本實用新型屬于汽車設計技術領域，特別涉及一種變厚度汽車后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)。

背景技術：

汽車后地板下橫梁是焊裝在汽車后地板前部的一個小總成結(jié)構(gòu)，是對汽車后地板總成的加強，可以提升白車身扭轉(zhuǎn)剛度，同時也在汽車側(cè)面碰撞過程中，抵抗側(cè)面變形，減少側(cè)面侵入量。

目前汽車后地板下橫梁通常采用不變厚度的板料進行冷沖壓加工制成，由于采用整體不變厚度的板料加工成的結(jié)構(gòu)不能較好滿足后地板的性能要求，一般采用兩種手段對其進行加強。

一種是對后地板下橫梁零件的整體厚度進行增加，來提升后地板總成的剛度和強度，由此會導致汽車車身整體質(zhì)量的增加，無法滿足目前汽車廠商對汽車輕量化越來越嚴格的要求。

另一種是在兩端設置有加強板，或是通過在兩端采用厚度較大的連接板進行加強，這種形式的后地板下橫梁雖然能較好地加強后地板總成剛度和強度，但結(jié)構(gòu)較為復雜，零件數(shù)量需要增加，附加模具、沖壓及焊接成本較高。

以上形式的結(jié)構(gòu)在力學上并沒有達到結(jié)構(gòu)設計和材料利用的最優(yōu)，無法實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化以及材料合理利用，而通過本方案中的變厚度后地板下橫梁結(jié)構(gòu)，通過采用變厚度分布結(jié)構(gòu)，達到結(jié)構(gòu)最佳輕量化效果。

中國專利公告號203766902U公開的一種車輛后地板下橫梁，通過在車輛后地板下橫梁中形成腔體，并在車輛后地板下橫梁中設置加強板，在不增加車輛后地板下橫梁質(zhì)量的前提下，有效提高了車輛下橫梁強度和剛度，改善車輛的側(cè)碰性能。

以上已公開的汽車后地板下橫梁結(jié)構(gòu)中是采用多個等厚度結(jié)構(gòu)焊接在一起，加強件數(shù)量多，工藝復雜，附加的加工成本較高。

根據(jù)專利檢索，目前尚未發(fā)現(xiàn)采用連續(xù)變厚度材料制作后地板下橫梁總成的相關專利報道。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于設計一種變厚度后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)，通過對后地板下橫梁及其加強板的兩端接頭位置進行局部厚度增加，提升汽車后地板總成結(jié)構(gòu)的剛強度，并實現(xiàn)輕量化設計。通過借助柔性軋制技術制成的連續(xù)變厚度板材制作汽車后地板下橫梁及其加強件，由此后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)在車身橫向上不同位置具備不同的厚度分布，可以很好地滿足汽車側(cè)面碰撞的要求。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種變厚度后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)，包括后地板下橫梁、后地板下橫梁加強板，組成一個腔體結(jié)構(gòu)；后地板下橫梁及其加強板的兩端分別于汽車門檻梁相連接；其中，所述后地板下橫梁和后地板下橫梁加強板采用從中間到兩端依次變化的連續(xù)變厚度鋼板，其中，所述后地板下橫梁為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁左段、后地板下橫梁左過渡段、后地板下橫梁中段、后地板下橫梁右過渡段、后地板下橫梁右段；其中，后地板下橫梁左、右段、中段的厚度為等厚度，后地板下橫梁左、右段的厚度較后地板下橫梁中段的厚度大；左、右過渡段的厚度為連續(xù)變厚度；所述后地板下橫梁加強板為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁加強板左段、后地板下橫梁加強板左過渡段、后地板下橫梁加強板中段、后地板下橫梁加強板右過渡段、后地板下橫梁加強板右段；其中，后地板下橫梁加強板左段、右段、中段的厚度為等厚度，后地板下橫梁加強板左段、右段的厚度較后地板下橫梁加強板中段的厚度大；左、右過渡段的厚度為連續(xù)變厚度。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)形成的腔體中部位置的腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，腔體的寬度為30-50mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁中段的厚度為0.8-1.5mm；所述后地板下橫梁加強板左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁加強板中段的厚度為0.8-1.5mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強板的左、右過渡段的厚度變化梯度處于1:50～1:200之間，即厚度每變化1mm，左、右過渡段長度為50mm～200mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強板通過點焊連接，后地板下橫梁及其加強板和門檻梁通過點焊或二保焊連接。

后地板下橫梁總成的抗彎曲扭轉(zhuǎn)的能力與總成截面形狀及厚度相關，其截面面積及厚度越大，結(jié)構(gòu)抗彎曲扭轉(zhuǎn)的能力越強，因此，本實用新型變厚度汽車后地板下橫梁總成除了通過結(jié)構(gòu)腔體提升截面面積之外，還通過局部增加兩端與門檻梁連接部位的厚度，進一步提高了總成抗彎曲能力，同時也有利于側(cè)面碰撞安全性的提升。

本實用新型后地板下橫梁和后地板下橫梁加強板采用從中間到兩端依次變化的連續(xù)變厚度鋼板。

本實用新型后地板下橫梁結(jié)構(gòu)從截面上看，其形成的截面腔體高度要小于后地板下橫梁的高度，在后地板下橫梁中部位置腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，從而有效提高后地板下橫梁結(jié)構(gòu)在兩側(cè)的強度和剛性；為保證腔體有足夠的剛性，截面腔體的寬度為30-50mm。

后地板下橫梁和后地板下橫梁加強板可設計成三個等厚度段和兩個連續(xù)厚度過渡段的結(jié)構(gòu)形式，即兩端采用較大厚度的等厚度段，中間采用較小厚度的等厚度段，三者之間有兩個厚度連續(xù)變化的過渡段。

由此，后地板下橫梁和后地板下橫梁加強板在不同區(qū)域就可以根據(jù)厚度不同設計實現(xiàn)后地板下橫梁結(jié)構(gòu)從兩端到中間在抗彎曲強度上從強到弱的變化。

為了實現(xiàn)本設計的變厚度結(jié)構(gòu)，本實用新型通過柔性軋制工藝方法來是實現(xiàn)，即采用一個等厚度的卷料，通過柔性軋制生產(chǎn)獲得沿著軋制方向有不同板厚的連續(xù)變厚度卷料，通過落料得到具有設計的不同厚度區(qū)域的金屬板料，之后通過熱沖壓或冷沖壓等工藝，分別獲得具有不同厚度區(qū)域的金屬件。

本實用新型的有益效果：

本實用新型后地板下橫梁結(jié)構(gòu)的薄壁厚度從中間到兩端逐漸增厚，符合汽車車身剛度強度對后地板下橫梁總成的要求，提升扭轉(zhuǎn)彎曲剛度，同時由有利于側(cè)面碰撞安全性的提高。采用本實用新型的前地板下橫梁結(jié)構(gòu)，通過運用變厚度板料設計，在提升性能的同時，可以有效減少結(jié)構(gòu)件數(shù)量，實現(xiàn)材料的最大利用，達到結(jié)構(gòu)輕量化的效果，減少零件在加工、焊接等方面的綜合成本。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型實施例的剖視圖。

圖3為本實用新型實施例后地板下橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型實施例后地板下橫梁加強板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型實施例用板料厚度過渡區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參見圖1～圖5，本實用新型的一種變厚度后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)，包括后地板下橫梁1、后地板下橫梁加強板2，組成一個腔體結(jié)構(gòu)；后地板下橫梁1及其加強板2的兩端分別于汽車門檻梁相連接；所述后地板下橫梁和后地板下橫梁加強板采用從中間到兩端依次變化的連續(xù)變厚度鋼板，其中，

所述后地板下橫梁1為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁左段11、后地板下橫梁左過渡段12、后地板下橫梁中段13、后地板下橫梁右過渡段14、后地板下橫梁右段15；其中，后地板下橫梁左、右段11、15、中段13的厚度為等厚度，后地板下橫梁左、右段11、15的厚度較后地板下橫梁中段13的厚度大；左、右過渡段12、14的厚度為連續(xù)變厚度；

所述后地板下橫梁加強板2為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁加強板左段21、后地板下橫梁加強板左過渡段22、后地板下橫梁加強板中段23、后地板下橫梁加強板右過渡段24、后地板下橫梁加強板右段25；其中，后地板下橫梁加強板左段、右段21、25、中段23的厚度為等厚度，后地板下橫梁加強板左段、右段21、25的厚度較后地板下橫梁加強板中段23的厚度大；左、右過渡段22、24的厚度為連續(xù)變厚度。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)形成的腔體中部位置的腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，腔體的寬度為30-50mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁中段的厚度為0.8-1.5mm；所述后地板下橫梁加強板左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁加強板中段的厚度為0.8-1.5mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強板的左、右過渡段的厚度變化梯度處于1:50～1:200之間，即厚度每變化1mm，左、右過渡段長度分別為50mm～200mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強板通過點焊連接，后地板下橫梁及其加強板和門檻梁通過點焊或二保焊連接。

圖2所示為本實用新型實例后地板下橫梁結(jié)構(gòu)的中部剖面示意圖。圖中可見，由后地板下橫梁1和后地板下橫梁加強板2組成的腔體結(jié)構(gòu)，可以有效提升前縱梁后端結(jié)構(gòu)的抗彎曲特性。

后地板下橫梁結(jié)構(gòu)從截面上看，其形成的截面腔體高度要小于后地板下橫梁的高度，在后地板下橫梁中部位置腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，從而有效提高后地板下橫梁結(jié)構(gòu)在兩側(cè)的強度和剛性；為保證腔體有足夠的剛性，截面腔體的寬度為30-50mm。

本實用新型采用連續(xù)變厚度金屬板材，用于制作一種汽車后地板下橫梁及其加強板，所制成的后地板下橫梁及其加強板在車身橫向設計有不同的厚度，該方案通過對兩端與車身門檻接頭相連位置進行局部增厚，達到部件總成減重并減少結(jié)構(gòu)加強件數(shù)量的目的，很好克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)加強方案的不足，在實現(xiàn)輕量化設計的同時，可以提升汽車扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)面碰撞安全性，滿足汽車技術發(fā)展要求。

為了實現(xiàn)本設計的變厚度結(jié)構(gòu)，本實用新型通過柔性軋制工藝方法來是實現(xiàn)，即采用一個等厚度的卷料，通過柔性軋制生產(chǎn)獲得沿著軋制方向有不同板厚的連續(xù)變厚度卷料，通過落料得到具有設計的不同厚度區(qū)域的金屬板料，之后通過熱沖壓或冷沖壓等工藝，分別獲得具有不同厚度區(qū)域的金屬件。板料的縱向剖切面的厚度示意圖如圖5所示。

汽車安全與輕量化成為汽車發(fā)展的重要趨勢。變厚度后地板前橫梁結(jié)構(gòu)是在后地板前橫梁的不同部位設計有不同厚度，并采用經(jīng)過柔性軋制的連續(xù)變厚度板料制作而成。本實用新型變厚度結(jié)構(gòu)不僅能很好地滿足車身對扭轉(zhuǎn)彎曲剛度的要求，也能最大程度上減少材料使用，能在保證安全性的前提下，實現(xiàn)輕量化設計。

本實用新型采用變厚板結(jié)合汽車設計要求來實現(xiàn)變厚度零件設計及制作的方法，還可以繼續(xù)用于其他汽車關鍵結(jié)構(gòu)件的設計中，如汽車座椅橫梁、A柱等。