一种轻量化汽车防撞梁结构
阅读说明：本技术 一种轻量化汽车防撞梁结构 (Lightweight car anticollision roof beam structure ) 是由 董含武 张娜 叶小舟 詹俊 王文均 王联 漆卫东 于 2021-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轻量化汽车防撞梁结构,包括防撞梁本体、可与汽车固定的连接板、连接固定防撞梁本体与连接板的吸能盒,防撞梁本体、连接板以及吸能盒均由轻金属或轻金属合金制成。本发明的防撞梁整体材料采用镁合金,其比强度高、塑性良好、减震性强,并且其吸能效果较好,能有效防止或减少碰撞对车身及底盘零部件的损伤。(The invention discloses a lightweight automobile anti-collision beam structure which comprises an anti-collision beam body, a connecting plate capable of being fixed with an automobile and an energy absorption box for connecting and fixing the anti-collision beam body and the connecting plate, wherein the anti-collision beam body, the connecting plate and the energy absorption box are all made of light metal or light metal alloy. The anti-collision beam is made of magnesium alloy, has high specific strength, good plasticity, strong shock absorption and good energy absorption effect, and can effectively prevent or reduce the damage of collision to parts of a vehicle body and a chassis.)
技术领域
本发明涉及交通运输工具轻量化应用技术领域，具体为一种轻量化汽车防撞梁结构。
背景技术
交通运输工具轻量化是实现节能减排的重要措施之一，在汽车工业尤为迫切，对汽车工业的可持续发展具有重要意义。
目前汽车轻量化材料在汽车上得到了广泛的应用，实现汽车轻量化主要通过采用轻量化材料及应用先进的工艺技术，轻量化材料不仅可以节能减排，也可以降低汽车研发成本。
防撞梁作为汽车保护装置的重要组成部分，通常防撞梁各部位全部采用钢材材质，导致其质量较大且防撞结构较一般，且防撞梁不同部位的结构、受力、设计性能要求等均不相同，加之考虑到须尽量降低成本，以致于现有的防撞梁结构难以满足汽车安全需求，因而提出一种全新的镁合金材质的防撞梁来解决上述中所提出的问题。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种轻量化汽车防撞梁，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种轻量化汽车防撞梁结构，包括防撞梁本体、可与汽车固定的连接板以及连接固定防撞梁本体、连接板的吸能盒，防撞梁本体、连接板以及吸能盒均由轻金属或轻金属合金制成。
优选的，吸能盒包括左吸能盒、右吸能盒，所述防撞梁本体、连接板、左吸能盒和右吸能盒是由镁合金材料制成。
优选的，所述左吸能盒、右吸能盒由A型镁合金材料制成，防撞梁本体由B型镁合金材料制成，连接板由C型镁合金材料制成。
优选的，B型镁合金强度＞A型镁合金强度；A型镁合金塑性＞B型镁合金塑性。
优选的，所述镁合金材料为镁铝合金或者镁锌合金或者镁锰合金或者镁锡合金。
优选的，镁合金材料的制备工艺为铸造或者挤压或者轧制或者锻造。
优选的，吸能盒与防撞梁本体或连接板之间为焊接固定，所述焊接方式包括氩弧焊、激光焊、搅拌摩擦焊。
优选的，吸能盒的轴线与汽车前进方向一致。
本发明的有益效果为：
1、本发明的轻量化汽车防撞梁结构，由于正面碰撞和正面偏置碰撞时，上面的防撞梁本体、横梁两侧的左吸能盒和右吸能盒以及下面的连接板承受的碰撞能量是不同的，因此使用的材料为异型镁合金材料，且该防撞梁主要通过焊接工艺进行连接，其整体重量较轻且结构稳固，从而有效的解决了现如今的防撞梁重量较大，且防撞结构较为一般的问题。
2、该汽车防撞梁整体材料采用镁合金，其比强度高、塑性良好、减震性强，并且其吸能效果较好，能有效防止或减少碰撞对车身及底盘零部件的损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提出的一种轻量化汽车防撞梁结构的结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
图中：1、防撞梁本体，2、连接板、3、左吸能盒，4、右吸能盒。
如图1所示，本实施例公开了一种轻量化汽车防撞梁结构，包括防撞梁本体、可与汽车固定的连接板以及连接固定防撞梁本体、连接板的吸能盒，防撞梁本体、连接板以及吸能盒均由轻金属或轻金属合金制成。吸能盒包括左吸能盒、右吸能盒，所述防撞梁本体、连接板、左吸能盒和右吸能盒是由镁合金材料制成。左吸能盒、右吸能盒由A型镁合金材料制成，防撞梁本体由B型镁合金材料制成，连接板由C型镁合金材料制成。强度比较，B型镁合金＞A型镁合金，塑性比较，A型镁合金＞B型镁合金。镁合金材料一般可以是镁铝合金、镁锌合金、镁锰合金或镁锡合金中的一种或几种。镁合金材料的制备工艺为铸造、挤压、轧制或者锻造中的一种或几种，可以理解为在先铸造后挤压或(和)锻造，可以提高镁合金力学性能，特别是提高材料强度和塑性，使得防撞梁的效果更佳。吸能盒与防撞梁本体或连接板之间为焊接固定，所述焊接方式包括氩弧焊、激光焊、搅拌摩擦焊等，应当理解为采用热输入或者机械能转化的方式，使材料融化或者软化后，需要连接在一起的材料两端在物理和(或)化学变化后以冶金结合方式结合在一起。吸能盒的轴线与汽车前进方向一致。B型镁合金拉伸强度≥280MPa，断裂伸长率≥6％，A型镁合金抗拉强度≥240MPa，断裂伸长率≥7.5％。C型镁合金抗拉强度≥200MPa，断裂伸长率≥5％。
上面的防撞梁本体可以是由ZK61镁合金材料的型材制成，其制备所用的主要工艺为挤压；其抗拉强度约为310MPa，断裂伸长率约为7.5％。
防撞梁本体两侧的左吸能盒和右吸能盒可以是由AZ61镁合金材料的型材制成；其制备所用的主要工艺可以为挤压；其抗拉强度约为255MPa，断裂伸长率约为8.5％。
下面的连接板可以是由AZ31镁合金材料制成；其制备所用的主要工艺可以为挤压+轧制；其抗拉强度约为220MPa，断裂伸长率约为5.5％。
上述所用的合金制备工艺主要是为了改善合金性能以达到所需的力学性能，所述改善并不一定是提升力学性能，也可以是降低某些或者全部性能参数以满足所需性能要求。
中间的左、右吸能盒通过激光焊接方式连接上面的防撞梁本体和下面的连接板，下面的连接板上开设有安装孔。该镁合金防撞梁，通过下面的连接板直接固定于车上。
一般而言，碰撞梁必须有良好的强度，以及一定的塑性。强度保证吸能的效果，塑性保证不会很快就断裂。相对而言，吸能盒的塑性要求是最高的，这样才能吸收足够的碰撞能量。碰撞时候，最先是吸能盒溃缩吸能，然后是本体断裂或破坏吸能。而连接板主要起到连接固定作用，因而强度要求不高，成本优先。焊接强度不小于强度较低的合金的90％。焊接工艺要求焊透，即，外观目视看到的接缝处，吸能盒的截面与本体、与连接板，都应该通过焊接连接，而不出现虚焊。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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