[发明专利]具有U形横截面的横梁

说明书

一种包括具有U形横截面的第一部分的横梁，其中U形包括底部以及基本垂直于底部延伸的第一侧壁和第二侧壁，并且其中第一和/或第二侧壁包括第一基本笔直部分、第二基本笔直部分以及第一和第二基本笔直部分之间的侧过渡区。本公开还涉及保险杆、摇板、侧碰撞横梁和包括这种横梁的B‑柱并且涉及结合这些组件的交通工具。

本申请要求2014年4月7日提交的欧洲专利申请EP14382133.8以及2013年11月15日提交的法国专利申请FR1361220的权益。

技术领域

本公开涉及包括具有基本U形横截面的部分的横梁。本公开还涉及保险杆、摇板、侧碰撞横梁和B-柱，并且还涉及交通工具，诸如包括这些组件的汽车。

背景技术

诸如汽车的交通工具包括结构骨架，其被设计以承受交通工具在其使用寿命期间可经受的所有荷载。结构骨架被进一步设计以在例如与其它汽车碰撞的情况中承受并吸收冲击。

从这个意义上说，汽车的结构骨架可包括例如保险杆、支柱(A-柱、B-柱，C-柱)、侧碰撞横梁、摇板和减振器。这些组件可结合横梁和这种横梁周围的额外的板。已知使用具有基本U形(或“帽”形横截面)的横梁。这种横梁可以各种方式制造，并且可由多种材料制成。

对于汽车的结构骨架，或至少对于一些汽车组件，使用所谓的超高强度钢(UHSS)在汽车行业中已变得司空见惯，所述超高强度钢展现出每单位重量最优的最大强度和有利的可成形特性。

这些钢中的一些，诸如例如22MnB5钢，被设计以在热处理之后获得微结构，其给予良好的机械特性并使得它们尤其适于用于将钢坯形成为特定的汽车部件的热冲压工艺。为了避免成形工艺过程中的脱碳和结垢，22MnB5被呈现为铝-硅涂层。购自安塞尔米塔尔(Arcelor Mittal)的是各种组件中使用的钢的示例，可能涉及所谓的定制坯件和拼接坯件。

在铁素体-珍珠岩阶段供应其是以均匀模式分布的细粒结构。机械特性与这种结构相关。在热冲压工艺期间的热处理之后，建立马氏体微结构。结果，最大强度和屈服强度明显增加。

典型的热冲压工艺可包括在熔炉中将扁钢的坯件加热到奥氏体状态，并且在冷却的一对工具之间(例如，在冲模中)热成形所述坯件。所述坯件可维持在所述工具之间，直到该坯件变硬并迅速冷却。可得到具有多于1.300Mpa(例如，约1.500Mpa)的抗拉强度的本质上马氏体结构。

使用具有相对薄壁的U形横截面的横梁可具有优势，这是由于它们可使用例如热冲压工艺制造并且因为它们每单位重量提供良好的弯曲刚度，并且因此能够改进在弯曲下且在压缩中的性能。如前所述，在一些实施方式中，可提供额外的钣金，例如，“关闭”U形横截面的盖板。这种关闭的横截面可改进由此所得的组件的刚度。

在本公开的示例中，提供包括具有改进的特性的基本U形横截面的横梁。

发明内容

在第一方面中，提供包括具有基本U形横截面的第一部分的横梁，其中U形包括底部以及第一侧壁和第二侧壁。第一和/或第二侧壁包括第一基本笔直的部分、第二基本笔直的部分以及第一和第二基本笔直的部分之间的侧过渡区。

根据该方面，可得到具有改进的变形特性和倒塌(collapse)控制的横梁。当经受可由冲击引起的弯曲荷载时，标准的U形横截面的侧壁可在屈曲下倒塌。根据该方面，第一和/或第二侧壁包括侧壁的第一笔直部分和第二笔直部分之间的侧过渡区。该侧过渡区在某种程度上中断侧壁。侧壁的屈曲行为因此可被改变：屈曲荷载可被增加并且屈曲下的变形也被改变。

可具有沿横梁的长度的变化的横截面并且结合在一个或两个侧壁中的这种侧过渡区的横梁可以由现代热冲压技术制成。已经发现，诸如B-柱等组件的重量可通过结合这种侧过渡区而被显著减少(例如，5％至10％的量级的级别)，同时维持或改进冲击下的行为(即，变形过程中的行为)。