炮火高温高压的轻量化车身结构，解决了轻型中型越野车驾驶室由于不能近距离抵御大口径火炮高温高压冲击波循环冲击的难题，具有较好推广使用价值。
37.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。