一种变厚度汽车扭力梁制造技术

一种变厚度汽车扭力梁，其扭力梁本体为金属薄壁梁结构，依次包括扭力梁左段、扭力梁左过渡段、扭力梁中段、扭力梁右过渡段、扭力梁右段；扭力梁左段厚度为第一厚度，扭力梁中段厚度为第二厚度，扭力梁右段厚度为第三厚度，扭力梁左过渡段厚度由第一厚度连续变化至第二厚度，扭力梁右过渡段的厚度由第二厚度连续变化至第一厚度；第一厚度和第三厚度相等，且大于第二厚度；扭力梁中段、左右段为等截面设计。本实用新型专利技术通过对扭力梁两端厚度增加中间厚度减少，提升扭力梁的扭转刚性和抗疲劳特性，扭力梁在车身横向上的不同截面具有不同的厚度分布，扭力梁在不同截面上具有不同截面线长，不仅能较好地满足汽车悬挂系统刚度、强度以及疲劳耐久要求，而且实现了降低零件重量的目的。

Automobile torsion beam with variable thickness

A variable thickness automobile torsion beam, the torsion beam body is a metal thin-walled beam structure, which comprises the torsion Liangzuo section, transition section, Liangzuo torsion torsion beam section, torsion beam right transition section, the right section of the torsion beam; torsion Liangzuo section thickness of the first thickness, middle thickness of second thickness of the torsion beam, torsion beam right the thickness of third thickness, torsion Liangzuo transition section thickness by the first thickness continuous change to second thickness, the thickness of the torsion beam right transition from second to first change the thickness of continuous thickness; the first thickness and the third thickness is equal and greater than second thickness; the torsion beam section is about the middle, uniform design. The utility model by increasing the thickness of the torsion beam at both ends of intermediate thickness reduction, enhance the torsional rigidity of the torsion beam and anti fatigue property of torsion beam in the transverse section of different body has different thickness distribution, the torsion beam with different section length in different sections, not only can satisfy the system stiffness, strength and fatigue requirements of automobile suspension, and reduces the weight of the parts.

【技术实现步骤摘要】
一种变厚度汽车扭力梁
本技术属于汽车设计
，特别涉及一种变厚度汽车扭力梁，用于汽车悬架的扭力梁结构。
技术介绍
在汽车结构中，扭力梁是汽车扭力梁式后悬挂系统的重要部件，在汽车行驶过程中承担弯曲、扭转等路面激励载荷，其强度、模态及疲劳特性对汽车安全行驶有着十分重要的作用。一般汽车扭力梁结构由扭力梁、纵臂、弹簧座及衬套等构成，这些零件通过焊接搭接在一起。在汽车行驶过程中，汽车车轮发生异向或单轮跳动，扭力梁会发生扭转变形，起到控制左右车轮之间相对运动的作用。扭力梁的扭转刚度是扭力梁性能的重要标志，通常扭力梁端部的截面面积较大，其扭转刚度会相对更高，可以保证扭力梁端部刚度，提升稳定性；而扭力梁中部的截面一般会做凹槽等特征处理，截面面积较小，其扭转刚度也会相对降低，可以保证扭力梁的柔性。另一方面，扭力梁在汽车运动过程中，长期发生往复扭转变形，是耐久疲劳性能的重要考察部分，而扭力梁在扭转强度工况下的最大应力值的位置一般位于扭力梁与纵臂搭接位置或接近扭力梁端头位置。对此常见的解决方法是对扭力梁端部位置的加强件进行强化或改进，从扭力梁本身进行改进优化的考虑较少。目前汽车保有量激增，国家环保政策要求不断提升，汽车轻量化的要求也越来越受到汽车主机厂的重视，是未来汽车技术持续发展的重要趋势。对于汽车扭力梁，其在车身上的应用较广，单件重量较大，在该零件上实现其结构轻量化的同时，保证其结构刚性及疲劳耐久性是汽车结构设计的一大难点。目前汽车扭力的厚度分布为不变厚度，依据材料力学的理论，这种等厚度的梁结构在受力时结构本体材料对力学行为的承受过程中将会有相当部分的材料不会对机构的整体力学性能有贡献。目前汽车上常见的扭力梁分3种，分别是单片、2片冲压焊接、管件液压成形。中国专利公告号103660840A公开的一种汽车用的扭力梁悬架装置，通过在扭力梁上设置有减重孔，同时通过对底侧进行圆弧切割，使两端应力集中区域用料多，中间位置小应力区域用料少，从而达到在减轻扭力梁重量的同时，提高了其耐久性能。中国专利公告号为102529635A公开的一种汽车后扭力梁是一种弯曲的，横断面呈V形的横梁，其横梁采用中空管件液压胀形制作，截面为双重封闭结构，扭转刚性较高。以上已公开的扭力梁结构方案中截面各不相同且均为等厚度结构，同时目前公开的管式扭力梁大部分截面长度在纵向方向上没有变化。这种厚度和线长均一特征的扭力梁相对本技术中的扭力梁结构，存在重量较大，附加成本较高等缺点。同时，厚度均一的扭力梁在其中部位置会产生性能富裕，从结构性能和材料方面均为过度设计，对材料资源浪费较大，直接增加了汽车质量，不利于汽车节能环保。
技术实现思路
本技术的目的在于设计一种变厚度汽车扭力梁结构，通过对扭力梁两端厚度增加中间厚度减少，提升扭力梁的扭转刚性和抗疲劳特性；扭力梁在车身横向上的不同截面具有不同的厚度分布，扭力梁在不同截面上也具有不同截面线长，这种扭力梁结构不仅能较好地满足汽车悬挂系统刚度、强度以及疲劳耐久要求，而且实现了降低零件重量的目的，因此，采用连续变厚度钢板制作，可以避免材料厚度上的过度设计，降低扭力梁制作成本，且轻量化效果好。为达到上述目的，本技术的技术方案如下。一种变厚度汽车扭力梁，其扭力梁本体为金属薄壁梁结构，依次包括扭力梁左段、扭力梁左过渡段、扭力梁中段、扭力梁右过渡段、扭力梁右段；其中，扭力梁左段的厚度为第一厚度，扭力梁中段的厚度为第二厚度，扭力梁右段的厚度为第三厚度，扭力梁左过渡段的厚度由第一厚度连续变化至第二厚度，扭力梁右过渡段的厚度由第二厚度连续变化至第一厚度；第一厚度和第三厚度相等，且大于第二厚度；扭力梁中段、左右段为等截面设计，并由左、右过渡段相连接。优选的，所述扭力梁本体第一厚度和第三厚度处于为2mm～5mm之间，第二厚度处于1.5-4mm之间。相应的，所述扭力梁本体截面分为三个区域，分别对应为扭力梁左段、扭力梁中段、扭力梁右段，在同一区域内截面中线长度相同，三个区域之间通过扭力梁左侧过渡段和扭力梁右侧过渡段连接；其中，扭力梁左段的截面中线长度为第一长度，扭力梁中段的截面中线长度为第二长度，扭力梁右段的截面中线长度为第三长度；其中，扭力梁第一长度和第三长度相等，且大于第二长度。优选的，所述扭力梁第一和第三长度控制在第二长度的1～1.2倍以内。优选的，所述扭力梁左、右段的长度在50mm～250mm之间。优选的，所述扭力梁左右过渡段的厚度变化梯度处于1:50～1:200之间，及厚度变化1mm，左、右过渡段长度为50mm～200mm。本技术提供的新型汽车扭力梁结构，其中至少包括1个扭力梁、左右减震器安装座、左右纵臂以及左右衬套。本技术提供的扭力梁为金属薄壁梁结构，一般包括扭力梁左段、扭力梁左侧过渡段、扭力梁中段、扭力梁右侧过渡段、扭力梁右段。其中，扭力梁左段的厚度为第一厚度，扭力梁中段的厚度为第二厚度，扭力梁右段的厚度为第三厚度，扭力梁左侧过渡段的厚度由第一厚度连续变化至第二厚度，扭力梁右侧过渡段的厚度由第二厚度连续变化至第一厚度。为提升扭力梁两端头的扭转刚度，可以通过提升材料厚度达到增加扭转系数的目的，因此，第一厚度和第三厚度一般为相等，且大于第二厚度。第一厚度和第三厚度处于为2mm～5mm之间，第二厚度处于1.5-4mm之间。扭力梁左右侧过渡段的厚度变化依据柔性轧制的轧机轧辊直径和轧制速度控制，厚度变化梯度处于1:50～1:200之间，即厚度每变化1mm，扭力梁左右侧过渡段长度分别为50mm～200mm。扭力梁左右段的长度一般在50mm～250mm之间，扭力梁总长度由悬挂系统设计决定。本技术提供的扭力梁截面可以分为三个区域，在同一区域内截面中线长度相同，分别对应为扭力梁左段、扭力梁中段、扭力梁右段，三个区域之间通过扭力梁左侧过渡段和扭力梁右侧过渡段连接。其中，扭力梁左段的截面中线长度为第一长度，扭力梁中段的截面中线长度为第二长度，扭力梁右段的截面中线长度为第三长度。为提升扭力梁两端头的扭转刚度，可以通过提升扭力梁截面面积和增加截面线长度的方式进行；而为了提升扭力梁中段的柔性，可以通过减小扭力梁截面面积的方式进行，因此，本技术中扭力梁第一长度和第三长度一般为相等，且大于第二长度。考虑到管件液压胀形过程中管件成形极限，本技术中扭力梁第一和第三长度控制在第二长度的1～1.2倍以内。本技术的有益效果：本技术的扭力梁结构的薄壁厚度从两端到中部逐渐减薄，可以保证扭力梁在悬挂系统运动过程中两端的刚性，并通过中间薄区保证运动过程中的柔性。本技术的扭力梁采用变厚度板料制作成的管件，采用非等厚度材料设计，可以最大程度实现轻量化，减重效果明显，性能突出，综合成本得到降低。附图说明图1为汽车悬架扭力梁总成的结构示意图。图2为本技术扭力梁的结构示意图。图3为本技术扭力梁厚度过渡示意图。图4为本技术实施例中扭力梁截面的端头截面中线结构示意图。图5为本技术实施例中扭力梁截面的中部截面中线结构示意图。具体实施方式如图1所示，其为汽车悬架扭力梁总成结构的一个实例，扭力梁总成结构由扭力梁1、减震器安装座2、纵臂3以及衬套4构成。参见图2～图5，本技术的变厚度汽车扭力梁，所述扭力梁1本体为金属薄壁梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变厚度汽车扭力梁，其特征在于，所述扭力梁本体为金属薄壁梁结构，依次包括扭力梁左段、扭力梁左过渡段、扭力梁中段、扭力梁右过渡段、扭力梁右段；其中，扭力梁左段的厚度为第一厚度，扭力梁中段的厚度为第二厚度，扭力梁右段的厚度为第三厚度，扭力梁左过渡段的厚度由第一厚度连续变化至第二厚度，扭力梁右过渡段的厚度由第二厚度连续变化至第一厚度；第一厚度和第三厚度相等，且大于第二厚度；扭力梁中段、左右段为等截面设计，并由左、右过渡段相连接。

【技术特征摘要】
1.一种变厚度汽车扭力梁，其特征在于，所述扭力梁本体为金属薄壁梁结构，依次包括扭力梁左段、扭力梁左过渡段、扭力梁中段、扭力梁右过渡段、扭力梁右段；其中，扭力梁左段的厚度为第一厚度，扭力梁中段的厚度为第二厚度，扭力梁右段的厚度为第三厚度，扭力梁左过渡段的厚度由第一厚度连续变化至第二厚度，扭力梁右过渡段的厚度由第二厚度连续变化至第一厚度；第一厚度和第三厚度相等，且大于第二厚度；扭力梁中段、左右段为等截面设计，并由左、右过渡段相连接。2.如权利要求1所述的变厚度汽车扭力梁，其特征在于，所述扭力梁本体第一厚度和第三厚度处于为2mm～5mm之间，第二厚度处于1.5-4mm之间。3.如权利要求1或2所述的变厚度汽车扭力梁，其特征在于，所述扭力梁本体截面分为三个区域，分别对应为扭力...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永生，张文，逯若东，蒋浩民，陈新平，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31