ES2244118T3 - Viga de puerta de una aleacion de aluminio. - Google Patents
Viga de puerta de una aleacion de aluminio.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN DINTEL PARA PUERTAS QUE PERMITE OBTENER UNA CARGA MAXIMA Y LA ABSORCION DE ENERGIA REQUERIDA, SIN NECESIDAD DE AUMENTAR EL PESO, Y SIN QUE OCURRA NINGUNA ROTURA DEL MISMO, PUDIENDO DEFORMARSE DE MANERA ESTABLE UNA SECCION TRANSVERSAL CUANDO SE ACORTA UN TROZO DEL DINTEL DE LA PUERTA, CARACTERIZADO POR UNA SECCION TRANSVERSAL EN LA QUE UNA BRIDA LATERAL DE COMPRESION (11) Y UNA BRIDA LATERAL DE TENSION (12) VAN CONECTADAS PARALELAMENTE ENTRE SI POR AL MENOS UN ANIMA (13, 14) EN SECCION PERPENDICULAR A LA DIRECCION DE LA LONGITUD, Y LAS LINEAS CENTRALES DE LA BRIDA DEL LADO DE COMPRESION Y DE LA BRIDA DEL LADO DE TENSION SE ENCUENTRAN DESPLAZADAS ENTRE SI.
Description
Viga de puerta de una aleación de aluminio.
La presente invención se refiere a una viga de
puerta de una aleación de aluminio como un elemento para reforzar
una puerta de un vehículo, tal como un automóvil, un camión y
similares, dispuesto en una puerta a todo lo largo de una dirección
de delante a atrás de la misma para garantizar la seguridad de un
pasajero y de un conductor amortiguando un golpe brusco desde un
lateral.
En un ámbito en el que la protección
medioambiental de la tierra se ha considerado importante a escala
mundial, por ejemplo, para eliminar el calentamiento global, la
aplicación de las normas sobre la reducción de gases de escape y
gases carbónicos, etc., de los automóviles ha sido más estricta en
algunos países, lo que ha llevado rápidamente a automóviles
ligeros.
Una viga de puerta de un automóvil, a la que
también se hace referencia como una viga de impacto, una barra de
impacto, una barra de protección o una viga lateral de puerta,
montada en el interior de una puerta a todo lo largo de su dirección
de delante a atrás, sirve para amortiguar un golpe en un accidente.
Como material, se ha utilizado acero (por ejemplo, acero de gran
resistencia a la tracción de una clase 150 kgf/mm^{2}), si bien
últimamente a fin de reducir el peso, se ha estudiado la aplicación
de una extrusión de una aleación de aluminio.
En un estado en el que una viga de puerta de una
aleación de aluminio está sujeta en ambos extremos, cuando se
aumenta una carga en la parte central, la parte central de la viga
de puerta hace que la deformación por flexión se desplace hacia
abajo. Durante la deformación, se produce una tensión por tracción
de un ala situada en el lateral sometido a tracción (al que en lo
sucesivo se hará referencia simplemente como un ala del lateral de
tracción, mientras que, a un ala del lateral en el que se aplica
una carga, en lo sucesivo se denominará como un ala situada en el
lateral sometido a compresión o simplemente se hará referencia a la
misma como un ala del lateral de compresión, el ala del lateral de
tracción es un ala opuesta al ala del lateral de compresión) y
cuando el desplazamiento de la parte central aumenta aún más,
eventualmente la tensión por tracción supera un valor crítico de
rotura y se produce una rotura en el ala del lateral de
tracción.
Para aumentar el desplazamiento cuando se produce
la rotura (al que en lo sucesivo se hará referencia simplemente
como desplazamiento por rotura), en la solicitud de patente
japonesa sin examinar, publicada, Nº Hei 5-246242 se
describe un procedimiento en el que una posición de un eje neutro
de flexión está desplazada hacia el lateral de tracción una
distancia necesaria y en la solicitud de patente japonesa sin
examinar, publicada, Nº Hei 6-171362 también se
describe otro procedimiento en el que además del desplazamiento de
un eje central, se provoca un pandeo local en un ala del lateral de
compresión una vez anulada la máxima resistencia a la flexión y se
reduce rápidamente la tensión en el ala del lateral de
tracción.
Para garantizar la seguridad de un pasajero y de
un conductor, se tiende a usar vigas de puerta en el campo de los
coches compactos, en los que es necesario acortar la longitud de
las vigas de puerta. Por ejemplo, cuando se aplica a las puertas
traseras de un coche compacto de tipo 4 puertas, a veces la
longitud de una viga de puerta es de 800 mm o inferior (el objeto
de la solicitud de patente japonesa sin examinar Nº Hei
6-171362 es vigas de puerta de 800 mm de largo o
superior), lo que provoca una rotura a un desplazamiento menor que
en una viga de puerta de largo convencional. Por otro lado, cabe la
posibilidad de reducir la resistencia de la aleación de aluminio que
constituye las vigas de puerta para permitir un desplazamiento por
rotura en mayor medida. En ese caso, surge el problema de que no se
puede lograr una carga máxima ni una absorción de energía, ambas
necesarias con el peso especificado de la viga de puerta.
Las solicitudes de patentes japonesas sin
examinar nos. Hei 5-330450 y Hei
5-319092 están dirigidas a una viga de puerta que
comprende un par de alas y un par de refuerzos, en los que se
establece una resistencia del refuerzo de manera que se modifica
una sección transversal de la viga según una carga de impacto,
evitando de ese modo que se produzca una rotura de un ala del
lateral de tracción. Concretamente, los promedios son tales que un
refuerzo es más delgado que el otro, se proporciona una sección
cóncava de esquina o una parte de muesca en una de las uniones,
entre el ala del lateral de compresión y ambos refuerzos, para
permitir que una sección transversal de una viga se deforme en una
forma rómbica (ambos refuerzos tienen que caer lateralmente). Esto
permite evitar que se produzca la rotura de un ala del lateral de
tracción y lograr una mayor deformación de flexión y una gran
absorción de energía. No obstante, cuando una longitud de puerta es
corta la deformación de una sección transversal no se produce de
manera estable, provocando una rotura.
Se debe evitar la rotura de las vigas de puerta
de manera absoluta puesto que podrían dañar a un pasajero o a un
conductor.
La presente invención se ha realizado en vista de
tales problemas y en consecuencia tiene como objetivo proporcionar
una viga de puerta para obtener la carga máxima y la absorción de
energía necesarias, no siendo necesario aumentar el peso, sin que
se produzca la rotura de la misma y que se lleve a cabo la
deformación de una sección transversal de un modo estable, incluso
cuando se acorta la longitud de la viga de puerta.
\newpage
Una viga de puerta de una aleación de aluminio
según la presente invención tiene, como una característica, una
sección transversal en la que un ala del lateral de compresión y un
ala del lateral de tracción están conectadas, en paralelo una a
otra, por al menos un refuerzo en una sección perpendicular a una
dirección longitudinal y en la que las líneas centrales del ala del
lateral de compresión y del ala del lateral de tracción están
desplazadas unas respecto a otras. Es decir, una viga de puerta de
una aleación de aluminio según la presente invención tiene, como
una característica, una sección transversal en la que un ala del
lateral de compresión y un ala del lateral de tracción están
conectadas, en paralelo una a otra, por al menos un refuerzo en una
sección perpendicular a la dirección longitudinal y que las
extensiones de ambos laterales del ala del lateral de compresión
tienen una longitud diferente y las extensiones de ambos laterales
del ala del lateral de tracción también tienen una longitud
diferente, mientras que los extremos laterales más largos de las
extensiones del ala del lateral de compresión y de las extensiones
del ala del lateral de tracción están en una diagonal. Además, en
una viga de puerta de una aleación de aluminio según la presente
invención, un eje principal está inclinado desde una dirección de
carga en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados en una
sección perpendicular a la dirección longitudinal.
Se describirá una viga de puerta según la
presente invención tomando como ejemplo el caso de una viga de
puerta que tiene una sección transversal en la que un ala del
lateral de compresión 1 y un ala del lateral de tracción 2 están
conectadas por un par de refuerzos 3, 4 (véase la Fig. 1). Una
línea central (a) del ala del lateral de compresión 1 (una línea
recta dibujada a todo lo largo de una dirección de carga que
atraviesa el centro del ala del lateral de compresión, en la que en
un ala de un espesor uniforme, un centro del ala está situado en un
punto que está espaciado hacia adentro a todo lo largo de una
dirección a lo ancho (una dirección lateral en la Fig. 1) desde un
extremo del ala por una mitad de la anchura y en la Fig. 1, un par
de alas son paralelas una a otra y un par de refuerzos también son
paralelos uno a otro, y las alas son perpendiculares a los
refuerzos, de manera que una dirección de carga es paralela a una
dirección de los refuerzos) y un centro (b) del ala del lateral de
tracción están desplazados uno respecto al otro. Es decir, las
longitudes c1, c2 de las extensiones (en detalle, partes que se
extienden desde los refuerzos, izquierdo y derecho) de ambos
laterales del ala del lateral de compresión 1 son diferentes entre
sí y las longitudes d1, d2 de las extensiones de ambos laterales del
ala del lateral de tracción 2 también son diferentes entre sí,
mientras que los extremos c1, d2 de las extensiones laterales más
largas están situados en una diagonal (no es necesario decir que
los extremos c2, d1 de las extensiones laterales más cortas están
situados en la otra diagonal).
Además, un eje principal (C) está inclinado desde
una dirección de carga (P), indicada con una flecha, en un ángulo
en el intervalo de 5 grados a 25 grados (véase la Fig. 11). Dos
ejes principales son los que atraviesan el centro de gravedad (el
mismo que el del centro de la figura) de una sección y son siempre
perpendiculares uno a otro y, en cualquier sección, un momento de
inercia es máximo alrededor de uno de los ejes, mientras que un
momento de inercia es mínimo alrededor de otro de los ejes. El
ángulo al que se hace referencia en la presente invención es un
ángulo más pequeño entre los dos ejes principales y la dirección de
carga.
Las vigas de puerta convencionales de una
aleación de aluminio, descritas en las solicitudes de patente
japonesa sin examinar nos. Hei 5-246242 y Hei
6-171362, y similares tienen una sección
transversal en la que, como se muestra en la Fig. 3, en una sección
perpendicular a la dirección longitudinal, un ala del lateral de
compresión 11 y un ala del lateral de tracción 12 están conectadas
por un par de refuerzos 13, 14 y son simétricas entre los laterales
izquierdo y derecho. Por lo tanto, las líneas centrales del ala del
lateral de compresión 11 y del ala del lateral de tracción 12
coinciden unas con otras y las longitudes c1, c2 de las extensiones
de ambos laterales del ala del lateral de compresión 11 son iguales
y las longitudes d1, d2 de las extensiones de ambos laterales del
ala del lateral de tracción 12 también son iguales (c1 = c2 y d1 =
d2). Además, dos ejes principales son paralelos y perpendiculares,
respectivamente, a una dirección de carga y, por lo tanto, el
ángulo mencionado en la presente invención, el ángulo más pequeño
entre el eje principal y la dirección de carga, es de 0 grados.
Puesto que una viga de puerta convencional tiene
una sección transversal de este tipo, cuando se realiza una prueba
de flexión en tres puntos en la que ambos extremos están sujetos y
una parte central se presiona con un cuerpo rígido cilíndrico
semicircular (en general, a nivel de laboratorio, la capacidad de
flexión de una viga de puerta se evalúa mediante un resultado de la
prueba), una línea central del ala del lateral de compresión
coincide con una línea central del ala del lateral de tracción (las
líneas centrales coinciden con uno de los dos ejes principales) y
la sección transversal conserva casi su forma original justo antes
de la rotura, por lo que se acumula tensión en el ala del lateral de
tracción 12. Una tendencia de este tipo también aparece en una
curva de carga (P) - desplazamiento (\delta) y se produce
bruscamente una rotura para liberar la tensión acumulada.
Por otro lado, puesto que en una viga de puerta
de una aleación de aluminio según la presente invención, una línea
central (a) de un ala del lateral de compresión está separada de
una línea central (b) de un ala del lateral de tracción, bajo la
recepción de una carga de flexión, como se muestra en la Fig. 2,
una sección de la viga se puede aplanar, produciendo una distorsión
por pandeo (deformación en una forma prácticamente rómbica). Según
evoluciona la rotura, se reduce ampliamente la carga antes de que se
acumule tensión hasta el punto de que se produzca una rotura en el
lateral de tracción, de manera que se aligera la carga en el ala
del lateral de tracción 2. Con esta reducción de la tensión, es
difícil que se produzca una rotura en el lateral de tracción, así
como también es difícil que se produzca una rotura en el lateral de
compresión.
En una viga de puerta según la presente
invención, como se muestra en la Fig. 11, un eje principal (C) está
inclinado desde una dirección de carga (P) indicada con una flecha,
en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados. Cuando el
ángulo es inferior a 5 grados, en una etapa en la que la
deformación es relativamente pequeña, la distorsión por pandeo no
aparece de manera visible (conserva su forma original con
facilidad), mientras que cuando aumenta la tensión por tracción en
el ala del lateral de tracción, se produce la rotura como en el
caso de una viga de puerta convencional. Cuando se produce la
rotura en una etapa relativamente inicial, la absorción de energía
es pequeña (véase la Fig. 9).
Cuando el ángulo es superior a 25 grados, la
distorsión por pandeo aparece de manera visible en una etapa en la
que la deformación es relativamente pequeña y se reduce ampliamente
la carga, aunque se puede evitar la rotura, no se puede lograr una
absorción de energía suficiente (véase la Fig. 8).
Cuando el ángulo está en el intervalo de 5 grados
a 25 grados, como en la presente invención, se puede hacer que la
distorsión por pandeo se produzca de un modo estable en una etapa
en la que la deformación es relativamente grande antes de que se
produzca la rotura (véase la Fig. 10). En la presente invención,
cuando un eje principal está inclinado desde una dirección de carga
en un ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados, tal como
cuando un grosor tanto del ala del lateral de tracción como del ala
del lateral de compresión (o de cualquiera de las dos) no es
uniforme y cuando ni el ala del lateral de tracción ni el ala del
lateral de compresión es geométricamente perpendicular (o cuando
alguna de las dos no lo es) a los refuerzos y el caso similar, como
se muestra en la Fig. 12, la distorsión por pandeo se puede
producir de un modo estable. Los parámetros transversales se han
desarrollado intencionadamente, de manera que en los casos en los
que se aplica una carga, es fácil que se produzca una deformación
alrededor de un eje principal alrededor del cual el momento de
inercia es mínimo, pero en los que se produce la distorsión por
pandeo en una etapa en la que la deformación es lo mayor
posible.
Una viga de puerta según la presente invención no
se limita a una viga de puerta con un par (dos) de refuerzos, sino
que puede ser una viga de puerta con uno o tres (o más de tres)
refuerzos.
Además, una viga de puerta según la presente
invención no se limita al caso en el que las longitudes de las
extensiones de ambos laterales del ala del lateral de tracción son
diferentes entre sí y las longitudes de las extensiones de ambos
laterales del ala del lateral de compresión también son diferentes
entre sí, sino que puede incluir el caso en el que las longitudes
de las extensiones de ambos laterales, o bien del ala del lateral de
tracción, o bien del ala del lateral de compresión son diferentes
entre sí, mientras que las longitudes de las extensiones de ambos
laterales del otro son iguales entre sí.
Entretanto, en esta viga de puerta, se prefiere
que un área de la sección del ala del lateral de tracción se forme
más grande que la del ala del lateral de compresión y, por lo
tanto, un eje neutro de flexión está desplazado hacia el ala del
lateral de tracción.
Cuando un área de la sección del ala del lateral
de tracción está formada más grande que la del ala del lateral de
compresión (una longitud o un grosor del ala del lateral de
tracción son mayores que los del lateral de compresión), un eje
neutro de flexión está desplazado hacia el ala del lateral de
tracción y, en el mismo desplazamiento, la tensión por tracción en
el ala del lateral de tracción es inferior y es difícil que se
produzca una rotura.
Además, los inventores descubrieron que en la
presente invención hay correlaciones entre las formas/estados de
deformación y los valores de impacto Charpy o exponentes de
endurecimiento por tensión (valor n) cuando se flexiona una viga de
puerta.
Es decir, según la presente invención,
preferentemente, una viga de puerta de una aleación de aluminio
serie Al-Zn-Mg tiene un valor de
impacto Charpy en el intervalo de 23 a 34 J/cm^{2} y un valor n
en el intervalo de 0,05 a 0,17 y, preferentemente, una viga de
puerta de una aleación de aluminio serie
Al-Si-Mg tiene un valor de impacto
Charpy en el intervalo de 31 a 49 J/cm^{2} y un valor n en el
intervalo de 0,07 a 0,20.
Mientras que para la viga de puerta de la
presente invención se puede aplicar cualquiera de los diversos
tipos de aleaciones de aluminio, tales como el estándar industrial
japonés 7N01, 6061, 6N01 y similares, a continuación se describirán
composiciones de aleaciones de aluminio serie
Al-Zn-Mg y aleaciones de aluminio
serie Al-Si-Mg que son las que se
adoptan más preferentemente (aleaciones de aluminio serie
Al-Zn-Mg).
Una aleación de aluminio serie
Al-Zn-Mg preferente incluye Zn y Mg
en los intervalos de: Zn del 4 al 7% en masa, Mg del 0,8 al 1,5% en
masa. Además, se pueden incluir otros componentes y una aleación de
aluminio serie Al-Zn-Mg preferente
comprende al menos un tipo en una proporción seleccionada del grupo
que comprende los elementos siguientes en los intervalos de
proporción de: Zn del 4 al 7% en masa, Mg del 0,8 al 1,5% en masa,
Ti del 0,005 al 0,3% en masa, Cu del 0,05 al 0,6% en masa, Mn del
0,2 al 0,7% en masa, Cr del 0,05 al 0,3% en masa y Zr del 0,05 al
0,25% en masa y el resto incluye aluminio e impurezas. Los motivos
por los que se añaden los componentes respectivos en las
proporciones especificadas son como sigue:
El Zn y el Mg son elementos necesarios para
mantener la resistencia de una aleación de aluminio. Cuando se
incluye menos del 4% en masa de Zn o cuando se incluye menos del
0,8% en masa de Mg, no se puede lograr la resistencia deseada.
Cuando se incluye más del 7% en masa de Zn o más del 1,5% en masa
de Mg, no sólo se reduce la capacidad de extrusión de una aleación
de aluminio, sino que también disminuye el alargamiento y no se
pueden obtener las características deseadas. Por lo tanto, se
seleccionan las proporciones de Zn del 4 al 7% en masa y de Mg del
0,8 al 1,5% en masa.
El Ti es un elemento necesario para hacer una
estructura de lingote más fina. Cuando se incluye menos del 0,05%
en masa de Ti, no es suficiente un efecto del afinamiento, mientras
que cuando hay más del 0,3% en masa de Ti, el Ti se satura para
formar un gran compuesto. Por lo tanto, se selecciona una proporción
de Ti del 0,05 al 0,3% en masa.
Los elementos elevan la resistencia de una
aleación de aluminio. Además, el Cu es eficaz para mejorar la
resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión de una
aleación de aluminio y el Mn, el Cr y el Zr forman una estructura de
fibras en una extrusión y, por lo tanto, refuerzan la aleación, en
la que uno, dos o más tipos de los elementos seleccionados se
añaden de un modo adecuado. Los intervalos preferentes de los
metales son: Cu del 0,05 al 0,6% en masa, Mn del 0,2 al 0,7% en
masa, Cr del 0,05 al 0,3% en masa y Zr del 0,05 al 0,25% en masa.
Cuando los elementos se incluyen de manera individual en
proporciones respectivas inferiores a los límites inferiores de los
mismos, las acciones que se han descrito anteriormente se ejercen
de manera insuficiente y cuando los elementos se incluyen de manera
individual en proporciones respectivas superiores al límite
superior, se deteriora la capacidad de extrusión de la aleación, en
la que especialmente en el caso del Cu, se degrada adicionalmente
la resistencia general a la corrosión.
De las impurezas, el Fe es la impureza que más se
incluye en un metal pulido de aluminio y cuando en la aleación se
incluye más del 0,35% en masa de Fe, se forma un compuesto
intermetálico en la forma gruesa que se cristaliza en la colada,
deteriorando las propiedades metálicas. Por lo tanto, el Fe se
limita al 0,35% en masa o menos.
Cuando se cuela una aleación de aluminio, las
impurezas se introducen por varias vías, tales como un metal
pulido, una aleación intermedia de un metal de aporte y similares.
En la aleación de aluminio se mezclan diversos elementos, pero las
impurezas distintas del Fe prácticamente no influyen en las
características de una aleación de aluminio siempre que las
proporciones respectivas de las impurezas sean individualmente del
0,05% en masa o menos y conjuntamente del 0,15% en masa o menos.
Por lo tanto, las impurezas se limitan al 0,05 ó menos,
individualmente, o al 0,15% en masa o menos, conjuntamente.
Una aleación de aluminio serie
Al-Si-Mg preferente incluye Si y Mg
en los intervalos de: Si del 0,5 al 1,5% en masa, Mg del 0,5 al 1,3%
en masa. Además, se pueden incluir otros componentes y una aleación
de aluminio serie Al-Si-Mg
preferente comprende al menos un tipo en una proporción
seleccionada del grupo que comprende los siguientes elementos en
los intervalos de proporción de: Si del 0,5 al 1,5% en masa, Mg del
0,5 al 1,3% en masa, Ti del 0,005 al 0,2% en masa, Cu del 0,1 al
0,7% en masa, Mn del 0,05 al 0,6% en masa, Cr del 0,05 al 0,2% en
masa y Zr del 0,05 al 0,2% en masa y el resto incluye aluminio e
impurezas. Los motivos por los que se añaden los componentes
respectivos en las proporciones especificadas son como sigue:
El Si y el Mg son elementos necesarios para
mantener la resistencia de una aleación de aluminio. Cuando se
incluye menos del 0,5% en masa de Si o se incluye menos del 0,5% en
masa de Mg, no se puede lograr la resistencia deseada. Cuando se
incluye más del 1,5% en masa de Si o más del 1,3% en masa de Mg, no
sólo se reduce la capacidad de extrusión de una aleación de
aluminio, sino que también disminuye el alargamiento y no se pueden
obtener las características deseadas. Por lo tanto, se seleccionan
las proporciones de Si del 0,5 al 1,5% en masa y de Mg del 0,5 al
1,3% en masa.
Por otro lado, por motivos similares, en la
aleación de aluminio serie
Al-Zn-Mg, se limita el Ti, el Cu, el
Mn, el Cr, el Zr y otras impurezas a los límites que se han
descrito anteriormente.
Una serie de una viga de puerta de la presente
invención está hecha de una extrusión de una aleación de aluminio y
una recristalización de la misma es, preferentemente, una
estructura de fibras para lograr una carga máxima mayor y una
absorción de energía mayor, en la que una estructura de fibras es
una estructura que está formada por extrusión y que se observa en
una extrusión y en una microestructura que se alarga a todo lo largo
de una dirección de extrusión.
La Fig. 1 muestra una sección transversal de una
viga de puerta según la presente invención.
La Fig. 2 es una representación para ilustrar la
evolución de la distorsión por pandeo de la sección transversal de
la Fig. 1.
La Fig. 3 muestra una sección transversal de una
viga de puerta convencional.
La Fig. 4 es una representación para ilustrar una
prueba de flexión en tres puntos correspondiente a una viga de
puerta.
La Fig. 5 muestra una sección transversal de una
viga de puerta usada en un ejemplo (la presente invención).
La Fig. 6 muestra una sección transversal de una
viga de puerta usada en un ejemplo (un ejemplo comparativo).
La Fig. 7 es una curva de
carga-desplazamiento obtenida en los ejemplos.
La Fig. 8 muestra una curva de
carga-desplazamiento cuando se produce pandeo en
una etapa relativamente inicial.
La Fig. 9 muestra una curva de
carga-desplazamiento cuando se produce una rotura
en una etapa relativamente inicial.
La Fig. 10 muestra una curva de
carga-desplazamiento cuando se produce pandeo en
una etapa relativamente final antes de que se produzca una
rotura.
La Fig. 11 muestra una sección transversal básica
de una viga de puerta según la presente invención.
La Fig. 12 muestra otros tipos de secciones
transversales de vigas de puerta según la presente invención.
Para la prueba de flexión en tres puntos se
establecieron extrusiones de una aleación de aluminio serie
Al-Mg-Zn que incluían 1,4% en masa
de Mg, 6,5% en masa de Zn, 0,2% en masa de Cu y 0,15% en masa de Zr
con la sección transversal que se muestra en la Fig. 5 (la presente
invención) y en la Fig. 6 (un ejemplo comparativo) con una
extensión de 750 mm y se presionó un cuerpo cilíndrico rígido
semicircular hasta una desplazamiento de 300 mm. En la Fig. 7 se
muestra una curva de carga (P) - desplazamiento (\delta) que se
obtuvo en la prueba y en la tabla 1 se muestra una comparación entre
los valores numéricos.
| peso unitario | carga máxima | desplazamiento por rotura | desplazamiento por pandeo | |
| Ejemplo comparativo | 0,98 kg/m | 1296 kgf | 129 mm | ninguna incidencia |
| Ejemplo de la inven- | ||||
| ción | 0,95 (kg/m) | 1306 (kgf) | ninguna incidencia | 132 mm |
| desplazamiento por rotura: {}\hskip0,2cm \begin{minipage}[t]{120mm} un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se rompe un ala del lateral de tracción y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage} | ||||
| desplazamiento por pandeo: \begin{minipage}[t]{120mm} un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se produce una distorsión por pandeo (deformación en una forma prácticamente rómbica) de manera visible y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage} |
Como se muestra en la Fig. 7 y en la Tabla 1, una
viga de puerta del ejemplo comparativo tuvo un desplazamiento por
rotura de 129 mm, mientras que la viga de puerta de la presente
invención inició la distorsión por pandeo en el punto (A) pero no
se produjo rotura. La carga máxima y la absorción de energía (un
área cubierta por una curva P-\delta) de la viga
de puerta según la presente invención fueron mayores que las del
ejemplo comparativo.
Además, para la prueba de flexión en tres puntos
se estableció una extrusión de una aleación de aluminio serie
Al-Mg-Zn que incluían 1,4% en masa
de Mg, 6,5% en masa de Zn, 0,2% en masa de Cu y 0,15% en masa de Zr
con una sección transversal básica según se muestra en la Fig. 11,
en la que los parámetros transversales c1, c2, d1, d2 y \theta se
modificaron según la Tabla 2, con una extensión de 750 mm y se
presionó un cuerpo cilíndrico rígido semicircular hasta un
desplazamiento de 300 mm. Entretanto, todas las secciones
transversales que se muestran en la Tabla 2 son iguales en altura de
la viga de puerta y grosor de los refuerzos y, además, iguales en
cuanto al área del ala del lateral de tracción y del ala del
lateral de compresión. Por consiguiente, cuando se asume que no hay
ninguna modificación en el área de la sección, las cargas máximas de
todas las piezas de prueba son, en teoría, iguales. En la Tabla 2
también se muestran los desplazamientos en los que se produjo
rotura o pandeo, respectivamente.
| Nº | C1 | c2 | d1 | d2 | ángulo | carga | desplazamiento | desplazamiento | Nota |
| (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | \theta (º) | máxima | por pandeo (mm) | por rotura (mm) | ||
| (kgf) | |||||||||
| 1 | 3,9 | 3,9 | 5,0 | 5,0 | 0,0 | 1306 | ninguno | 173 | Ejemplo |
| comparativo | |||||||||
| 2 | 5,4 | 2,4 | 3,2 | 6,8 | 9,3 | 1280 | 87 | ninguno | Ejemplo de |
| la invención | |||||||||
| 3 | 5,8 | 2,0 | 2,6 | 7,4 | 12,3 | 1288 | 90 | ninguno | Ejemplo de |
| la invención | |||||||||
| 4 | 4,8 | 3,0 | 3,0 | 7,0 | 8,5 | 1306 | 132 | ninguno | Ejemplo de |
| la invención | |||||||||
| 5 | 7,8 | 0,0 | 5,0 | 5,0 | 13,0 | 1268 | 77 | ninguno | Ejemplo de |
| la invención | |||||||||
| 6 | 7,8 | 0,0 | 0,0 | 10,0 | 26,5 | 1192 | 46 | ninguno | Ejemplo de |
| la invención | |||||||||
| ángulo: un ángulo entre un eje principal y una dirección de carga. | |||||||||
| desplazamiento por rotura: {}\hskip0,2cm \begin{minipage}[t]{120mm} un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se rompe un ala del lateral de tracción y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage} | |||||||||
| desplazamiento por pandeo: \begin{minipage}[t]{120mm}un desplazamiento de un cuerpo rígido cilíndrico semicircular cuando se produce una distorsión por pandeo (deformación en una forma prácticamente rómbica) de manera visible y se reduce una carga bruscamente. \end{minipage} | |||||||||
| ninguno: no se produce ni pandeo ni rotura |
Como se muestra en la Tabla 2, se produjo rotura
en una viga de puerta (Nº 1), mientras que en las vigas de puerta
(Nº 2, 3, 4, 5) no se produjo ninguna rotura y se produjeron
pandeos en etapas relativamente finales y las absorciones de energía
fueron mayores. Mientras que en una viga de puerta (Nº 6) no se
produjo ninguna rotura, puesto que el pandeo se inició en una etapa
relativamente inicial, un ángulo entre un eje principal y una
dirección de carga se establece preferentemente en 25 grados o
menos.
Según la presente invención, no se produce
ninguna rotura y la deformación de una sección transversal se puede
llevar a cabo de un modo estable incluso cuando la longitud de viga
es corta. Además, la carga máxima y la absorción de energía
necesarias se pueden lograr sin aumentar el peso.
Claims (8)
1. Una viga de puerta de una aleación de aluminio
que tiene una sección transversal en la que un ala del lateral de
compresión (1) y un ala del lateral de tracción (2) están
conectadas, en paralelo una a otra, por al menos dos refuerzos (3,
4) en una sección perpendicular a una dirección longitudinal,
caracterizada porque las extensiones (c1, c2) de ambos
laterales del ala del lateral de compresión tienen una longitud
diferente y las extensiones (d1, d2) de ambos laterales del ala del
lateral de tracción también tienen longitudes diferentes, mientras
que los extremos más largos de las extensiones (c1, c2) del ala del
lateral de compresión y las extensiones (d1, d2) del ala del lateral
de tracción están en una diagonal.
2. La viga de puerta de una aleación de aluminio
según la reivindicación 1, en la que se proporcionan un par de
refuerzos (dos refuerzos) y el par de refuerzos son perpendiculares
al ala del lateral de compresión y al ala del lateral de
tracción.
3. La viga de puerta de una aleación de aluminio
según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, cuya longitud en la
dirección longitudinal es de 800 mm o inferior.
4. La viga de puerta de una aleación de aluminio
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la
aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie
Al-Zn-Mg que tiene un valor de
impacto Charpy en el intervalo de 23 a 34 J/cm^{2} y un valor n
en el intervalo de 0,05 a 0,17.
5. La viga de puerta de una aleación de aluminio
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la
aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie
Al-Si-Mg que tiene un valor de
impacto Charpy en el intervalo de 31 a 49 J/cm^{2} y un valor n
en el intervalo de 0,07 a 0,20.
6. La viga de puerta de una aleación de aluminio
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la
aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie
Al-Zn-Mg que incluye Zn y Mg en los
intervalos del 4 al 7% en masa de Zn y del 0,8 al 1,5% en masa de
Mg.
7. La viga de puerta de una aleación de aluminio
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 5, en la que la
aleación de aluminio es una aleación de aluminio serie
Al-Si-Mg que incluye Si y Mg en los
intervalos del 0,5 al 1,5% en masa de Si y del 0,5 al 1,3% en masa
de Mg.
8. Una puerta de un vehículo con una viga de
puerta según lo definido en las reivindicaciones 1 a 7, en la que un
eje principal está inclinado desde una dirección de carga en un
ángulo en el intervalo de 5 grados a 25 grados en una sección
perpendicular a la dirección longitudinal.
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|---|---|---|---|---|
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| US6722037B2 (en) * | 2001-12-06 | 2004-04-20 | Shape Corporation | Variable thickness tubular doorbeam |
| US7125067B2 (en) * | 2002-04-09 | 2006-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Magnesium door assembly for automobiles |
| US6826884B2 (en) * | 2002-08-19 | 2004-12-07 | Arunas Antanas Pabedinskas | Hollow flanged joist for deck framing |
| PL1510643T3 (pl) * | 2003-09-01 | 2018-06-29 | Forster Profilsysteme Ag | Profil i sposób wytwarzania profilu |
| JP4388340B2 (ja) * | 2003-10-03 | 2009-12-24 | 新日本製鐵株式会社 | 自動車用強度部材 |
| US8266856B2 (en) | 2004-08-02 | 2012-09-18 | Tac Technologies, Llc | Reinforced structural member and frame structures |
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| CN101031696B (zh) * | 2004-08-02 | 2010-05-05 | Tac科技有限责任公司 | 工程结构构件及其制造方法 |
| US8065848B2 (en) | 2007-09-18 | 2011-11-29 | Tac Technologies, Llc | Structural member |
| US7930866B2 (en) | 2004-08-02 | 2011-04-26 | Tac Technologies, Llc | Engineered structural members and methods for constructing same |
| US8177184B2 (en) * | 2006-12-21 | 2012-05-15 | The Boeing Company | Seat track assembly |
| DE102009013241B4 (de) * | 2009-03-14 | 2011-01-20 | Weber, Ulrike, Dipl.-Ing. | Aus einem einstückigen Stahlbauprofil bestehender Träger |
| GB201114438D0 (en) * | 2011-08-22 | 2011-10-05 | Airbus Operations Ltd | A method of manufacturing an elongate component |
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| JP7187120B2 (ja) * | 2019-05-22 | 2022-12-12 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ドアビーム |
| GB2592666A (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-08 | Loadlok Mfg Limited | Decking beam |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US496465A (en) * | 1893-05-02 | Structural iron form | ||
| US496463A (en) * | 1893-05-02 | Structural iron form | ||
| US412397A (en) * | 1889-10-08 | Column | ||
| US2444091A (en) * | 1944-07-25 | 1948-06-29 | Carlsen Olaf | Structural section and structural members composed thereof |
| US2583439A (en) * | 1946-07-20 | 1952-01-22 | Joseph H Oswald | Panel closure |
| DE1107945B (de) * | 1958-03-08 | 1961-05-31 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Verwendung von AlZn Mg-Legierungen als Werkstoff fuer Schweisskonstruktionen |
| BE593554A (nl) * | 1959-08-25 | 1960-11-14 | Patent Concern Nv | Inrichting voor het bewerken van op de grond liggend materiaal |
| US3332197A (en) * | 1964-06-30 | 1967-07-25 | James L Hinkle | Interlocked structural assemblies and stiffeners therefor |
| FR1534871A (fr) * | 1967-06-21 | 1968-08-02 | Profil Sa Ind Financ Le | Profilé en tôle formée à froid pour charpente |
| GB1173721A (en) * | 1968-05-06 | 1969-12-10 | Conder Internationale Ltd | Purlin |
| US3904380A (en) * | 1973-07-24 | 1975-09-09 | Marjorie Ann M Smith | Structural beam |
| GB1590435A (en) * | 1976-07-28 | 1981-06-03 | T I Metsec Ltd | Sleeve or lapped joints in purlin assemblies |
| GB1582426A (en) * | 1977-04-13 | 1981-01-07 | White Seal Design & Dev Ltd | Joining of panels |
| JPS58168913A (ja) | 1982-03-31 | 1983-10-05 | Toshiba Corp | 回転位置検出器 |
| JPS58168913U (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-11 | 日産自動車株式会社 | 車両用ドアの補強構造 |
| DE3606024A1 (de) | 1986-02-25 | 1987-08-27 | Aluminium Walzwerke Singen | Fahrzeugtuer mit aufprallprofil |
| DE3709489C1 (de) * | 1987-03-25 | 1988-07-14 | Aluminium Walzwerke Singen | Aufpralltraeger fuer Fahrzeugtueren,insbesondere fuer Tueren von Personenkraftwagen |
| FR2656020B1 (fr) * | 1989-12-19 | 1995-04-14 | Profilcometube | Assemblage par emboitement de deux profiles a section droite en z, notamment pour la realisation d'une panne, d'une lisse ou d'un support de plancher. |
| US5056861A (en) * | 1990-04-23 | 1991-10-15 | Austria Metall Aktiengesellschaft | Impact girder for the side of an automotive vehicle |
| US5046777A (en) * | 1990-04-23 | 1991-09-10 | Austria Metall Aktiengesellschaft | Impact girder in an automobile wall assembly with intentional buckling of edge portions |
| JP2942050B2 (ja) | 1992-03-06 | 1999-08-30 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製自動車用補強部材 |
| JP2962036B2 (ja) * | 1992-04-16 | 1999-10-12 | 日産自動車株式会社 | 自動車のドア構造 |
| JP3168225B2 (ja) * | 1992-05-20 | 2001-05-21 | マツダ株式会社 | 自動車のドアインパクトバー構造 |
| JP3021963B2 (ja) | 1992-05-29 | 2000-03-15 | 株式会社神戸製鋼所 | インパクトビーム |
| JP3029514B2 (ja) | 1992-12-04 | 2000-04-04 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製自動車ドア用補強部材 |
| US6017403A (en) * | 1993-03-02 | 2000-01-25 | Yamaha Corporation | High strength and high rigidity aluminum-based alloy |
| FR2713664B1 (fr) * | 1993-11-17 | 1996-05-24 | Pechiney Rhenalu | Alliage type Al-Si-Mg à ductilité et emboutissabilité améliorées et procédé d'obtention. |
| JP3068395B2 (ja) * | 1993-12-17 | 2000-07-24 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ドアインパクトビーム材 |
| US5551135A (en) * | 1994-05-25 | 1996-09-03 | Powers, Iii; John | Method of fabricating a metal purlin and method of fabricating a building therewith |
| DE19739595C1 (de) * | 1997-09-10 | 1999-02-04 | Daimler Benz Ag | Profil für einen Kipperboden |
| US6054197A (en) * | 1997-09-19 | 2000-04-25 | State University Of New York At Albany | Structural elements |
-
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-
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