本申請要求均提交于2014年9月22日的法國專利申請1458913和ep專利申請14382354.0的利益。

本發明涉及金屬工件領域，該金屬工件涉及制造金屬框架、尤其框架或者汽車車身。

背景技術：

本發明的目的是提供一種方法，用于精確地控制在碰撞期間該類型金屬工件的強度特性以及變形模式。

已經提出了制造包括沿著其長度分布的接連區域的長形金屬工件的各種方法，其中機械強度的相應可控屬性低于所述金屬工件的主體的強度。

根據現有技術，金屬工件典型地由扁平金屬板材制成，扁平金屬板材隨后典型地利用熱成型，以根據所述用途獲得合適的截面。特定非限制的，但是優選的，該類型截面的例子是大致帽狀截面，其包括工件的底部，相應壁在兩側延伸并且布置成大致橫向于底部，每個壁在其與工件的底部相反的端部通過凸緣延伸，該凸緣面向外側，通常典型地平行于底部。這些工件的截面能夠沿著其長度改變。這些工件大致包括緊固件以及安裝接口，例如，但是不限于形成在凸緣中的緊固孔的形狀。

已經具體地提出了用于以高于奧氏體化溫度的溫度加熱熔爐中金屬坯件的不同方法，用于通過具有可控冷卻電路的沖壓工具隨后成型這樣加熱的坯件。沖壓工具成型為限制與拉延的金屬坯件的接觸區域。結果，金屬工件的與冷卻的沖壓工具接觸的區域執行轉換為馬氏體相并且呈現高機械強度，例如拉伸強度至少等于1300mpa，典型地高于1400mpa，而金屬工件的不直接接觸沖壓工具因而仍接觸空氣的區域緩慢冷卻，執行在奧氏體和馬氏體相之間的中間相位轉換，最終具有較低機械強度，例如拉伸強度小于1000mpa。這種低機械強度區域對應于不同的成分，例如珍珠巖、鐵氧體、貝氏體以及退火馬氏體的混合物。

上述提到的方法的一個例子公開于文獻ep2209696，其描述了一種通過工具進行的熱拉延方法，該工具包括兩個互補的拉延構件，拉延構件被至少局部冷卻，在它們之間保持要成型的工件，直到達到期望硬化。

不同的方式能夠實施以防止工件的太急速冷卻，因而避免其局部硬化。沖壓工具中防止工件急速冷卻的這些裝置中的一些能夠包括凹槽或者插件，凹槽或者插件設置在所述拉延構件中或者呈拉延構件的特定部分的加熱裝置的形式。這種裝置的例子公開于文獻gb2313848和us3703093。

其他公知方法包括激光處理或者局部感應以控制工件的溫度，以及根據源自溫度改變的轉換而分別獲得高機械強度區域和低機械強度區域。

wo2009/064236描述了制造用于機動車車身的橫梁，其具有：基本馬氏體結構的主體，具有的強度(拉伸強度)高于1300mpa；以及靠近其下端的部分具有的強度(拉伸強度)低于800mpa，具有的寬度小于30mm并且不高于支柱的高度的三分之一，用作與具有基本馬氏體形狀的下緊固端部的過渡。

此外，例如，文獻wo2010/126423公開了制造具有三個接連的相鄰區域的工件，其具有逐漸降低的低于1000mpa的機械強度(拉伸強度)。

而且，文獻wo2006/038868公開了制造具有多個低機械強度區域的工件，例如具有四個低機械強度區域，它們被中間更高強度部分成對地分隔。

其他布置描述于文獻us2012/267919以及us2004/018049。

文獻ep2565489、us6820924和jp07119892公開了嘗試控制結構工件中的變形區域的額外方式。

wo2014087219描述了一種用于車輛主體前部的結構，其包括：前側構件；板式構件，其包括相對于前側構件的端部定位于車輛前側的端部；保險杠加固件，其包括具有第一和第二聯接部分的車寬方向外側部分；聯接構件，其將前側構件的前端部以及板式構件的前端部聯接；內部能量吸收部分，其在車輛的前側布置在前側構件的前端部處；內部能量吸收部分，其將聯接構件以及第一聯接部分聯接；以及外能量吸收部分，其在車輛的前側布置在板式構件的前端部處；所述外部能量吸收部分將聯接構件以及第二聯接部分聯接。

us2004201256涉及一種設置有壓碎觸發器的車輛的壓碎軌道或者其他結構構件。壓碎觸發器通過加熱壓碎軌道或者其他部分的局部區域而形成，允許它們緩慢冷卻以提供局部區域的增加的延展性以及降低的強度。

wo2011108080描述了一種用于在碰撞期間吸收來自車輛前側的震動的減震構件。減震構件定位于發動機以及車輛前結構之間，車輛前結構定位在發動機前側，諸如定位在散熱器前側。因此，用于負荷的新路徑形成在散熱器和發動機之間。因而，能夠降低施加至車輛工作框架的其他段(諸如前側構件或者中心構件)的負荷，并且能夠改善在碰撞期間的減震效率。

us5431445涉及一種包括縱向延伸側軌道的車輛框架。每個側軌道具有中空橫梁結構，并且包括沿著拐角的一系列組的拐角片。每個拐角片沿著一側延伸一段距離以及沿著相鄰側延伸較短距離。

技術實現要素：

公知現有技術允許粗略控制金屬工件的機械屬性。但是，通常不允許多種選項或者高準確度地限定用于這種機械工件的整體以及分別每個區域的最終強度。

在該背景中，本發明的目的是提供一種新方式，用于更精確地控制在碰撞期間金屬工件的機械強度的改變以及源自該類型金屬工件的變形的模式。

更具體來說，本發明的目的是提供一種用于制造機動車輛的金屬工件，其具有根據縱向方向的大致長形形狀，其包括：

-至少一個邊緣，其在工件的兩個壁的相交處在縱向方向上延伸，以及

-至少一個區域，其具有的機械強度低于工件的主體的其余部分，

其特征在于，至少較低機械強度的區域沿著邊緣的長度起伏，在形成邊緣的每個壁中至少顯著地交替延伸。

能夠用本領域的技術人員公知的各種參數來測量工件的“機械強度”。優選地，在本發明的背景中，“機械強度低于工件的其余部分的區域”理解為這樣的區域，在該區域中以下三個參數中(屈服極限、拉伸強度和硬度)的至少一者低于工件的主體的其余部分的相同參數。

屈服極限是材料在開始塑料變形之前能夠承受的應力。

拉伸強度(最終拉伸強度)對應于材料在斷裂之前能夠承受的最大應力。

硬度對應于材料表面貫穿堅硬主體(例如，沖頭、圓木或者硬度計末端)的強度。

能夠通過對工件進行局部熱控制來形成的至少一個區域能夠提供更精確控制金屬工件的區域的機械強度，此外能夠更精確控制工件的變形行為。此外，在該情況下能夠避免金屬工件中的局部破裂。

根據本發明的進一步有利特征，至少具有的機械強度低于工件的主體的其余部分的所述區域具有的屈服極限比主體的其余部分低10％。

根據本發明的進一步有利特征，至少具有的機械強度低于工件的主體的其余部分的所述區域具有的拉伸強度比主體的其余部分低10％。

根據本發明的進一步有利特征，具有的機械強度低于工件的主體的其余部分的至少所述區域的硬度比主體的其余部分低10％。

上述提到的縱向方向對應于主伸長軸線或者“主連接軸線”。

根據本發明的有利特征，較低機械強度區域沿著邊緣起伏并且在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸，形成沿著邊緣起伏的大致周期性圖案。

根據上述應用，先前提到的低機械強度圖案的周期可以恒定或者不恒定。

根據本發明的進一步有利特征，沿著邊緣起伏的較低機械強度區域在形成邊緣的每個壁上顯著地交替地延伸，其由連續低機械強度帶或者由一系列接連的低機械強度區域形成。更具體來說，根據期望的應用，本發明的金屬工件能夠包括沿著邊緣的長度分布的一連串低阻力金屬帶，兩個接連的低機械強度帶被更高機械強度中間區域分隔。

根據本發明的一個實施例，工件包括在縱向方向上延伸的至少兩個邊緣，每個邊緣位于兩個相應壁的相交處，其中，共同壁位于兩個邊緣之間，并且分別沿著兩個邊緣中的每個邊緣起伏的較低機械強度區域在形成所述成型邊緣的每個壁上顯著地交替地延伸。

根據本發明的一個實施例，在兩個邊緣中的每個邊緣上起伏的較低機械強度區域的圖案處于同相。在進一步變型中，在兩個邊緣中的每個邊緣上起伏的圖案處于反相。

根據本發明的一個有利特征，被較低機械強度區域覆蓋的部分具有周期性輪廓，在該周期性輪廓中，至少一個邊緣的起伏形狀選自由正弦曲線、正方形、三角形或者鋸齒形構成的組。

根據本發明的一個實施例，工件包括至少一個額外的較低機械強度區域，其形成在兩個邊緣之間的共同壁中，位于在所述共同壁中面向彼此延伸的低機械強度區域的兩個圖案中的每個的內部的部分之間。

根據本發明的一個實施例，工件包括至少一個額外較低機械強度區域，其形成在兩個邊緣之間的共同壁中并且橫向地延伸，以便將在所述共同壁中面向彼此延伸的低機械強度區域的兩個圖案中的每個圖案的內部的部分連接。

根據本發明的一個實施例，低機械強度區域的每個圖案具有半周期，范圍為0.2×b至1×b，典型地等于0.8×b，其中，b對應于相反兩個壁之間的最大距離。根據一個變型，每個圖案具有不同于0.8×b的半周期，其中，b對應于相反兩個壁之間的最大距離。

根據本發明的進一步有利特征，沿著一個邊緣起伏的所述較低機械強度區域在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替地延伸，在位于共同邊緣的兩側的兩個壁上局部地延伸，根據橫向于主伸長軸線的截面具有線性分布，在與所述邊緣相鄰的第一壁中達至少60％、優選至少70％，在與所述邊緣相鄰的第二壁中達最多40％、優選最多30％，反之亦然。

在工件的兩個相鄰側之間的連接是漸進的情形下，也即至少稍微導圓，術語“邊緣”限定壁邊界以確定至少60％以及至多40％的前述分布，此處邊緣應理解為假想線，其對應于與兩個相鄰側的外表面對應的兩個平面的相交處。

根據本發明的進一步有利特征，低機械強度區域在橫向于主伸長軸線的截面中覆蓋的線性分布達壁寬度的至少10％、優選至少25％，以及至多為該寬度的80％，優選至多為該寬度的60％。

再次假設，工件的兩個相鄰側之間的連接是漸進的，也即至少稍微導圓，術語“邊緣”限定壁邊界以確定至少10％以及至多80％的前述分布，此處邊緣應理解為假想線，其對應于與兩個相鄰側的外表面對應的兩個平面的相交處。

本發明還涉及一種制造沿著縱向方向呈大致長形的金屬工件的方法，金屬工件用于制造機動車輛，該方法包括處理工件的主體的至少一個部分以形成工件的主體的至少兩個區域的步驟，兩個區域包括低機械強度區域和較高機械強度區域，其特征在于，通過限定較低機械強度區域執行上述提到的步驟，所述較低機械強度區域沿著在縱向方向上延伸至所述工件的兩個壁的相交處的一個邊緣起伏，顯著地交替覆蓋位于所述邊緣的兩側處的每個所述壁。

附圖說明

本發明的進一步特征、目的以及優勢將通過以下僅示意性的非限制說明變得顯而易見，并且應該參考附圖來閱讀，其中：

-圖1a至圖1i示出了能夠使用在本發明內容中的工件的9個非限制幾何例子的剖切立體圖，

-圖2a、圖2b和圖2c示出了工件的截面的三個可替換例子，圖1c示出了工件的幾何形狀，

-圖3、圖4和圖5示出了根據本發明的三個實施例的金屬工件的立體圖，

-圖6a、圖6b、圖6c和圖6d示出了根據本發明的四個周期性輪廓變型，其界定了沿著一個邊緣延伸的較低機械強度區域的一個邊緣，

-圖7示出了曲線，其圖示出在本領域公知的常規件中在變形期間相當大的能量吸收，常規件包括在其整個截面中的低機械強度區域，圖示9a出的在變形之前，圖9b示出了在變形之后，以及圖示出在根據本發明的工件變形期間所吸收的能量，本發明的工件包括沿著一個邊緣在周期性輪廓中分布的低機械強度區域，圖10a示出了在變形之前，圖10b示出了在變形之后，

-圖8示出了比較曲線，其圖示出根據相同工件的變形幅度而生成的力，本領域公知的常規件包括在其整個截面中的低機械強度區域，圖9a示出了在變形之前，圖9b示出了在變形之后，根據本發明的工件包括沿著一個邊緣在周期性輪廓中分布的低機械強度區域，圖10a示出了在變形之前，圖10b示出了在變形之后，

-圖11、圖12和圖13示出了根據本發明的工件的三個實施例的立體圖，

-圖14、圖15、圖16和圖17示出了根據本發明的低機械強度帶輪廓的四個變型，

-圖18示意性示出了工件截面，圖示了對應于相反兩個壁之間的最大距離的幅度b，

-圖19圖示了本發明的工件的特定例子，而圖20示出了在縱向張力下從相同工件獲得的變形，

-圖21和圖22相對代表根據本發明的低強度帶，其對應于相應的多個基本波長，

-圖23圖示了根據本發明分別分布在工件的兩個相鄰側(也即，這兩個側之間)的低機械強度帶，

-圖24圖示了相同布局的放大視圖，

-圖25圖示了根據本發明的工件的一側被低機械強度區域的覆蓋程度，

-圖26示出了根據本發明的可替換實施例，其中，沿著一個邊緣起伏且在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸的較低機械強度區域由一系列低機械強度的接連間隔形成，

-圖27示意性示出了根據本發明的工件的變型，其具有沿著工件的長度變化的截面，從一端向另一端逐漸增加，也包括其他在內，

-圖28示意性示出了根據本發明的工件的進一步變型，其關于非直線的主連接軸線居中，以及

圖29a和圖29b示出了激光器系統的每個的例子。

具體實施方式

總之，本發明的工件由扁平金屬坯件制成。

拉延所述工件以便垂直于主縱向軸線a-a(對應于主伸長軸線或者“主連接軸線”)獲得直的截面，這取決于所選擇的應用。該截面能夠實施為多種構造。

正如上文指出的，工件大致包括緊固件以及安裝接口，例如，除了其他之外，包括形成在凸緣中的緊固孔的形狀。

另一方面，本發明的工件具有至少一個低機械強度區域，其中，相比于工件的其余部分其拉伸強度小于1000mpa，工件的其余部分具有的機械強度(拉伸強度)為至少1300mpa，優選高于1400mpa，低機械強度區域被沿著縱向邊緣起伏的圖案界定，在形成所述邊緣的兩個壁的每個上顯著地交替延伸。

根據本發明的進一步有利特征，工件具有至少一個低機械強度區域，相比于工件的其余部分其屈服極限小于950mpa，工件的其余部分具有的屈服極限為至少1000mpa，優選高于1150mpa，低機械強度區域被沿著縱向邊緣起伏的圖案界定，在形成所述邊緣的兩個壁的每個上顯著地交替延伸。

圖示在此處隨附的附圖中的根據本發明的工件沿著其長度具有優選恒定截面，例如，其對應于此處隨附的圖1至圖2的工件的示意圖。但是，如圖27所示，根據可替換實施例，工件的截面能夠沿著工件的長度改變。

另一方面，本發明的工件能夠關于主縱向軸線aa或者主連接軸線居中，該軸線可以是直線的，或者如圖28所示的不是直線。

此處隨附的圖1a示出了根據本發明的大致帽狀工件的一個例子，其包括u形主體12以及兩個壁20、22，u形主體12具有形成工件的底部的型芯10，兩個壁20、22大致正交于型芯10并且形成壁。側凸緣30、32大致正交于壁20、22，因此大致平行于工件的底部10向外延伸。底部10通過它們的相應邊緣11、13連接至壁20、22。壁20、22通過它們的相應邊緣21、23連接至凸緣30、32。在本發明的內容中，至少一個低機械強度區域形成在圖1示出的工件中，沿著至少一個邊緣11、13、21或者23起伏，在形成所述邊緣的壁的每個壁上顯著地交替延伸。

圖示于圖1b的變型與圖1a的不同之處僅在于提供了覆蓋板40，其被凸緣30和32支撐并且附接至凸緣30和32，從而覆蓋u形主體12的開口。

圖1c示出了根據本發明的一個變型，其中，工件是管狀工件，由于該例子是非限制性的，其包括直的截面，該截面由四個大致平面的壁10、20、22和50限定，它們分別成對平行及正交，并且通過邊緣11、13、21或者23成對連接起來。再次，在本發明的內容中，至少一個低機械強度區域形成在圖示于圖1c的工件中，其沿著至少一個邊緣11、13、21或者23起伏，在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸。對應于圖1c，圖2a示出了正方形截面，其具有四個壁10、20、22和50，因而具有四個邊緣11、13、21或者23。圖2b示出了該類型管狀工件的變型，其具有包括六個壁10、20、22、50、52和54的六邊形段并且被六個邊緣11、13、21、23、25、27成對連接，圖2c示出了八邊形管狀工件的另一變型，其包括八個壁10、20、22、50、54、56和58，它們被八個邊緣11、13、21、23、24、25、26和27成對連接。

圖1d示出了一個可替換實施例，根據該可替換實施例，通過組裝圖1a示出的類型的兩個坯件形成本發明的工件，兩個坯件面向彼此安裝并且通過它們的凸緣以成對相互接觸的方式附接。如圖1d所示，兩個坯件的元件具有與圖1a的附圖標記相同的附圖標記，但是它們分別關聯于標記a或b。

圖1e圖示了一個可替換實施例，根據該可替換實施例，通過組裝兩個坯件l形成根據本發明的工件，兩個坯件l分別包括兩個相互正交壁10a和20a、10b和20b，壁20a、20b中的一個通過凸緣30a、30b向外延伸而平行于另一壁10a、10b，并且被工件的另一所述壁10b、10a支撐以及附接至工件的所述另一壁10b、10a。壁10a和20a、10b和20b分別被一個邊緣11a、11b連接起來，凸緣30a、30b通過邊緣21a、21b連接至壁20a、20b。再次，在本發明的內容中，至少一個低機械強度區域形成在圖示于圖1e的工件中，其沿著至少一個邊緣11a、11b、21a和21b起伏，在形成所述成型邊緣的每個壁上顯著地交替延伸。

圖示于圖1f的變型與圖1e的不同之處在于，壁10a、10b的主體以及其端部之間存在位移件或者移動件31a、31b，位移件或者移動件31a、31b擱置在一側的凸緣30b、30a上，其中，該端部因而構成第二凸緣32a、32b。類似地，一個邊緣13a、13b形成在壁主體10a、10b和位移件或者移動件31a、31b之間，另一邊緣23a、23b形成在位移件或者移動件31a、31b與關聯的凸緣32a、32b之間。再次，在本發明的內容中，至少一個低機械強度區域形成在圖1f示出的工件中，其沿著至少一個邊緣11a、11b、21a、21b或者13a、13b、23a、23b起伏，在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸。

根據圖1g示出的一個實施例，工件包括u形主體12，u形主體12包括：型芯10，其形成工件的底部；以及兩個壁20、22，其大致正交于型芯10并且形成壁。工件的底部10通過它們的相應邊緣11、13連接至壁20、22。在本發明的內容中，至少一個低機械強度區域形成在圖1g示出的工件中，其沿著至少一個邊緣11或者13起伏，在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸。

圖示于圖1h的變型與圖1g的不同之處在于，存在覆蓋u形主體12的開口的覆蓋板60。根據圖1h，覆蓋板60具有u形幾何形狀，其具有面向工件外側的凹部。其被其側壁固定在壁20、22的內側上，靠近它們自由端部。覆蓋板60和壁20、22之間的連接區域61、62類似于邊緣。至少一個低機械強度區域也形成在圖1h示出的工件中，其沿著至少一個邊緣11或者13或者61、62起伏，在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸。

圖示于圖1i的實施例與圖示于圖1f的實施例的不同之處在于，位移件或者移動件31a、31b被簡單的邊緣13a、13b替換，從而界定了凸緣30a、32b和30b、32a，凸緣30a、32b和30b、32a不像在圖1e和圖1f中那樣平行于工件10a和10b的底部延伸，而是根據穿過工件的對角線的平面來延伸，該對角線穿過邊緣13a、13b。

圖3和圖4圖示了根據本發明的金屬工件p的兩個例子，其大致根據縱向軸線或者“主連接軸線”延伸，并包括管狀截面，管狀截面由四個大致平面的壁10、20、22和50限定，它們分別平行以及成對正交。每對相鄰壁10、20、22和50在它們的相交處限定一個邊緣11、13、21、23，大致平行于縱向軸線a延伸，正如以上結合圖1c所提到的。

圖示于圖3和圖4的每個金屬工件p包括至少一個區域100，其機械強度低于主體的其余部分。更具體來說，根據圖示于圖3和圖4的實施例，四個較低機械強度區域100形成為分別沿著每個邊緣11、13、21或者23起伏，在形成邊緣11、13、21或者23的每個壁10、20、22和50上顯著地交替延伸。

低機械阻力區域100例如通過在拉延工件p期間的局部熱控制或者通過其他等同技術形成，例如通過施加激光束或者電磁感應進行的工件的局部熱控制而形成。

能夠選擇低機械阻力區域100以改變微結構，例如增加延展性。雖然選擇低機械阻力區域100的一些其他方法是可行的，但是選擇低機械阻力區域100能夠基于碰撞測試或者模擬測試。低機械阻力區域100能夠由模擬限定以確定最有利碰撞行為或者在簡單部分例如軌道中更好的能量吸收。能夠使用激光器系統將激光束(未示出)施加至所選擇的低機械阻力區域100。在一些例子中，激光點尺寸在應用激光束期間能夠被調節并且其能夠適于低機械阻力區域100的高度和/或寬度，因而在每次應用激光之后能夠避免激光系統的鏡片的耗時變換。

這樣，僅利用激光系統的一個鏡片能夠獲得低機械阻力區域100的形狀，同時能夠調節激光點尺寸。結果，能夠減低對工具的投資以及維修成本。制造時間也能夠降低。此外，激光點的變化能夠在低機械阻力區域100的開始點和最終點處減小過渡區域。

能夠基于一些參數來調整激光束，例如使用溫度計在低機械阻力區域100中測量的溫度，例如高溫計或者照相機，以測量高溫度，因而維持激光束點的溫度。低機械阻力區域能夠制成具有不同形狀并且具有不同的應用，例如凸緣、小點或大點、復雜幾何學形狀。

在本發明的內容中，處理能夠是這樣的處理，其局部降低工件的區域的機械強度以形成低機械強度區域100；其除了期望的低機械強度區域100之外局部增加工件的主體的機械強度；或者這兩個類型處理的組合。

因而金屬工件p包括至少一個低機械強度區域100和對應于主體的其余部分的至少一個高機械強度區域150。

低機械強度區域100具有的低機械強度(拉伸強度)小于1100mpa，典型地范圍為500至1000mpa，而高機械強度區域150具有的機械強度(拉伸強度)高于1100mpa，優選至少等于1300mpa，典型地高于1400mpa。

例如通過局部控制工件p的拉延溫度而形成低機械強度區域100。將工件p加熱至適合于獲得奧氏體相位的溫度范圍，然后其在適于限定拉延工件的不同區域的不同溫度的沖壓工具中被拉延，例如通過形成在沖壓工具中的局部凹槽或者通過沖壓工具的局部過熱。

根據圖示于圖3和圖4的實施例，低機械強度區域100沿著一個邊緣11、13、21或者23延伸，可替換地在形成所述邊緣的每個壁10、20、22和50上延伸，以便沿著所述邊緣形成大致周期性圖案。

更具體來說，根據圖示于圖3和圖4的實施例，區域100是周期性正弦曲線布置。因而，它們一方面被對應于相應的邊緣11、13、21或者23的直線邊緣界定，另一方面被在邊緣11、13、21或者23的兩側起伏的正弦曲線界定。

但是，本發明并不限于該布置。其能夠擴展至其他類型的周期性輪廓。例如，本發明的周期性輪廓的四個變型分別圖示于圖6a、圖6b、圖6c和圖6d，分別具有正弦曲線、正方形、三角形或者鋸齒形形狀。

在圖示于圖3和圖4的例子中，低機械強度區域100的圖案布置成沿著邊緣11、13、21或者23連續延伸。根據圖13的圖示實施例，圖案沿著邊緣11、13、21或者23非連續延伸。因而，根據圖示于圖13的特定實施例，低機械強度區域100的每個帶覆蓋正弦曲線輪廓的一個半波長，接連的區域100的兩個帶被半個波長分隔。

在圖3和圖4示出的例子中，形成在邊緣11、13、21或者23下方的低機械強度區域100的所有圖案具有相同周期t。

根據變型(未示出)，邊緣11、13、21或者23下方的低機械強度區域100的圖案能夠具有不同的周期t。

圖案的半周期t/2，λ/2，優選范圍為0.2×b至1×b，典型地等于0.8×b，其中，正如圖示于圖18的，b對應于對置工件p的壁10和50之間的最大距離。圖18對應于具有矩形截面的管狀構件。對于具有的側面數量大于4的管狀工件，距離b對應于壁和至少大致相反壁之間的最大距離。對0.8×d的該優化允許相對于其要優化的初始構造沿著工件p規則定位變形區域。事實上，在該情況下，變形區域的定位沿著工件根據變形自然步驟分布。

但是，根據一個變型，如果根據上述提到的特定應用，期望根據不同于變形自然步驟的步驟迫使工件的變形，圖案的半周期t/2能夠不同于0.8×b。

根據實施例圖示于圖12，用于低機械強度區域100的圖案具有可變波長。

在圖示于圖3和圖4的例子中，在一個壁10、20、22或者50上延伸的圖案處于反相。應理解的是，設置在例如邊緣21處的布置在壁50中的區域100(具有與該邊緣21不同的極性)的內部分別面向設置在邊緣23中的同樣放置于相同壁50上的輪廓的內部。

此處“內部”意思是較低機械強度輪廓的這樣的部分：最遠離關聯的邊緣和/或處于所述低機械強度輪廓最寬的水平。

圖3示出的工件p進一步包括額外較低機械強度區域110，其在每個壁10、20、22和50上延伸，位于在相同壁10、20、22和50上面向彼此延伸的不同圖案的內部的部分之間。額外較低機械強度區域110例如是大致盤狀。

根據變型(未示出)，額外較低機械強度區域110相對于在相同壁10、20、22和50上面向彼此延伸的內部的部分縱向移動。

在圖3示出的例子中，相同壁10、20、22和50的補充低機械強度區域110大致平行于縱向軸線a對準，并且從在相同壁上面向彼此延伸的內部的部分延伸大致一半。

在圖示于圖4例子中，在相同壁10、20、22和50中延伸的圖案處于反相。工件p包括其他額外較低機械強度區域110，其在每個壁10、20、22和50上橫向延伸，使得在相同壁10、20、22和50上面向彼此延伸、但是位于相反邊緣11、13、21或者23中的不同圖案的內部的部分彼此連接。

圖示于圖5的實施例是基于圖1b示出的工件(帽狀工件以及覆蓋板組件)。在圖5示出的該例子中，低機械強度區域100的圖案在相同壁10、20、22和50上延伸，但是它們在其相反邊緣11、13、21或者23處于同相。此處應理解的是，設置在例如邊緣21處的布置在壁50中的輪廓的內部(具有與該邊緣21不同的極性)與設置在相反邊緣23的以相同方式放置在相同壁50上的輪廓的內部具有相反的相位。根據圖示于圖5的實施例，在沿著邊緣起伏的低機械強度區域100中未提供任何額外區域150。低機械強度區域100在每個邊緣11、13、21和23上延伸。

本發明涉及由鋼制成的工件。

能夠應用于機動車輛中包含的任何類型工件，例如，除了其他之外，包括b柱或者側橫梁，或者阻尼或者能量吸收設備。

變形過渡區域由低機械強度區域100在軸向力壓縮期間形成，從而允許定向長形工件p的橫向變形的方向，因而防止工件的隨機變形。

例如，本發明允許車廂的側橫梁變形以面向外而不是面向內，從而最小化對車廂乘員的沖擊危險。

本發明允許主要吸收在交通事故的情形下要優化的能量。

比較檢查圖7示出的曲線表明，根據本發明在工件的變形期間吸收的能量(曲線“a”)大于在本領域公知的常用工件的變形期間吸收的能量(曲線“b”)。正如上文指出的，曲線b代表在本領域公知的常規件的變形期間吸收的能量，包括其整個截面中的低機械強度區域，圖9a示出了在變形之前，圖9b示出了在變形之后，而曲線a代表在根據本發明的工件的變形期間吸收的能量，包括沿著一個邊緣起伏的低機械強度區域，圖10a示出了在變形之前，圖10b示出了在變形之后。

更具體來說，根據圖示于圖7的例子，曲線a表明本發明的工件吸收的能量較大，根據現有技術的工件吸收的能量為其65％。

本發明還允許在交通事故的情形下降低車輛乘員經歷的加速峰值。

正如從上文注意到的，圖8圖示了曲線，其相對比地示出了根據相同工件的變形幅度生成的應力，分別示出應力的曲線b，其源自本領域公知的常用工件，包括在其整個截面中的低機械強度區域，圖9a示出了在變形之前，圖9b示出了在變形之后，曲線a示出了源自根據本發明的工件的應力，包括沿著一個邊緣起伏的低機械強度區域，圖10a示出了在變形之前，圖10b示出了在變形之后。

本發明當然不限于上文描述的實施例，而是其擴展至其精神內的任何變型。

例如，能夠提供的是，增加位于工件p的一些壁上的組裝加固件和/或加固肋。

術語“金屬工件”在本發明的內容中應理解為廣義上包括不具有組件的單塊結構，以及包括通過組裝多個初始個性化的實體但是通過組件連接所形成的結構。

圖11示出了本發明的替換實施例，其特征在于，提供了起伏或者周期性輪廓區域，其具有沿著單個邊緣23起伏的較低機械強度。

圖14圖示出低機械強度區域100的一個實施例，其在圖示于圖1a的帽狀工件的單個邊緣11中起伏。除了被平行于邊緣11的準線所局部拉平，區域100的兩個邊界邊緣具有大致正弦曲線輪廓。

圖15圖示出包括低機械強度區域100的進一步實施例，其在圖示于圖1a的一個工件的四個邊緣11、13、21和23中的每個中起伏。

圖16代表圖14的變型，適于圖示于圖1b的工件，根據其，低機械強度區域100是不連續的。根據圖16示出的示意圖，根據本發明的金屬工件包括沿著邊緣11的長度分布且在兩側起伏的一連串低機械強度帶100，兩個接連的低機械強度帶100被中間更高機械強度區域102分隔。更具體來說，根據圖16示出的示意圖，中間區域102位于低機械強度區域100的兩個內部部分之間，分別在邊緣11的兩側位于兩個壁20和50之間。

圖17示出了圖16的變型，適用于圖示于圖1a的帽狀工件，其中，位于兩個接連的低機械強度帶100之間的中間高機械強度區域102位于低機械強度輪廓的內部的水平。

圖19代表管狀工件p，其包括根據正弦曲線輪廓沿著每個邊緣11、13、21和23起伏的低機械強度區域100，其周期等于0.8×b，而圖20代表因縱向張力從相同工件獲得的變形。本領域的技術人員將理解的是，當存在沿著邊緣起伏的區域100時，圖19和圖20的比較檢查，允許折疊部交替地布置在工件的每個側面上。事實上，如圖20所示，依靠該布置，折疊部向工件外突出，它們交替地位于成對的交替相反壁中。更具體來說，在圖20中，外折疊部190和192放置在壁10中，而外折疊部191和193交替地定位在相鄰壁22中。

對包括沿著邊緣起伏的低機械強度區域100的該類型工件進行的測試已經表明，相比于包括在它們整個截面中沿著它們長度分布的低機械強度圈的現有技術的工件來說，本發明允許在與現有技術相同水平的碰撞情形下限制應力峰值，吸收的能量將增加65％，而不存在變形期間工件破裂的風險。

圖21和圖22示出了根據本發明的相對低機械強度帶，其周期對應于基本波長λo的相應多倍。更具體來說，圖22示出的低機械強度區域100的長度兩倍于圖21示出的低機械強度區域100的周期。典型地，但是不限于圖21示出的區域100的周期，其能夠等于工件的自然變形的周期λo，區域100的半周期等于工件的變形的自然半周期λo/2，而圖22示出的區域100的周期兩倍于圖21示出的區域100的周期。

如圖23和圖24所示，根據本發明的另一有利特征，沿著一個邊緣起伏的較低機械阻力區域100在形成所述邊緣的每個壁上顯著地交替延伸，在圖案的內部的水平上在共同邊緣的兩側的兩個壁上交替地局部延伸，根據橫向于主伸長軸線a的截面進行線性分布，在低強度圖案的半周期的水平，在鄰近邊緣的第一壁中達至少60％、優選至少70％，在鄰近該邊緣的第二壁中達最大40％，優選至少30％，然后相反地用于下半個周期。

根據本發明的另一有利特征，如圖25所示，低機械強度區域100根據橫向于主伸長軸線的截面覆蓋線性分布，達壁的寬度的至少10％，優選至少25％，以及至多是該寬度的80％，優選至多是該寬度的60％。該布置允許優化變形而不削弱該部分。

圖26圖示了根據本發明的可替換實施例，低機械強度區域100形成在每個系列的接連的低機械強度間隔100a、100b、100c等中。其總體外形對應于沿著一個邊緣23起伏的輪廓。

通過閱讀前述說明書以及檢查附圖本領域的技術人員將理解的是，沿著一個邊緣起伏的低機械強度區域100的外形也即這些區域的縱向側邊緣，能夠以本發明內容中的不同方式實施。因而，根據圖3至圖5以及圖11至圖13，區域100的一個邊緣是正弦曲線，而區域100的第二邊緣是直線并且對應于工件的一個邊緣。根據圖14至圖17、圖19、圖23、圖25和圖26，區域100的兩個邊緣是大致正弦曲線并且沿著圖案的長度等距，必要時被平行于邊緣的準線所拉平，如圖19中指示的。

依靠非限制例子，本發明尤其覆蓋對應于以下值的低機械強度區域100：

例子1：

屈服極限400mpa+/-50mpa

拉伸強度600mpa+/-50mpa

例子2：

屈服極限從490mpa至600mpa

拉伸強度從700mpa至800mpa

例子3：

屈服極限從650mpa至750mpa

拉伸強度從850mpa至950mpa

對于主體的其余部分滿足以下限定：

屈服極限1150mpa+/-150mpa

拉伸強度1550mpa+/-150mpa。

圖29a示意地示出了激光器系統的例子，激光器系統能夠具有纖維連接器1003。纖維連接器1003能夠在一個遠側端部連接至光學纖維1001。

纖維連接器1003能夠快速及可靠的連接至光學纖維1001以及從光學纖維1001斷開。光學纖維1001能夠充當用于粒子以及波的光束的引導。

能夠提供校準單元1005。校準單元1005能夠引起激光束的運動方向變得更對準具體方向。

激光器系統能夠具有單色高溫計1008，雖然一些其他可替換物是可行的，例如雙色高溫計1007。單色高溫計1008能夠通過測量以一個波長從表面發射的輻射來確定溫度。以該方式，考慮該溫度能夠調整激光束的功率。

還示意地示出了縮放均質器1010。正如稍后描述的，縮放均質器能夠調整激光器點的形狀。

在可替換例子中，縮放均質器1010能夠構造為在第二端部連接至聯接單元1020。聯接單元1020能夠附接至聚焦元件1011。聯接元件1020能夠構造為設置有適配器1009。適配器1009能夠附接至照相機1015，例如emaqs照相機。emaqs照相機是一種基于溫度數據獲取系統的照相機，雖然一些其他可替換無是可行的，例如ccd照相機1014。

在一些其他可替換例子中，縮放均質器1010能夠構造為連接至單色高溫計1060，雖然一些其他可替換物是可行的，例如雙色高溫計1061。單色高溫計1060能夠通過測量以一個波長從表面發射的輻射來確定溫度。以該方式，考慮到該溫度能夠調整激光束的功率。

激光器系統能夠安裝在機器人(未示出)上。機器人能夠安裝在地板上，但一些其他構造是可行的，例如頂部安裝。機器人能夠被控制裝置(未示出)控制。能夠采用的機器人的例子是機器人irb6660或者irb760，除了其他之外，可從abb獲得。

激光器系統的激光器功率能夠限制為20000w。

圖29b示意地示出了縮放均質器1010。縮放均質器1010能夠將光束轉換為例如矩形、圓形的形狀。縮放均質器1010能夠是圖29a示出的激光器系統的部分。縮放均質器1010能夠包括殼體1038，其至少局部封閉激光器系統。

殼體1038能夠包括透鏡陣列1030a、1030b和1030c。透鏡陣列1030a、1030b和1030c能夠將激光束的點調節為在應用激光器期間掃描的元件的不同部分的寬度或者長度。透鏡陣列能夠利用高達180mm的邊緣長度或者寬度執行各種聚焦線或者區域。激光器聚焦中的頂帽能量分布能夠在整個設定范圍內均質，因而能夠確保在整個設定范圍中均勻的能量輸入。透鏡陣列1030a、1030b和1030c能夠設計成用于高達20000w的激光器功率輸出。

齒輪電動機1034能夠調節作用在透鏡陣列1030a、1030b和1030c上的激光束點的尺寸。激光束點能夠在兩個軸線上被電動機調節。使用透鏡陣列1030a、1030b和1030c能夠實施多個聚焦尺寸以及比率。使用齒輪電動機1034使透鏡陣列1030a、1030b和1030c機動化移動能夠動態地調節激光束寬度或者高度。齒輪電動機1034的致動能夠集成至任何機器控制系統。

齒輪電動機1034能夠附接至螺紋絲杠1033。螺紋絲杠1033能夠傳遞齒輪電動機1034生成的運動。螺紋絲杠1033能夠在一個遠側端部附接絲杠螺母1032。運動控制單元1036能夠設置成控制縮放均質器1010的一些元件(例如齒輪電動機1034)的運動。能夠使用一些類型的設備(諸如伺服電動機)控制齒輪電動機1034的位置或者速率，雖然一些其他選項是可行的，例如液壓泵、線性致動器或者電動機。

雖然此處已經公開了僅多個例子，但是，其他可替換結構、修改、使用和/或其等同結構是可行的。此外，還覆蓋了描述的例子的所有可能組合。因而，本發明的范圍不應被特定例子限制，而應該僅通過清楚地閱讀跟隨其的權利要求而確定。