專利名稱：多層鈑金搭接結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車身鈑金搭接技術領域，更具體地說，涉及一種多層鈑金搭接結構。
背景技術：
在底板總成、側圍總成和白車身總成中，有許多地方會出現四層板搭接的情況。圖1揭示了四層板搭接的示意圖。圖中的四層板分別用數字1、2、3和4標記，用虛線框表示需要進行四層搭接的區域。四層板搭接處按照理論設計是需要進行四層板焊接，即在四層板的三個接觸面上都進行焊接。但按照現有的焊接技術水平，四層板焊接技術尚無法滿足鈑金搭接要求。因此，在現有的操作中，都需要對四層板中的一部分進行切割以形成間隙，從而避免出現四層板焊接的狀況。

實用新型內容本實用新型旨在提出一種能夠避免四層板焊接的多層鈑金搭接結構。根據本實用新型的一實施例，提出一種多層鈑金搭接結構，包括相互焊接的第一層板、第二層板、第三層板和第四層板；第二層板的底面與第四層板的頂面焊接，第二層板的頂面與第一層板的底面焊接；第三層板的底面與第四層板的頂面焊接，第三層板的頂面與第一層板的底面焊接；第二層板與第三層板之間留有間隙。在一個實施例中，第二層板與第四層板、以及第二層板與第一層板之間為點焊，第二層板與第四層板的焊點和第二層板與第一層板的焊點互相對齊，形成第一點焊位置。在一個實施例中，第三層板與第四層板、以及第三層板與第一層板之間為點焊，第三層板與第四層板的焊點和第三層板與第一層板的焊點互相對齊，形成第二點焊位置。在一個實施例中，第一點焊位置和第二點焊位置分布在間隙的兩側。第一點焊位置和第二點焊位置與間隙的距離相等。本實用新型提出的多層鈑金搭接結構一方面可以避免四層板焊接，另一方面可以提高多層鈑金搭接中的方向性和可靠性。

本實用新型上述的以及其他的特征、性質和優勢將通過
以下結合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中:圖1揭示了四層板搭接的示意圖。圖2揭示了多層鈑金搭接的第一種實施方案。圖3揭示了多層鈑金搭接的第二種實施方案。圖4揭示了進行模擬測試的鈑金材質的應力應變曲線。圖5a和圖5b揭示了多層鈑金搭接的兩種實施方案的模擬碰撞測試能量變化曲線。
具體實施方式
如上面所述的，由于目前四層板焊接技術還不成熟，在遇到涉及四層板的多層鈑金搭接時，在鈑金搭接順序不可調整的情況下，通常需要在部分板上進行局部切口以避免出現四層搭接的情況。由于四層板的板層數較多，選擇哪一層的板進行切口有多種選擇，切口的位置和搭接的方式又有多種選擇，這就造成了多層搭接方式的隨意性。本實用新型旨在對幾種最常見的多層搭接方式進行比較，以提出最優的多層搭接方式，以引導車輛的多層鈑金搭接設計向著有利于汽車結構碰撞性能的方向發展。圖2和圖3揭示了多層鈑金搭接中最常見的兩種搭接方案。在圖2和圖3中，四層板分別用數字101、102、103和104標記。圖2所示的第一種實施方案中對位于中間的第二層板和第三層板保留間隙以避免四層焊接，在其他的位置均是三層焊接:第一層、第二層和第四層三層焊接，或者第一層、第三層和第四層三層焊接。圖3所示的第二種實施方案中對位于上層的第一層板保留間隙以避免四層焊接。第二層板和第三層板在第一層板的間隙處搭接。第二種實施方案中幾種不同的三層焊接:第一層、第二層和第四層的三層焊接，第二層、第三層和第四層的三層焊接，或者第一層、第三層和第四層的三層焊接。借助CAE工具，在計算機中對兩種實施方案進行模擬測試。首先在CATIA中建立上述二種實施方案的幾何模型。鈑金外輪廓尺寸均取150mmX 15mm。基于幾何模型在HYPERMESH中建立有限元模型，鈑金殼單元尺寸取ImmX Imm,材料為彈塑性材料，密度為7850Kg/m3,彈性模量為210MPa，泊松比為0.3，應力應變曲線參考圖4，圖4是進行模擬測試的鈑金材質的應力應變曲線。圖5a和圖5b揭示了多層鈑金搭接的兩種實施方案的模擬碰撞測試能量變化曲線。其中圖5a揭示了第一種實施方案的模擬碰撞測試能量變化曲線，圖5b揭示了第二種實施方案的模擬碰 撞測試能量變化曲線。進行模擬碰撞測試的方式如下:焊點采用截面直徑為6mm的梁單元模擬，約束鈑金兩端所有節點的六個自由度，以直徑20mm高15mm、質量為2Kg的剛性圓柱體以初始速度3.6Km/h撞擊各個截面模型，剛性圓柱體與鈑金之間接觸類型為自動面面接觸，鈑金之間設置自動單面接觸，碰撞分析時間為15ms，求解器采用LS-DYNA970。碰撞過程中兩種實施方案的能量變化曲線見圖5a和圖5b，其中沙漏能(hourglass energy)均小于總能量的5%,總能量保持不變,說明模型計算結果可信,在圖5a和圖5b中，橫軸表示時間，縱軸表示能量。圖中的曲線A表示動能(Kinetic Energy)、曲線B表示內能(Internal Energy)、曲線C表示總能量(Total Energy)、曲線D表示沙漏能(Hourglass Energy)。表I揭示了兩種實施方案的模擬碰撞測試的仿真結果。表I
權利要求1.一種多層鈑金搭接結構，其特征在于:包括相互焊接的第一層板、第二層板、第三層板和第四層板； 第二層板的底面與第四層板的頂面焊接，第二層板的頂面與第一層板的底面焊接； 第三層板的底面與第四層板的頂面焊接，第三層板的頂面與第一層板的底面焊接； 第二層板與第三層板之間留有間隙。
2.如權利要求1所述的多層鈑金搭接結構，其特征在于:第二層板與第四層板、以及第二層板與第一層板之間為點焊，第二層板與第四層板的焊點和第二層板與第一層板的焊點互相對齊，形成第一點焊位置。
3.如權利要求2所述的多層鈑金搭接結構，其特征在于:第三層板與第四層板、以及第三層板與第一層板之間為點焊，第三層板與第四層板的焊點和第三層板與第一層板的焊點互相對齊，形成第二點焊位置。
4.如權利要求3所述的多層鈑金搭接結構，其特征在于:所述第一點焊位置和第二點焊位置分布在間隙的兩側。
5.如權利要求4所述的多層鈑金搭接結構，其特征在于:所述第一點焊位置和第二點焊位置與間隙的距離相等。
專利摘要本實用新型解釋了一種多層鈑金搭接結構，包括相互焊接的第一層板、第二層板、第三層板和第四層板；第二層板的底面與第四層板的頂面焊接，第二層板的頂面與第一層板的底面焊接；第三層板的底面與第四層板的頂面焊接，第三層板的頂面與第一層板的底面焊接；第二層板與第三層板之間留有間隙。本實用新型提出的多層鈑金搭接結構一方面可以避免四層板焊接，另一方面可以提高多層鈑金搭接中的方向性和可靠性。
文檔編號B62D25/00GK202966440SQ201220678609
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者高冬, 喬淑萍, 李天兵 申請人:上海大眾汽車有限公司