本實用新型涉及汽車領域，尤其涉及一種汽車前縱梁的設計。

背景技術：

前縱梁的變形模式好壞和吸能多少直接影響乘員艙的侵入量以及車身加速度，前縱梁是車身骨架結構的基本承載單元和結構中吸收碰撞能量的關鍵構件，一般用在車架前端吸能區，其吸能特性直接決定汽車碰撞保護性能。該部件不僅要具備足夠的強度和剛度，還必須具備良好的塑性變形能力；既保證正面碰撞發生時能夠將動能盡量多地轉化為該區構建的變形能，又不會在非碰撞工況時變形過大。

圖1是汽車行業常用來模擬汽車沖擊對前縱梁影響的落錘實驗的示意圖。該實驗可以較為真實的反應汽車發生碰撞是前縱梁能夠承受的力以及受力后發生形變的情況。

圖2是傳統雙帽型前縱梁的橫截面結構，圖3是傳統雙帽型前縱梁落錘實驗的仿真結果，可以發現傳統前縱梁結構在落錘實驗后形變非常不規律且不可控。動態落錘試驗表明，傳統帽型截面設計的不合理極易造成吸能不足、彎曲、翻邊內陷等不可控變形，這種截面的前縱梁會使得整車B柱加速度偏高，繼而降低設計裕量。同時，加大約束系統匹配的難度。

為此，需要一種新的結構或設計來改變這一現狀。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種多腔體多層次截面設計的汽車前縱梁，旨在解決傳統截面前縱梁變形形式不穩定的問題。改變前縱梁截面形式，在同等材料以及質量的情況下，有效滿足前縱梁安全碰撞吸能要求，并有效提高壓潰力以及吸能指標，使得在滿足同樣力學性能要求的情況下減少材料的使用量，達到輕量化的需求。

本實用新型是這樣實現的：一種汽車前縱梁，包括前縱梁主體，其特征在于： 所述前縱梁主體內部設置有至少一個加強板，所述加強板將所述前縱梁主體內部分為至少兩個腔體。汽車的前縱梁是一個矩形空心狀結構，所述多個加強板平行的固定在前縱梁主體內部，對前縱梁起到加強的作用。所述加強板的厚度和寬度可以根據需要進行調節，加強板厚度和寬度越大，對前縱梁起到的支持作用就越大，在實際情況中可以根據需要對加強板進行設計。

本實用新型的進一步技術方案是：所述加強板為左右對稱的彎角形，加強板的兩端帶有可以與前縱梁主體固定的固定端。加強板的兩邊作為固定的端點固定在前縱梁主體內部，中間的彎角形結構起到加強力學性能的作用。

本實用新型的進一步技術方案是：所述前縱梁主體內部設置有至少一層加強板。多層加強板之間沿著前縱梁主體內部縱向分布。

本實用新型的進一步技術方案是：所述加強板設置在所述前縱梁主體內部的角上，固定位置位于角的兩邊，將角分隔成為獨立空腔。前縱梁主體內部一般為矩形，加強板分別設置在四個角的周圍，兩端分別固定在每個角的兩個邊上，把角包圍起來，形成單獨的空間。每個角的空間相互獨立有利于提高結構整體的承受能力和形變的規律性。

本實用新型的進一步技術方案是：所述前縱梁主體的截面為矩形，所述加強板為直角形，4個所述加強板分別固定在所述前縱梁主體內部截面的四個角上，將所述前縱梁主體內部截面分成五個獨立的空腔；所述直角形加強板的兩端分別固定在角的兩條邊的對應位置，使得所述加強板與所述前縱梁主體內部的邊所形成的空腔為正方形。

本實用新型的進一步技術方案是：所述加強板設置在所述前縱梁主體內部不相鄰的兩條邊上。例如加強板可以與前縱梁主體的邊相互平行。

本實用新型的進一步技術方案是：所述加強板設置在所述前縱梁主體內部的邊上，固定于與所述邊相連的兩個角上，將該邊分隔成為獨立空腔。前縱梁主體內部一般為矩形，加強板分別設置在四條邊的周圍，兩端分別固定在每個邊的兩個角上，把邊包圍起來，形成單獨的空間。每個邊的空間相互獨立有利于提高結構整體的承受能力和形變的規律性。

本實用新型的進一步技術方案是：所述加強板與所述前縱梁主體之間焊接相連。這種方法方便快捷，大大減少了成本。

本實用新型的進一步技術方案是：所述加強板與所述前縱梁主體之間通過鉚釘相連。這種方法方便快捷，大大減少了成本。

本實用新型的進一步技術方案是：所述前縱梁主體上設有誘導槽。前縱梁主體上可以設置或者不設置誘導槽，如果不設置誘導槽可以大大減少前縱梁主體的成本和工藝程序。

本實用新型的有益效果是：較于傳統雙帽型縱梁結構形式，新結構無論是從平均壓潰力以及內能吸收都得到極大改善，通過CAE分析和動態落錘試驗的驗證，采用多腔體截面設計，有效改善傳統截面前縱梁變形形式不穩定的情況。

附圖說明

圖1是落錘實驗示意圖。

圖2是傳統前縱梁的橫截面示意圖。

圖3是傳統前縱梁落錘實驗的縱梁仿真結果。

圖4是本實用新型實施例提供的縱梁的橫截面示意圖。

圖5是本實用新型實施例提供的縱梁的落錘實驗的縱梁仿真結果。

圖6是傳統前縱梁與本實用新型實施例提供的前縱梁的壓潰力曲線。

附圖標記：1-加強板；3-前縱梁主體。

具體實施方式

實施例一如圖4所示。

圖4示出了本實用新型提供的汽車前縱梁的橫截面，包括前縱梁主體3，其特征在于： 所述前縱梁主體3內部設置有四個加強板1，所述加強板1將所述前縱梁主體3內部分為五個腔體。所述多個加強板1平行的固定在前縱梁主體3內部，對前縱梁起到支撐的作用。可以看到圖3中的加強板1通過焊接的方式固定在前縱梁主體3的內部，

進一步的：所述加強板1與所述前縱梁主體3之間焊接相連。這種方法方便快捷，大大減少了成本。

進一步的：所述加強板1與所述前縱梁主體3之間也可以通過鉚釘相連。在本實施例中雖然沒有使用這種方法，但是這種固定方法依然可以使用在本實用新型上。這種方法方便快捷，大大減少了成本。

進一步的：所述前縱梁主體3上設有誘導槽。前縱梁主體3上可以設置或者不設置誘導槽，如果不設置誘導槽可以大大減少前縱梁主體的成本和工藝程序。

進一步的：所述加強板1設置在前縱梁主體3內部的角上，將角分隔成為獨立空腔。每個角的空間相互獨立有利于提高結構整體的承受能力和形變的規律性。本實施例中加強板1將前縱梁主體3的內部分成了5個空腔。

進一步的：本實施例中用到的所述加強板1的形狀為左右對稱的彎角形，彎角的兩端帶有固定端。加強板1的兩端通過焊接與前縱梁主體3內部接觸，其余部分懸空。加強板1的形狀并不限于彎角形，也可以是圓弧形或者直角形等任意可以固定在前縱梁主體3內部的形狀。

圖5是本實用新型實施例中前縱梁結構落錘實驗的仿真結果。與圖3中傳統雙帽型前縱梁落錘實驗的仿真結果相對比后可以發現傳統前縱梁結構的形變非常不規律且不可控，而本實用新型實施例中前縱梁的形變則非常規律。

圖6是傳統前縱梁與本實用新型實施例提供的前縱梁的壓潰力曲線。可以看到相較于傳統雙帽型縱梁結構形式，新結構無論是從平均壓潰力以及內能吸收都得到極大改善，圖6中新結構平均壓潰力相比傳統前縱梁結構提高將近2倍。

本實用新型實施例采用多腔體截面、多層焊接等工藝設計新型前縱梁結構，其好處在于：與傳統結構相比，新結構縱梁所吸收內能提高接近1.8倍，縱梁質量接近于增加加強板的傳統縱梁設計。以單位質量所吸收內能衡量，新結構的應用可在原有基礎上提高62%以上；新結構變形較于傳統雙帽型縱梁變形有較大改善，無傳統截面縱梁變形的內彎以及翻遍內陷等現象，結構變形控制的優良，可使得縱梁設計減少甚至不需要誘導槽結構，極大降低縱梁加工工藝，減少制造成本。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。