金属管(1)具有外径为D的圆形截面且长度为6D以上。金属管(1)包括高强度部(1A)和低强度部(1B)。高强度部(1A)在金属管(1)的整周范围内配置于金属管的长度方向上的尺寸为(2/3)D以上且3D以下的部分。高强度部(1A)的屈服强度是500Mpa(若为抗拉强度则是980MPa)以上。低强度部(1B)在金属管(1)的整周范围内配置于高强度部(1A)的在金属管的长度方向上的两侧。低强度部(1B)的屈服强度是高强度部(1A)的60％～85％。
Metal pipes and structural components using metal pipes
The metal tube (1) has a circular section with an outer diameter of D and a length of more than 6D. The metal tube (1) comprises a high strength part (1A) and a low strength part (1B). The high strength part (1A) is arranged in the length direction of the metal tube (1) within the whole circumference of the metal tube (1) and is above (2/3) D and below 3 D. The yield strength of high strength part (1A) is more than 500 Mpa (980 MPa for tensile strength). The low strength part (1B) is arranged on both sides of the high strength part (1A) in the length direction of the metal tube within the whole circumference of the metal tube (1). The yield strength of the low strength part (1B) is 60%-85% of the high strength part (1A).
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属管和使用金属管的构造构件
本专利技术涉及具有耐冲击性的金属管和使用金属管的构造构件。
技术介绍
具有圆形截面的金属管即圆管的经济性和通用性较高。因此，圆管被应用于各种用途。例如，圆管被应用于车辆、建筑物、大型容器的构造构件。对于这样的构造构件要求具有对于冲击的耐冲击性。例如，在国际公开2005/058624号(专利文献1)中公开了一种金属管，该金属管作为耐冲击用的金属管，以两端支承于汽车的车身的构造安装于汽车的车身。该金属管整体或局部地具有弯曲部。弯曲部以其外周侧与施加于车身的冲击的方向大致一致的方式配置。与使用笔直的管的加强构件相比，该金属管作为车身加强用构件具有优异的耐冲击性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2005/058624号
技术实现思路
专利技术要解决的问题金属管若受到超过屈服强度的冲击则会弯折，弯折部突出。若为了使金属管轻量化而使金属管薄壁化，则受到冲击而弯折时的突出程度易于变大。与此相对，例如，在将金属管用作构造构件的情况下，基于保护乘客的观点来看，优选的是，因碰撞带来的冲击而发生了变形的金属管弯折而突出的程度更小。因此，本申请公开一种能够使因冲击而导致的变形时的突出的程度更小的金属管和使用该金属管的构造构件。用于解决问题的方案本专利技术的实施方式中的金属管是具有外径为D的圆形截面且长度为6D以上的金属管。所述金属管包括高强度部和低强度部。所述高强度部在所述金属管的整周范围内配置于所述金属管的长度方向上的尺寸为(2/3)D以上且3D以下的部分。所述高强度部的屈服强度是500MPa(若为抗拉强度则是980MPa)以上。所述低强度部在所述金属管的整周范围内配置于所述高强度部的在所述金属管的长度方向上的两侧。所述低强度部的屈服强度是所述高强度部的屈服强度的60％～85％。专利技术的效果根据本申请公开，能够提供能够使因冲击而导致的变形时的突出的程度更小的金属管和使用该金属管的构造构件。附图说明图1A是表示两端部被支承着的圆管的结构例的图。图1B是表示图1A所示的圆管的变形动作例的图。图1C是表示图1A所示的圆管的另一变形动作例的图。图2A是表示本实施方式中的金属管1的结构的立体图。图2B是从Y方向观察图2A所示的金属管而得到的的侧视图。图2C是从X方向观察图2A所示的金属管而得到的的侧视图。图3是用于说明具有均匀的强度分布的金属管的变形动作的图。图4是用于说明具有夹着高强度部的低强度部的金属管的变形动作的图。图5A是表示弯曲的金属管的例子的侧视图。图5B是表示弯曲的金属管的例子的侧视图。图5C是表示弯曲的金属管的例子的侧视图。图5D是表示弯曲的金属管的例子的侧视图。图6A是表示配置于车辆的构造构件的一个例子的图。图6B是表示具有空间框架构造的车身的车辆的一个例子的图。图7是表示包括低强度部与高强度部的交界在内的部分的屈服强度的分布的一个例子的图。图8A是表示模拟中的分析模型的结构的图。图8B是表示模拟中的分析模型的结构的图。图9A是表示金属管的变形的模拟结果的图。图9B是表示金属管的变形的模拟结果的图。图10是表示载荷和吸收能量的模拟结果的图表。图11是表示产生弯折时的冲击器行程的模拟结果的图表。图12是表示改变低强度部与高强度部的强度比并输入冲击载荷的情况的弯曲变形的变形量的图表。具体实施方式专利技术人对将圆管用作构造构件的情况的对于冲击的动作进行了研究。在将圆管用作构造构件的情况下，例如图1A所示，圆管以两端部被支承着的状态构成构造物(例如，车辆、建筑物或容器等)的局部。专利技术人对两端部被支承着的圆管的对于冲击的动作进行了研究，得知：在圆管的长度为圆管的直径的6倍程度以上的情况下，会发生因冲击而导致的变形的程度变大的事态。例如，在冲击施加于两端部被支承着的圆管的长度方向中央(图1A的y1)的情况下，圆管在受到冲击后较早地弯折而变形(参照图1B)。该较早的弯折变形的突出的程度比冲击施加于圆管的长度方向中央与一个支承部之间的位置(图1A的y2)的情况(参照图1C)下的因变形而导致的突出的程度大。从分析的结果可知：在冲击施加于两端部被支承着的圆管的长度方向中央的情况下，力矩的载荷最高。专利技术人对通过提升圆管的强度或者改良圆管的形状来缩小圆管的因冲击而导致的变形的程度的方法进行了研究。不过，即使提升圆管的强度，也不会使圆管的因变形而导致的突出的程度发生变化。此外，若改变圆管的形状，圆管所具有的经济性和通用性等优点则会消失。因此，专利技术人进而对通过使圆管的强度分布变化来抑制弯折变形的方法进行了研究。专利技术人对圆管的材料强度和强度分布进行了深入研究，根据其结果，想到了如下结构：将强度比其他部分的强度低的低强度部沿着长度方向排列配置于圆管。即，想到了将强度比高强度部的强度低的低强度部在圆管的整周范围内配置于高强度部的两侧的结构。由此发现了如下内容：在该结构的情况下，因施加于高强度部的冲击而产生的载荷向低强度部传递，抑制了弯折变形。并且，根据进一步的试行错误的结果，发现了如下内容：能够通过适当地设定高强度部的强度、低强度部相对于高强度部的强度比、高强度部的长度方向上的尺寸来有效地降低因对于高强度部的冲击而导致的变形的程度。基于该见解，想到了下述实施方式的圆管。[实施方式]图2A是表示本实施方式中的金属管1的结构的立体图。图2B是从长度方向(Y方向)观察图2A所示的金属管1而得到的侧视图。图2C是从与长度方向垂直的方向(X方向)观察图2A所示的金属管1而得到的侧视图。如图2A和图2B所示，金属管1是具有外径为D的圆形截面且长度LY为6D以上的金属管。金属管1包括高强度部1A和配置于该高强度部1A的两侧的低强度部1B。高强度部1A和低强度部1B配置在金属管1的整周范围内。如图2C所示，高强度部1A在金属管1的长度方向(Y方向)上配置在外径D的(2/3)D以上且3D以下的尺寸LA范围内((2/3)D≤LA≤3D)。一对低强度部1B之间的距离与高强度部1A的尺寸LA相等。高强度部1A的屈服强度是500MPa(在抗拉强度的情况下是980MPa)以上。低强度部1B的屈服强度是高强度部1A的屈服强度的60％～85％。另外，低强度部1B的抗拉强度也同样地设为高强度部1A的抗拉强度的60％～85％。除了高强度部1A和低强度部1B以外的部分，即低强度部1B的长度方向外侧的部分1C的屈服强度设为低强度部1B的屈服强度以上。例如，低强度部1B的长度方向外侧的部分1C的屈服强度能够设为与高强度部1A的屈服强度相同。在本例中，低强度部1B是屈服强度比周围的屈服强度低的部分。如图2A～图2C所示，通过将低强度部1B在整周范围内配置于高强度部1A的两侧，能够使因冲击载荷而导致的变形向低强度部1B分散而不集中于高强度部1A。为了这样设置，需要满足如下3点。第1，高强度部1A的屈服强度设为500MPa(在抗拉强度的情况下设为980MPa)以上。第2，低强度部1B相对于高强度部1A的强度比设为60％～85％。第3，将高强度部1A的尺寸LA设为外径D的(2/3)D以上且3D以下。通过这样设置，能够使因对高强度部1A的冲击的载荷而导致的变形较早地向低强度部1B分散。其结果，能够抑制因对高强度部1A的冲击而导致的弯折变形。通过专利技术人的调查可知：对于如金本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属管，其具有外径为D的圆形截面且长度为6D以上，其中，该金属管包括：高强度部，其在所述金属管的整周范围内配置于所述金属管的长度方向上的尺寸为(2/3)D以上且3D以下的部分，屈服强度是500MPa以上；以及低强度部，其在所述金属管的整周范围内配置于所述高强度部的在所述金属管的长度方向上的两侧，屈服强度是所述高强度部的屈服强度的60％～85％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.01 JP 2016-0739511.一种金属管，其具有外径为D的圆形截面且长度为6D以上，其中，该金属管包括：高强度部，其在所述金属管的整周范围内配置于所述金属管的长度方向上的尺寸为(2/3)D以上且3D以下的部分，屈服强度是500MPa以上；以及低强度部，其在所述金属管的整周范围内配置于所述高强度部的在所述金属管的长度方向上的两侧，屈服强度是所述高强度部的屈服强度的60％～85％。2.根据权利要求1所述的金属管，其中，所述高强度部的在所述金属管的长度方向上的尺寸是(2/3)D以上且(4/3)D以下。3.根据权利要求1或2所述的金属管，其中，所述低强度部的在所述金属管的长度方向上的尺寸是(3/5)D以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的金属管，其中，所述高强度部配置于所述金属管的长度方向中央。5.根据权利要求1～4中任一项所述的金属管，其中，该金属管是弯曲的。6.一种车身、保险杠或车门，其包括具有外径为D的圆形截面的金属管，其中，所述金属管包括：连结部，...
【专利技术属性】
技术研发人员：广瀬智史，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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