CN107804375A - 前部梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种前部梁结构，该结构包括：第一横梁，第一横梁的第一端与第一主梁相连接，第一横梁的第二端与过渡梁相连接，过渡梁的两端分别与第一主梁和辅梁相连接，其中，辅梁与第一主梁相对设置。本发明中，通过增设第一横梁可以分解中部主梁碰撞力，而这些力会传递到顶盖部位，进而减少给乘员舱人员造成的伤害；第一横梁的增加使第一横梁的左右形成两个三角区域，第一横梁与第一主梁的连接的位置可以位于连接梁所在的直线上，即三角区域前端与连接梁形成一条直线，进而可以增加车身的扭转刚度，提高了车身的扭转性能；此外，通过增设第二横梁和第三横梁可以进一步增加车身的扭转刚度，进一步保证驾驶员的人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种前部梁结构。
背景技术
作为性能要求严格的今天，无论是碰撞性能还是刚强度性能，都是衡量一辆车性价比的评价指标之一。然而电动车发展的时代来临，轻量化就尤为重要，怎样进行轻量化结构设计，并且保证车辆的性能，是目前我们重点讨论并且探究的。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种前部梁结构，旨在提升车辆的碰撞性能。
本发明提出了一种前部梁结构，该结构包括：第一横梁，第一横梁的第一端与第一主梁相连接，第一横梁的第二端与过渡梁相连接，过渡梁的两端分别与第一主梁和辅梁相连接，其中，辅梁与第一主梁相对设置。
进一步地，上述前部梁结构中，第一横梁的第二端与过渡梁相焊接。
进一步地，上述前部梁结构中，第一横梁与过渡梁的连接点为第一焊接点，辅梁与过渡梁的连接点为第二焊接点，第一焊接点在过渡梁上的第一焊接长度等于第二焊接点在过渡梁上的第二焊接长度，并且，第一焊接长度为第一焊接点与第二焊接点之间距离的1/3。
进一步地，上述前部梁结构中，第一主梁的一侧连接有连接梁，并且，连接梁与第一横梁分别连接于第一主梁的两侧；第一横梁与第一主梁的连接的位置位于连接梁所在的直线上。
进一步地，上述前部梁结构中，过渡梁与辅梁的夹角为82°-87°。
进一步地，上述前部梁结构中，第一横梁与过渡梁的夹角为60°-65°。
进一步地，上述前部梁结构中，还包括：第二横梁，第二横梁的第一端与辅梁相连接，第二横梁的第二端与第一主梁相连接。
进一步地，上述前部梁结构中，第二横梁与第一横梁相平行。
进一步地，上述前部梁结构中，第二横梁的轴线与第一横梁的轴线呈31°-62°的夹角设置。
进一步地，上述前部梁结构中，还包括：第三横梁，第三横梁的第一端与第一横梁相连接，第三横梁的第二端与第二横梁相连接。
进一步地，上述前部梁结构中，第一横梁、第二横梁和第三横梁的材质均为铝合金，铝合金包含0.1～0.55wt％的铜、0.1～0.27wt％的锰、0.7～1.27wt％的镁、0.1～0.36wt％的锌、0.035～0.35wt％的铬、0.01～0.05wt％的锆、0.09～0.2wt％的钛、0.3～0.75wt％的硅、0.35～0.8wt％的铁和余量的铝以及不可避免的杂质。
进一步地，上述前部梁结构中，铝合金包含0.15～0.5wt％的铜、0.1～0.25wt％的锰、0.8～1.25wt％的镁、0.3wt％的锌、0.04～0.35wt％的铬、0.15wt％的钛、0.4～0.7wt％的硅、0.7wt％的铁和余量的铝以及不可避免的杂质。
本发明中，通过增设第一横梁可以分解中部主梁碰撞力，而这些力会传递到顶盖部位，进而减少给乘员舱人员造成的伤害；第一横梁的增加使第一横梁的左右形成两个三角区域，第一横梁与第一主梁的连接的位置可以位于连接梁所在的直线上，即三角区域前端与连接梁形成一条直线，进而可以增加车身的扭转刚度，提高了车身的扭转性能；此外，通过增设第二横梁和第三横梁可以进一步增加车身的扭转刚度，进一步保证驾驶员的人身安全。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的第一横梁在整车状态下的示意图；
图2为本发明实施例提供的前部梁结构中，第一横梁的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的前部梁结构在整车状态下的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本领域技术人员应当理解，车身骨架包括：第一主梁2、第二主梁8、辅梁4、过渡梁3和连接梁5，其中，辅梁4和第二主梁8分别设置于第一主梁2的两侧，并且，辅梁4位于第一主梁2的上方，第二主梁8设置于第一主梁2的下方，过渡梁3的两端分别与辅梁4和第一主梁2相连接，连接梁5的两端分别与第一主梁2和第二主梁8相连接。
参见图1和图2，图中示出了本实施例提供的前部梁结构中，第一横梁的优选结构。如图所示，该结构包括：第一横梁1，第一横梁1的材质可以为铝合金材质，例如铝合金6061牌号；第一横梁1的第一端(图2所示的下端)与第一主梁2采用铝合金MIG相焊接，第一横梁1的第二端(图2所示的上端)与过渡梁3也可以采用铝合金MIG相焊连。具体实施时，第一横梁1的尺寸可以为35mm×35mm×2.0mm。
当车辆受到前碰撞力的时候，传统车辆的力的传递分别是：第一主梁2中部占前部碰撞力的55％，该部分力直接继续传递至乘员舱，这样就很容易对乘员舱造成侵入，甚至会严重伤害到乘员舱乘员的生命危险；而增设了本实施例提供的第一横梁1的车辆的力的传递分别是：第一主梁2占前部碰撞力的55％，辅梁4占前碰撞力的15％，第二主梁8占前部碰撞力的30％，中部主梁9向后传递力只有34％，第一横梁1将分解中部主梁9的5％，而这5％的前部碰撞力会传递到顶盖部位，进而减少给乘员舱人员造成的伤害。
上述实施例中，第一横梁1与过渡梁3的连接点为第一焊接点，辅梁4与过渡梁3的连接点为第二焊接点，第一焊接点在过渡梁3上的第一焊接长度等于第二焊接点在过渡梁3上的第二焊接长度，并且，第一焊接长度为第一焊接点与第二焊接点之间距离的1/3。例如，第一焊接点与第二焊接点之间的距离为15mm，则第一焊接长度和第二焊接长度均为5mm，即焊料的长度为5mm，两个焊料之间的距离为5mm。
为了使第一横梁1更好的与车身骨架进行连接，第一横梁1与过渡梁3的夹角α可以为60°-65°，此外，过渡梁3与辅梁4的夹角β可以为82°-87°。第一横梁1与第一主梁2的夹角γ可以为152°，γ的补角可以为28°，由于γ的补角已经突破焊接极限值，所以该角不可焊接，。
上述实施例中，第一主梁2的一侧连接有连接梁5，并且，连接梁5与第一横梁1分别连接于第一主梁2的两侧。第一横梁1的增加使第一横梁1的左右形成两个三角区域，第一横梁1与第一主梁2的连接的位置可以位于连接梁5所在的直线上，即三角区域前端与连接梁5形成一条直线，进而可以使车身的扭转刚度增加5％。
参见图3，上述各实施例中，还可以包括：第二横梁6和第三横梁7。第二横梁6的第一端(图2所示的上端)可以与辅梁4相连接，第二横梁6的第二端(图2所示的下端)可以与第一主梁2相连接。具体实施时，第二横梁6可以与第一横梁1相平行，或者，第二横梁6的轴线可以与第一横梁1的轴线呈31°-62°的夹角设置。第三横梁7的第一端(图2所示的右端)可以与第一横梁1的中部相焊接，第三横梁7的第二端(图2所示的左端)可以与第二横梁6的中部相焊接。通过第二横梁6和第三横梁7可以进一步增加车身的扭转刚度，进一步保证驾驶员的人身安全。
第二横梁6和第三横梁7的材质均可以与第一横梁1的材质相同，即均为铝合金。铝合金可以包含0.1～0.55wt％的铜、0.1～0.27wt％的锰、0.7～1.27wt％的镁、0.1～0.36wt％的锌、0.035～0.35wt％的铬、0.01～0.05wt％的锆、0.09～0.2wt％的钛、0.3～0.75wt％的硅、0.35～0.8wt％的铁和余量的铝以及不可避免的杂质。该合金可以按照如下步骤制备：将各金属元素按照配比熔炼，采用直接急冷铸造方法，浇注成铸锭，其中，铸锭引铸速度为在40-55mm/min，铸锭头部水流速为750～850m3/h，铸锭尾部水流速为2000～3000m3/h，中间铸锭水流速逐步增加。然后，在350-450℃下热处理退火2-5小时，热处理退火后，在350～450℃下进入轧机热轧，终轧温度为310-340℃，热轧最终厚度为1-3mm，再在330-360℃下退火1-5小时再冷轧；在200-300℃退火1-3小时即可得到该合金。
具体实施时，铝合金可以包含0.15～0.5wt％的铜、0.1～0.25wt％的锰、0.8～1.25wt％的镁、0.3wt％的锌、0.04～0.35wt％的铬、0.15wt％的钛、0.4～0.7wt％的硅、0.7wt％的铁和余量的铝以及不可避免的杂质。该铝合金可以直接从市场上购买或者以本领域技术人员所熟知的工艺制备，本实施例在此不再赘述。
综上，本实施例中，通过增设第一横梁可以分解中部主梁碰撞力，而这些力会传递到顶盖部位，进而减少给乘员舱人员造成的伤害；第一横梁的增加使第一横梁的左右形成两个三角区域，第一横梁与第一主梁的连接的位置可以位于连接梁所在的直线上，即三角区域前端与连接梁形成一条直线，进而可以增加车身的扭转刚度，提高了车身的扭转性能；此外，通过增设第二横梁和第三横梁可以进一步增加车身的扭转刚度，进一步保证驾驶员的人身安全。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种前部梁结构，其特征在于，包括：
第一横梁(1)，所述第一横梁(1)的第一端与第一主梁(2)相连接，所述第一横梁(1)的第二端与所述过渡梁(3)相连接，所述过渡梁(3)的两端分别与所述第一主梁(2)和辅梁(4)相连接，其中，所述辅梁(4)与所述第一主梁(2)相对设置。
2.根据权利要求1所述的前部梁结构，其特征在于，
所述第一横梁(1)的第二端与所述过渡梁(3)相焊接。
3.根据权利要求2所述的前部梁结构，其特征在于，
所述第一横梁(1)与所述过渡梁(3)的连接点为第一焊接点，所述辅梁(4)与所述过渡梁(3)的连接点为第二焊接点，所述第一焊接点在所述过渡梁(3)上的第一焊接长度等于所述第二焊接点在所述过渡梁(3)上的第二焊接长度，并且，所述第一焊接长度为所述第一焊接点与所述第二焊接点之间距离的1/3。
4.根据权利要求1所述的前部梁结构，其特征在于，
所述第一主梁(2)的一侧连接有连接梁(5)，并且，所述连接梁(5)与所述第一横梁(1)分别连接于所述第一主梁(2)的两侧；
所述第一横梁(1)与所述第一主梁(2)的连接的位置位于所述连接梁(5)所在的直线上。
5.根据权利要求1所述的前部梁结构，其特征在于，
所述过渡梁(3)与所述辅梁(4)的夹角为82°-87°。
6.根据权利要求1所述的前部梁结构，其特征在于，
所述第一横梁(1)与所述过渡梁(3)的夹角为60°-65°。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的前部梁结构，其特征在于，还包括：
第二横梁(6)，所述第二横梁(6)的第一端与所述辅梁(4)相连接，所述第二横梁(6)的第二端与所述第一主梁(2)相连接。
8.根据权利要求7所述的前部梁结构，其特征在于，
所述第二横梁(6)与所述第一横梁(1)相平行。
9.根据权利要求7所述的前部梁结构，其特征在于，
所述第二横梁(6)的轴线与所述第一横梁(1)的轴线呈31°-62°的夹角设置。
10.根据权利要求8或9所述的前部梁结构，其特征在于，还包括：
第三横梁(7)，所述第三横梁(7)的第一端与所述第一横梁(1)相连接，所述第三横梁(7)的第二端与所述第二横梁(6)相连接。
11.根据权利要求10所述的支撑框架，其特征在于，
所述第一横梁、所述第二横梁(6)和所述第三横梁(7)的材质均为铝合金，所述铝合金包含0.1～0.55wt％的铜、0.1～0.27wt％的锰、0.7～1.27wt％的镁、0.1～0.36wt％的锌、0.035～0.35wt％的铬、0.01～0.05wt％的锆、0.09～0.2wt％的钛、0.3～0.75wt％的硅、0.35～0.8wt％的铁和余量的铝以及不可避免的杂质。
12.根据权利要求11所述的支撑框架，其特征在于，所述铝合金包含0.15～0.5wt％的铜、0.1～0.25wt％的锰、0.8～1.25wt％的镁、0.3wt％的锌、0.04～0.35wt％的铬、0.15wt％的钛、0.4～0.7wt％的硅、0.7wt％的铁和余量的铝以及不可避免的杂质。
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