CN206187117U - 一种应用不同规格减振复合板的车身结构及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用不同规格减振复合板的车身结构及汽车，减振复合板包括：第一板体和与第一板体平行的、位于第一板体下方的第二板体，两板体之间设置有阻尼材料；车身结构包括：地板总成，地板总成采用等厚复合、强度差异的两板体形成的减振复合板制成；设置于车轮外侧的轮罩，轮罩采用强度差异、厚度不同但材质相同的两板体形成的减振复合板制成；与地板总成连接的前围板、后围板，前围板、后围板采用同材质或者不同材质的两板体形成的减振复合板制成；以及通风盖板，通风盖板采用材质不同且厚度差异的两板体形成的减振复合板制成。本实用新型通过减振复合板零件的应用，可实现整车结构优化，提升整车舒适性和竞争力。

Description

一种应用不同规格减振复合板的车身结构及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种应用不同规格减振复合板的车身结构及汽车。

背景技术

轻量化、高性能、低能耗和安全舒适是汽车工业发展的必然趋势，但随着轻量化技术的发展及轻质车身结构的应用，在提高汽车动力性和燃油经济性的同时，也随之带来了车身振动增加、车内噪声等级特别是低频结构噪声提高的劣势。与传统增加减振隔声附件相比，应用具有减振隔音优势的多功能兼容性材料——减振复合钢板，不失为一种重要的工程解决方案，该方案不但可以实现性能提升、***优化及轻量化，还具有通过目标优化实现成本控制的潜在优势。

减振复合板(钢板)由上下两层高强度约束金属板(钢板)夹一层高分子阻尼材料构成，其应用形式为在振动和噪声场合替代金属板材进行零部件的开发。减振复合钢板的金属单层面板厚度介于(0.3～2.0)mm之间，阻尼层厚度介于(25～150)μm之间，其结构如图1所示。

金属板材的成形性是实现冲压零部件制备可行的重要保障，对于具有“三明治”多层结构的减振复合钢板，在厚度方向上为非均一的连续体，而是存在性能突变层，使多层材料厚度方向上应力分布不均；且因上下层钢板的弯曲半径不同，使中间层中产生一个剪切力，导致上下面板产生错动；使零部件的成形精度降低，影响零件的可靠耐久性能。同时因减振复合钢板单层面板厚度为所替代金属板材厚度的一半，导致复合材料成形性能降低，刚度下降。

其中，减振复合板(钢板)与普通金属板(钢板)的成形特性及差异分析如下：通过埃里克森杯突试验来分析金属板材在特定成形条件下的应力、应变和变形情况，分析对比减振复合板与普通金属板材的异同及主要问题点。对于普通金属板在平面应力下发生变形，其破坏形式主要是以拉应力为主导时的拉伸失稳(颈缩直至开裂)，试样的主要变形环节为弯曲变形、杯突形成、环状颈缩并产生破裂。对应的力学过程主要分为四个变形阶段：弹性弯曲、塑性弯曲、薄板伸张和开裂。

对于基板厚度相同的减振复合板(钢板)的力学过程与普通钢板基本相同，但因“三明治”式多层结构在厚度方向上为非均一的连续体，而是存在性能突变层，使其不能作为整体发生连续变形；同时由于中间层的变形传递过程中存在变形能的消耗作用和变形滞后现象，因此导致在杯突试验过程中减振复合板(钢板)杯突值介于单层钢板和相同基板厚度的传统钢板之间，且存在上下层钢板开裂不同步的现象。

对于减振复合板(钢板)的变形过程，随着载荷的增加，因上下层钢板的弯曲半径不同，使中间层中产生一个剪切力，导致上下面板产生错动，最大错动量与单层面板与中间层相对厚度相关，且表层钢板厚度越大，或中间层厚度越大，错动量也越大。减振复合板(钢板)成形过程中上下面板的错动，影响零部件成形精度及零部件质量的稳定性。

减振复合板(钢板)在厚度方向上的应力不均匀分布现象，使上下面板力学性能不同，导致上下层钢板的成形条件差异大。通常条件下因变形能传递过程中阻尼层吸收消耗，导致上层钢板裂纹出现滞后于下层钢板。对于成形幅面尺寸大、形状复杂的零部件，易引起零件成形质量下降、废品率高等问题。

进一步的，减振复合板(钢板)与普通钢板的减振降噪的效果差异分析如下：

当声波在传播途径中遇到屏障物时，由于介质特性阻抗的变化，使部分声能被屏障物反射，部分被屏障物吸收转化为热能耗散掉，只有一部分声能可以穿过屏障物透射到另一空间中。普通钢板与减振复合板(钢板)的隔声减振效果如图2a和图2b所示，因此由隔声原理可得：Ii＝Ir+Iα+It，其中：Ii为入射声能；Ir为反射声能；Iα为吸收转化声能；It为透射声能；减振复合板(钢板)与普通钢板厚度相比增加了粘弹性阻尼层厚度(单层钢板厚度为普通钢板厚度一半)。对比隔声原理公式(1)及两种材料结构可知，入射声能Ii和反射声能Ir均相等，两种材料吸收转化声能Iα存在明显不同，减振复合板(钢板)除板体本身的声能吸收效果外，减振复合板(钢板)因其多层结构和材料特性具有额外减振吸能效果。其主要原理为在材料特性阻抗突变界面声能台阶式显著下降和高分子材料的高阻尼特性，最终实现减振复合板(钢板)的吸收转化声能大幅增加，透射声能It显著减小。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用不同规格减振复合板的车身结构及汽车，实现在相同配置条件下优化整车结构，提升整车舒适性和竞争力。

本实用新型提供一种应用不同规格减振复合板的车身结构，减振复合板包括：第一板体和与所述第一板体平行的、位于所述第一板体下方的第二板体，所述第一板体和所述第二板体之间设置有阻尼材料；所述车身结构包括：

地板总成，所述地板总成采用等厚复合、强度差异的两板体形成的减振复合板制成；

设置于车轮外侧的轮罩，所述轮罩采用强度差异、厚度不同但材质相同的两板体形成的减振复合板制成；

与地板总成连接的前围板、后围板，所述前围板、所述后围板采用同材质或者不同材质的两板体形成的减振复合板制成；以及

通风盖板，所述通风盖板采用材质不同且厚度差异的两板体形成的减振复合板制成。

其中，所述地板总成、所述前围板、所述后围板采用第一规格的减振复合板制成，所述第一规格的减振复合板的第一板体、第二板体的厚度相同，材质均为钢板，所述第二板体的强度大于所述第一板体的强度。

其中，所述第二板体对应的第二强度大于预设强度，所述第一板体对应的第一强度小于预设强度。

其中，所述地板总成采用第五规格的减振复合板制成，所述第五规格的减振复合板的第一板体、第二板体的厚度相同，所述第一板体为铝/镁合金板，所述第二板体为钢板，且所述第二板体对应的第一强度小于预设强度。

其中，所述轮罩、所述前围板、所述后围板采用第三规格的减振复合板制成，所述第三规格的减振复合板的第一板体、第二板体的材质相同且均为钢板，所述第二板体的强度大于所述第一板体的强度，所述第二板体的厚度大于所述第一板体的厚度。

其中，所述第二板体对应的第二强度大于预设强度，所述第一板体对应的第一强度小于预设强度。

其中，所述通风盖板、所述前围板、所述后围板采用第四规格的减振复合板制成，所述第四规格的减振复合板的第二板体的厚度大于第一板体的厚度，所述第一板体为钢板，所述第二板体为铝/镁合金板；且所述第一板体对应的第一强度小于预设强度。

其中，所述前围板、所述后围板采用第二规格的减振复合板制成，所述第二规格的减振复合板的第一板体、第二板体的强度相等且材质均为钢板，所述第二板体的厚度大于所述第一板体的厚度；且所述第一板体、所述第二板体对应的第一强度小于预设强度。

本实用新型还提供一种汽车，所述汽车包括上述的应用不同规格减振复合板的车身结构。

本实用新型技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型技术方案，通过根据车身零部件应用部位的需求设置不同规格的减振复合板，将相应规格的减振复合板设置于对应的位置，在满足整车设计目标的前提下，实现整车结构优化、工艺改进、重量减小和成本降低；同时可以在相同配置的条件下实现整车NVH性能的显著提升，提升整车舒适性和竞争力。进一步的，通过在相应位置使用对应规格的减振复合板，可优化车身内板零件螺柱焊工艺，提高焊接强度、提升工艺有效性和装配效率。

附图说明

图1表示现有技术的减振复合钢板结构示意图；

图2a表示普通钢板隔声减振效果示意图；

图2b表示减振复合钢板隔声减振效果示意图；

图3表示本实用新型应用不同规格减振复合板的车身结构示意图；

图4表示本实用新型第一规格的减振复合板示意图；

图5表示本实用新型第二规格的减振复合板示意图；

图6表示本实用新型第三规格的减振复合板示意图；

图7表示本实用新型第四规格的减振复合板示意图；

图8表示本实用新型第五规格的减振复合板示意图。

其中图中：1、地板总成；2、前围板；3、后围板；4、轮罩；5、通风盖板；11、第一板体；12、第二板体；13、阻尼材料。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种应用不同规格减振复合板的车身结构，其中如图4～图8所示，减振复合板包括：第一板体11和与第一板体11平行的、位于第一板体11下方的第二板体12，第一板体11和第二板体12之间设置有阻尼材料13；如图3所示，车身结构包括：

地板总成1，地板总成1采用等厚复合、强度差异的两板体形成的减振复合板制成；设置于车轮外侧的轮罩4，轮罩4采用强度差异、厚度不同但材质相同的两板体形成的减振复合板制成；与地板总成1连接的前围板2、后围板3，前围板2、后围板3采用同材质或者不同材质的两板体形成的减振复合板制成；以及通风盖板5，通风盖板5采用材质不同且厚度差异的两板体形成的减振复合板制成。

本实用新型根据减振复合钢板与普通钢板成形特性及差异，以提升减振复合板成形性和控制上下面板错动量为目标进行减振复合板材料组成和结构的设计优化(改变材料强度和厚度)，通过异质材料或材质相同强度不同的材料的差厚/等厚复合来实现零部件定制化应用。

具体的，通过采用下层面板变形吸能性优于上层面板的材料组合，保持上下层面板成形同步性；同时采用下层面板厚度大于等于上层面板的厚度结构来控制错动量。并且通过采用铝合金面板，在改善成形性的同时实现零件刚度提高和重量降低，应用镁合金面板还可进一步提升零件NVH(Noise、Vibration、Harshness噪声、振动与声振粗糙度)性能。不同规格的减振复合板在车身上的应用如下：

其中地板总成1采用的减振复合板是由厚度相等、强度差异的两板体复合而成，且两个板体的材质可以相同也可以不同。当采用厚度相等、强度不同但材质相同的两钢板复合形成减振复合板时，可以达到提升安全性能、轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

设置于车轮外侧的轮罩4采用的减振复合板是由强度差异、厚度不同但材质相同的两板体复合形成，当采用厚度不同、强度差异但材质相同的两钢板复合形成减振复合板时，可以提升轮罩4的刚度、NVH性能以及达到优化***集成的目的，其中轮罩4包括前轮罩和后轮罩。

与地板总成1连接的前围板2、后围板3采用的减振复合板是由同材质或者不同材质的两板体复合形成，前围板2、后围板3所采用的减振复合板的形式有多种，可以为：采用厚度相等、强度不同但材质相同的两钢板复合形成减振复合板；或者采用同材质等强度但厚度不同的两钢板复合形成减振复合板；也可以采用同材质不等强度且厚度不同的两钢板复合形成减振复合板；还可以采用材质不同、强度差异且厚度不同的两板体形成减振复合板。其中前围板2、后围板3所采用的减振复合板均可达到提升安全性能、轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

通风盖板5采用的减振复合板是由材质不同且厚度差异的两板体形成。可以采用不同材质不等强度且厚度不同的钢板形成减振复合板，其中材质分别为钢和铝/镁合金，且铝/镁合金的厚度大于钢板的厚度，以达到提升刚度和NVH性能的目的。其中上述的差厚复合的减振复合板，位于下方的第二板体的厚度大于位于上方的第一板体的厚度。第一板体和第二板体之间的阻尼材料分别与第一板体和第二板体接合。其中等厚复合为厚度相等的两板体进行复合，两板体的厚度不等时的复合为差厚复合。

在本实用新型实施例中，如图3和图4所示，地板总成1、前围板2、后围板3采用第一规格的减振复合板制成，第一规格的减振复合板的第一板体11、第二板体12的厚度相同，材质均为钢板，第二板体12的强度大于第一板体11的强度。且第一板体11和第二板体12之间的阻尼材料13分别与第一板体11和第二板体12接合。

地板总成1、前围板2、后围板3采用第一规格的减振复合板，其中第一规格的减振复合板的第一板体11和第二板体12为等厚复合，即第一板体11和第二板体12的厚度相同，但位于下层的第二板体12的强度大于位于上层的第一板体11的强度，其中第二板体12对应的第二强度大于预设强度，第一板体11对应的第一强度小于预设强度。

地板总成1采用第一规格的减振复合板制成后，则地板总成1对应的连接工艺可以为点焊、铆接、激光焊、螺柱焊或者胶接；且可以达到提升安全性能、轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

前围板2、后围板3采用第一规格的减振复合板制成后，则前围板2、后围板3对应的连接工艺可以为点焊、螺柱焊、弧焊或者胶接；且可以达到提升安全性能、轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

在本实用新型实施例中，如图3和图8所示，地板总成1采用第五规格的减振复合板制成，第五规格的减振复合板的第一板体11、第二板体12的厚度相同，第一板体11为铝/镁合金板，第二板体12为钢板。

地板总成1也可以采用第五规格的减振复合板，其中第五规格的减振复合板的第一板体11和第二板体12的材质不同，但第一板体11和第二板体12的厚度相同，第一板体11为铝/镁合金板，第二板体12为钢板。且第二板体12对应的第一强度小于预设强度。第一板体11和第二板体12之间的阻尼材料13分别与第一板体11和第二板体12接合。

地板总成1采用第五规格的减振复合板制成后，则地板总成1对应的连接工艺可以为铆接、胶接，且可以达到轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

在本实用新型实施例中，如图3和图6所示，轮罩4、前围板2、后围板3采用第三规格的减振复合板制成，第三规格的减振复合板的第一板体11、第二板体12的材质相同且均为钢板，第二板体12的强度大于第一板体11的强度，第二板体12的厚度大于第一板体11的厚度。第一板体11和第二板体12之间的阻尼材料13分别与第一板体11和第二板体12接合。

轮罩4、前围板2、后围板3采用第三规格的减振复合板，其中第三规格的减振复合板的第一板体11和第二板体12材质相同均为钢板，且位于下层的第二板体12的厚度大于位于上层的第一板体11的厚度，位于下层的第二板体12的强度大于位于上层的第一板体11的强度。且第二板体12对应的第二强度大于预设强度，第一板体11对应的第一强度小于预设强度。

轮罩4采用第三规格的减振复合板制成后，则轮罩4对应的连接工艺可以为点焊、螺柱焊、胶接；且可以达到提升刚度、NVH性能以及优化***集成的目的。

前围板2、后围板3采用第三规格的减振复合板制成后，则前围板2、后围板3对应的连接工艺可以为点焊、螺柱焊、弧焊、胶接；且可以达到提升刚度、安全性能、实现轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

在本实用新型实施例中，如图3和图7所示，通风盖板5、前围板2、后围板3采用第四规格的减振复合板制成，第四规格的减振复合板的第二板体12的厚度大于第一板体11的厚度，第一板体11为钢板，第二板体12为铝/镁合金板；且第一板体11对应的第一强度小于预设强度。第一板体11和第二板体12之间的阻尼材料13分别与第一板体11和第二板体12接合。

通风盖板5、前围板2、后围板3采用第四规格的减振复合板，第四规格的减振复合板的第一板体11与第二板体12的厚度差异，位于下层的第二板体12的厚度大于位于上层的第一板体11的厚度，且第一板体11与第二板体12的材质不同，第一板体11为钢板，第二板体12为铝/镁合金板。且位于上层的第一板体11对应的第一强度小于预设强度。

通风盖板5采用第四规格的减振复合板制成后，则通风盖板5对应的连接工艺可以为螺接；且可以达到提升通风盖板5刚度和NVH性能的目的。

前围板2、后围板3采用第四规格的减振复合板制成后，则前围板2、后围板3对应的连接工艺可以为铆接、胶接；且可以达到提升刚度、安全性能、实现轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

在本实用新型实施例中，如图3和图5所示，前围板2、后围板3采用第二规格的减振复合板制成，第二规格的减振复合板的第一板体11、第二板体12的强度相等且材质均为钢板，第二板体12的厚度大于第一板体11的厚度，且第一板体11、第二板体12对应的第一强度小于预设强度。第一板体11和第二板体12之间的阻尼材料13分别与第一板体11和第二板体12接合。

前围板2、后围板3采用第二规格的减振复合板，第二规格的减振复合板的第一板体11与第二板体12的材质相同，均为钢板，且位于下层的第二板体12的强度与位于上层的第一板体11的强度相同，两板体对应的第一强度均小于预设强度。其中位于下层的第二板体12的厚度大于位于上层的第一板体11的厚度。

前围板2、后围板3采用第二规格的减振复合板制成后，前围板2、后围板3对应的连接工艺可以为点焊、螺柱焊、弧焊、胶接；且可以达到提升刚度、安全性能、实现轻量化、提升NVH性能以及优化***集成的目的。

其中，需要说明的是，减振复合板还可以设计为多层复合结构，进一步减小辐射噪声，通过减振复合板的改进，从源头上控制车内结构振动和辐射噪声，进行新型零部件的应用开发，保护新型零部件及车身结构。

本实用新型实施例通过减振复合板零件的应用，可在相同配置的条件下实现整车NVH性能的显著提升，提升整车舒适性和竞争力；同时能够以性能为目标进行***和总成的优化，在满足整车设计目标的前提下，实现***结构优化、工艺改进、重量减小和成本降低；对实现性能、成本及重量多目标的合理集成应用具有重要的价值。

本实用新型实施例采用不同规格的减振复合板的车身结构，与原有生产制备工艺相比其兼容性高，有利于不同配置/不同价位车型的共线生产，设备投资成本小。且减振复合板各改善方案可根据零部件应用部位进行定制化生产，有利于实现“合适的材料用于合适的部位”的用材理念。

经过改善后的减振复合板，通过工艺设计可以满足零部件的工艺要求，具备焊接及涂装可行性；减振复合板各改善方案在提高复合板材成形性能的同时，可优化车身内板零件螺柱焊工艺，提高焊接强度、提升工艺有效性和装配效率；同时减振复合板属于绿色环保材料，其回收利用与传统钢板相同。

本实用新型实施例还提供一种汽车，包括上述的应用不同规格减振复合板的车身结构。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，减振复合板包括：第一板体和与所述第一板体平行的、位于所述第一板体下方的第二板体，所述第一板体和所述第二板体之间设置有阻尼材料；所述车身结构包括：

地板总成，所述地板总成采用等厚复合、强度差异的两板体形成的减振复合板制成；

设置于车轮外侧的轮罩，所述轮罩采用强度差异、厚度不同但材质相同的两板体形成的减振复合板制成；

与地板总成连接的前围板、后围板，所述前围板、所述后围板采用同材质或者不同材质的两板体形成的减振复合板制成；以及

通风盖板，所述通风盖板采用材质不同且厚度差异的两板体形成的减振复合板制成。

2.根据权利要求1所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述地板总成、所述前围板、所述后围板采用第一规格的减振复合板制成，所述第一规格的减振复合板的第一板体、第二板体的厚度相同，材质均为钢板，所述第二板体的强度大于所述第一板体的强度。

3.根据权利要求2所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述第二板体对应的第二强度大于预设强度，所述第一板体对应的第一强度小于预设强度。

4.根据权利要求1所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述地板总成采用第五规格的减振复合板制成，所述第五规格的减振复合板的第一板体、第二板体的厚度相同，所述第一板体为铝/镁合金板，所述第二板体为钢板，且所述第二板体对应的第一强度小于预设强度。

5.根据权利要求1所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述轮罩、所述前围板、所述后围板采用第三规格的减振复合板制成，所述第三规格的减振复合板的第一板体、第二板体的材质相同且均为钢板，所述第二板体的强度大于所述第一板体的强度，所述第二板体的厚度大于所述第一板体的厚度。

6.根据权利要求5所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述第二板体对应的第二强度大于预设强度，所述第一板体对应的第一强度小于预设强度。

7.根据权利要求1所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述通风盖板、所述前围板、所述后围板采用第四规格的减振复合板制成，所述第四规格的减振复合板的第二板体的厚度大于第一板体的厚度，所述第一板体为钢板，所述第二板体为铝/镁合金板；且所述第一板体对应的第一强度小于预设强度。

8.根据权利要求1所述的应用不同规格减振复合板的车身结构，其特征在于，所述前围板、所述后围板采用第二规格的减振复合板制成，所述第二规格的减振复合板的第一板体、第二板体的强度相等且材质均为钢板，所述第二板体的厚度大于所述第一板体的厚度；且所述第一板体、所述第二板体对应的第一强度小于预设强度。

9.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至8任一项所述的应用不同规格减振复合板的车身结构。