防撞梁和具有它的车辆的制作方法

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种防撞梁和具有它的车辆。

背景技术：

防撞梁作为一种保护驾驶室安全的装置，在整车碰撞安全中起重要的作用，当前防撞梁基本不起溃缩作用，防撞梁结构强度过大或过小，均会导致车辆在碰撞时期造成乘员受伤或车辆损坏。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种防撞梁，防撞梁由外到内可逐级变形溃缩吸能。

本发明还提出了一种具有上述防撞梁的车辆。

根据本发明实施例的防撞梁，所述防撞梁为长条形梁，且所述防撞梁的截面包括：一级溃缩部，所述一级溃缩部具有易溃缩段；二级溃缩部，所述二级溃缩部设置在所述一级溃缩部的朝向车内的一侧，所述易溃缩段向所述二级溃缩部所在方向凸出；加强部，所述加强部设置在所述二级溃缩部的朝向车内的一侧。

根据本发明的一些实施例，所述二级溃缩部包括二级中部加强梁，所述加强部包括中部加强横梁，在从车外向车内的方向上，所述易溃缩段与所述二级中部加强梁、所述中部加强横梁对齐。

进一步地，所述二级中部加强梁将所述二级溃缩部的腔体分割为两个二级变形预留腔体，所述中部加强横梁将所述加强部的腔体分割为两个加强腔体。

进一步地，所述加强腔体内设置有侧边加强横梁，所述侧边加强横梁与所述中部加强横梁平行，且所述侧边加强横梁将对应所在腔体一分为二。

进一步地，所述易溃缩段为环形梁，且所述环形梁向所述二级溃缩部凸出。

根据本发明的一些实施例，所述一级溃缩部与所述二级溃缩部通过一级缓冲内壁梁相连接，所述二级溃缩部与所述加强部通过二级缓冲加强内壁梁相连接。

进一步地，所述一级溃缩部具有一级溃缩腔，所述一级溃缩腔内设置有两个斜撑缓冲梁，在从车外向车内的方向上，两个所述斜撑缓冲梁的距离逐渐变窄。

进一步地，所述一级溃缩部包括环形外梁，所述易溃缩段通过所述环形外梁与所述一级缓冲内壁梁相连接，所述斜撑缓冲梁的外端与所述环形外梁相连接，所述斜撑缓冲梁的内端与所述一级缓冲内壁梁相连接，且所述斜撑缓冲梁的内端与所述二级中部加强梁错开。

进一步地，所述环形外梁包括环形变形缓冲梁和碰撞外梁，所述碰撞外梁与所述一级缓冲内壁梁通过所述环形变形缓冲梁相连接，所述易溃缩段与所述环形变形缓冲梁通过所述碰撞外梁相连接，所述碰撞外梁与所述一级缓冲内壁梁平行，所述斜撑缓冲梁的外端与所述碰撞外梁相连接。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述的防撞梁。

相对于现有技术，本发明所述的防撞梁具有以下优势：

根据本发明的防撞梁，可以在车辆发生碰撞时，防撞梁由外到内逐级变形溃缩吸能，还可在变形溃缩时增大受力面积，减小防撞梁应力集中，从而有利于提升车辆的安全性能。

所述车辆与上述的防撞梁相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是防撞梁的立体图；

图2是防撞梁的截面图；

图3是整体一级溃缩吸能阶段防撞梁的结构变化示意图；

图4是二级缓冲吸能阶段防撞梁的结构变化示意图。

附图标记：

一级溃缩部1、二级溃缩部2、加强部3、易溃缩段4、二级中部加强梁5、中部加强横梁6、二级变形预留腔体7、侧边加强横梁8、矩形加强腔体9、一级缓冲内壁梁10、二级缓冲加强内壁梁11、斜撑缓冲梁12、环形外梁13、一级中部变形预留腔体14、扇形变形腔体15、环形变形缓冲梁16、碰撞外梁17、防撞梁18。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1-图4详细描述根据本发明实施例的防撞梁18。

参照图1和图2所示，防撞梁18为长条形梁，且防撞梁18的截面包括：一级溃缩部1、二级溃缩部2、加强部3。

一级溃缩部1具有易溃缩段4，二级溃缩部2设置在一级溃缩部1的朝向车内的一侧，以防撞梁18为前防撞梁为例，当车辆前部发生碰撞时，防撞梁18承受一部分碰撞力，一级溃缩部1会向二级溃缩部2变形溃缩，易溃缩段4向二级溃缩部2所在方向凸出，以实现一级溃缩部1向二级溃缩部2溃缩时，易溃缩段4会先接触到二级溃缩部2，进而易溃缩段4被碰撞力和二级溃缩部2的支持力下被拉直，以实现吸收部分碰撞能量，提高一级溃缩部1的受力面积，在车辆受到较小碰撞能够保证机舱内零部件更加安全。

加强部3设置在二级溃缩部2的朝向车内的一侧，可选地，一级溃缩部1的高度大于二级溃缩部2的高度，二级溃缩部2的高度与加强部3的高度相同，加强部3的结构刚度大于二级溃缩部2，二级溃缩部2的结构刚度大于一级溃缩部1，也就是说，防撞梁18内层(加强部3)坚固，外层(一级溃缩部1和二级溃缩部2)较弱，可以在碰撞的瞬间首先外层变形然后经过吸能传递到内层，进而传递给整根防撞梁18，然后将碰撞力传递至车身吸能盒和纵梁结构，以实现车辆发生碰撞时，一级溃缩部1、二级溃缩部2、加强部3逐级变形溃缩吸能，且吸能能力逐级减弱，避免加强部3被压溃而进入驾驶室内，从而有利于提升车辆的安全性能。

根据本发明的防撞梁18，可以在车辆发生碰撞时，防撞梁18由外到内逐级变形溃缩吸能，还可在变形溃缩时增大一级溃缩部1的受力面积，减小防撞梁18应力集中，从而有利于提升车辆的安全性能。

参照图2所示，二级溃缩部2包括二级中部加强梁5，加强部3包括中部加强横梁6，在从车外向车内的方向上，易溃缩段4与二级中部加强梁5、中部加强横梁6对齐，以实现一级溃缩向二级溃缩部2溃缩时，易溃缩段4会先接触到不易变形的且被中部加强横梁6支撑的二级中部加强梁5，进而被碰撞力和二级中部加强梁5的支持力下被拉直，以实现吸收部分碰撞能量，提高一级溃缩部1的受力面积，中部加强横梁6在车辆受到碰撞时变形较小，能够保证机舱内零部件更加安全。位于防撞梁中部的二级中部加强梁5和中部加强横梁6还可以提高防撞梁18中部的结构强度，从而有利于防止在车辆碰撞时，防撞梁18中部断裂失效。

参照图2所示，二级中部加强梁5将二级溃缩部2的腔体分割为两个二级变形预留腔体7，中部加强横梁6将加强部3的腔体分割为两个加强腔体。

进一步地，加强腔体内设置有侧边加强横梁8，侧边加强横梁8与中部加强横梁6平行，且侧边加强横梁8将对应所在腔体一分为二，如图2所示，两个加强腔体被分隔为四个矩形加强腔体9。

具体地，加强部3内的矩形加强腔体9和二级溃缩部2内的二级变形预留腔体7，可以提高加强部3和二级溃缩部2的结构强度，并为加强部3和二级溃缩部2的变形溃缩提供溃缩空间，加强部3内的腔体数量大于二级溃缩部2内的腔体数量，以实现加强部3的结构刚度大于二级溃缩部2，进而达到防撞梁18由外到内逐级变形溃缩吸能的目的。

参照图1和图2所示，易溃缩段4为环形梁，且环形梁向二级溃缩部2凸出，从而有利于一级溃缩部1的生产制造，且环形梁边缘较为圆滑，可以减轻应力集中现象，同时可以提高易溃缩段4的吸能效果。

参照图2所示，一级溃缩部1与二级溃缩部2通过一级缓冲内壁梁10相连接，二级溃缩部2与加强部3通过二级缓冲加强内壁梁11相连接，一级缓冲内壁梁10和二级缓冲加强内壁梁11均为板状材料，从而有利于分散碰撞时防撞梁18的应力，提高车辆的安全性。

进一步地，一级溃缩部1具有一级溃缩腔，一级溃缩腔为一级溃缩部1的变形溃缩提供溃缩空间，一级溃缩腔内设置有两个斜撑缓冲梁12，在从车外向车内的方向上，两个斜撑缓冲梁12的距离逐渐变窄，以实现在一级溃缩部1变形溃缩时，一级溃缩部1在斜撑缓冲梁12的引导下，向增大一级溃缩部1的受力面积方向溃缩。

参照图2所示，一级溃缩部1包括环形外梁13，易溃缩段4通过环形外梁13与一级缓冲内壁梁10相连接，斜撑缓冲梁12的外端与环形外梁13相连接，斜撑缓冲梁12的内端与一级缓冲内壁梁10相连接，两个斜撑缓冲梁12将一级溃缩腔分隔成三个独立腔体，三个独立腔体分别是一个一级中部变形预留腔体14和两个扇形变形腔体15，扇形变形腔体15位于一级中部变形预留腔体14的两侧，斜撑缓冲梁12的内端与二级中部加强梁5错开，以降低一级溃缩部1的结构强度，提高一级溃缩部1的溃缩吸能效果，碰撞时，一级缓冲内壁梁10会在与斜撑缓冲梁12内端连接处产生变形溃缩，以实现二级溃缩部2的溃缩吸能。

进一步地，环形外梁13包括环形变形缓冲梁16和碰撞外梁17，碰撞外梁17与一级缓冲内壁梁10通过环形变形缓冲梁16相连接，易溃缩段4与环形变形缓冲梁16通过碰撞外梁17相连接，碰撞外梁17与一级缓冲内壁梁10平行，斜撑缓冲梁12的外端与碰撞外梁17相连接。

在本发明的一些实施例中，车辆受到碰撞时，防撞梁18由外到内逐级变形溃缩吸能，逐级变形溃缩吸能主要分为三个阶段，分别是：整体一级溃缩吸能阶段、二级缓冲吸能阶段、三级抗变形吸能阶段。

整体一级溃缩吸能阶段时，防撞梁18的变化如下：

参照图2和图3所示，碰撞外梁17带动斜撑缓冲梁12向一级缓冲内壁梁10方向变形溃缩，环形变形缓冲梁16受压变形，换言之，一级溃缩部1向二级溃缩部2变形溃缩，此过程中变形的结构吸收部分碰撞能量，抵消掉部分碰撞冲击，直到易溃缩段4接触一级缓冲内壁梁10，易溃缩段4与一级缓冲内壁梁10的接触点为一级缓冲内壁梁10与二级中部加强梁5相交处，一级缓冲内壁梁10有较强的抵抗变形能力，导致易溃缩段4持续变形。

整体一级溃缩吸能阶段，主要由一级溃缩部1变形吸收部分碰撞能量，从而有利于车辆受到较小的碰撞能够保证机舱内零部件更加安全。

二级缓冲吸能阶段时，防撞梁18的变化如下：

参照图2和图4所示，随着碰撞力的增大，环形变形缓冲梁16以及斜撑缓冲梁12持续产生变形，由于斜撑缓冲梁12导向作用，易溃缩段4开始被两侧的斜撑缓冲梁12张力作用下拉直变形，直到易溃缩段4被拉直，从而有利于提升防撞梁18的受力面积，进而有利于提升防撞梁18对机舱及乘客的防护能力。其中一级缓冲内壁梁10受到斜撑缓冲梁12冲击挤压，由于斜撑缓冲梁12的内端与二级中部加强梁5错开，一级缓冲内壁梁10会在与斜撑缓冲梁12内端连接处产生变形溃缩，挤压二级变形预留腔体7，以实现二级变形预留腔体7溃缩吸能。同时环形变形缓冲梁16持续变形，扇形变形腔体15被进一步压缩变形，吸收碰撞过程的能量。

二级缓冲吸能阶段，一级溃缩部1的进一步变形溃缩和二级溃缩部2的变形溃缩使碰撞的能量被进一步吸收，易溃缩段4的拉直变形和扇形变形腔体15的压缩可以缓冲一级溃缩部1和二级溃缩部2结构刚度差异导致的突变冲击载荷，具体地，当车辆受到能够产生二级缓冲吸能阶段的碰撞时，环形变形缓冲梁16既保证了整体一级溃缩吸能阶段的吸能作用，又起到了二级缓冲吸能阶段时，由于斜撑缓冲梁12以及环形变形缓冲梁16的结构本身，使得整体一级溃缩吸能阶段到二级缓冲吸能阶段的过程缓冲的更加平滑，不至于破坏防撞梁18的整体结构，或者由于车辆瞬间受到较大的撞击力，环形变形缓冲梁16可以使整体一级溃缩吸能阶段到二级缓冲吸能阶段的过程过度较慢，从而有利于提高乘员的安全性。

三级抗变形吸能阶段，防撞梁18的变化如下：

参照图2和图4所示，随着碰撞力继续的增大，环形变形缓冲梁16、斜撑缓冲梁12、碰撞外梁17会被挤压到一起，此时高强度的矩形加强腔体9具有持续地、强烈地抵抗变形能力，以维持防撞梁18的整体形状不断裂，以实现整根防撞梁18承受碰撞力，并将碰撞力传递至车身吸能盒和纵梁结构。

三级抗变形吸能阶段，加强部3可以尽可能的保持防撞梁18的弧形形状不断裂，换言之，防撞梁18在车辆俯视方向为拱形结构，也就是说，防撞梁18具有溃缩特性的同时，具有变形自锁限位的作用，当达到三级抗变形吸能阶段时，整根防撞梁18通过自身变形形成结构更刚的新结构截面，加强部3保证防撞梁18尽可能保持原有弧度不变，从而有利于保证驾驶室内乘员的安全。防撞梁18不影响车身其它结构的使用，防撞梁18可以配合原有的车身吸能盒达到多级缓冲和溃缩功能，从而有利于将防撞梁18上受到的碰撞力传递至拱形结构两端的车身吸能盒上，使得防撞梁18撞到树或者电线杆等物体时，能够最大程度的避免由于碰撞力的集中导致防撞梁18的中部断裂，进而有利于降低对乘员产生的伤害。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例的防撞梁18，防撞梁18的截面为封闭截面，而对于车辆的其它构造，如底盘、变速器等均已为本领域技术人员所熟知的公知技术，因此这里不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。