本发明专利技术公开了一种具有改进的车顶支撑特性的车身结构。该车身结构包括与Ａ柱和支撑柱一体化的车顶纵梁。该结构进一步包括横跨梁。Ａ柱包括内表面、外表面和二者之间的壁。车顶纵梁在车顶纵梁的前端处向下延伸并在车顶纵梁的后端处向下延伸。车顶纵梁在车顶纵梁的前端处与单体式中空Ａ柱一体化。支撑柱也包括内表面、外表面和二者之间的壁。支撑柱还包括从下边梁向上延伸的管状下部。支撑柱的上部与车顶纵梁的后端一体化。本发明专利技术的车身结构能够以减少的车顶位移抵挡更高的负载，同时保留了采用液压成型部件的优点——高刚性／重量比、较低单位成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及车顶支撑车身结构。
技术介绍
车顶支撑柱支撑车辆的车顶，位于车窗和车门之间。车顶支撑柱通常分为A柱、B 柱、C柱，且在一些情况下取决于车辆类型还有D柱。B柱总体上设置为紧接车辆前门之后， 并从地板和下边梁板向上延伸至车顶。B柱是确定车顶强度和侧面碰撞入侵程度的要素。 在车辆侧面碰撞情况下，B柱还会承受到施加在车门上的负载。会针对车顶强度和侧面碰撞强度对乘用车辆设计进行测试。常规的B柱制造为总 体上点焊在一起的多层冲压钢板部件。通过成型高等级材料(例如双相钢、硼钢)制成的 金属板材部件可以改进常规的B柱的强度。还可通过使用更厚规格的金属板材组件来使B 柱更加坚固。然而，使用高强度合金和更厚的金属板材会增加车辆的重量，且还会增加制造 B柱的成本。即使使用更厚的合金组件，常规设计的B柱可能无法总是满足车顶强度和侧面 碰撞性能的强度测试要求。虽然冲压部件已在车身结构中使用了许多年，但可以在车辆中使用液压成型组件 或部件。液压成型是一种将可煅金属成型为重量轻、结构坚硬的坚固部件的成本经济的方 式。可煅金属的非限定示例包括铝或钢。液压成型的一个最广泛应用为汽车工业，其能够 利用通过液压成型的复杂的形状制造更坚固、更轻且更坚硬的车辆单片式车身结构。该技 术在高端运动型轿车工业中也很常见，并且也经常用于为自行车框架成形铝管。液压成型允许成型复杂的形状，而这些复杂形状很难通过标准的整体模具冲压制 造。另外，与常规的冲压部件或冲压焊接部件相比，液压成型的部件可经常具有更高的刚性 /重量比和更低的单位成本。现在参考附图，其中在多个附图内相似的附图标记用于表示同样的组件。图1、2 显示了现有技术液压成型车身结构100，其中C柱114与车顶纵梁118和A柱123 —体化。 这样，通过使用液压成型工艺，A柱123、车顶纵梁118、和C柱114形成单个部件。另外，传 统结构在车辆(未显示)的车顶结构112处包括至少一个冲压的横跨梁130。考虑到C柱114、车顶纵梁118和A柱123由单体部件通过液压成型工艺成型，图 1、2的传统液压成型车身结构设计100将车顶纵梁118与C柱114固定。B柱116通常为 冲压部件117，且当如图3所示车辆(未显示)在车顶结构112处遭受较大负载时B柱116 早于C柱114变形。
技术实现思路
根据本说明书中公开的实施例，本专利技术提供了一种具有改进的车顶支撑特性的车 身结构。该结构包括具有内表面、外表面和二者之间的壁的车顶纵梁。车顶纵梁从车顶纵 梁的前端处向下延伸，并在车顶纵梁的后端处向下延伸。车顶纵梁在前端处与中空的A柱 一体化。车顶纵梁还与也具有内表面、外表面和二者之间的壁的支撑柱一体化。支撑柱包括从下边梁向上延伸的管形下部。支撑柱在支撑柱的上部与车顶纵梁的后端形成整体。本专利技术还提供了一种具有改进的车顶支撑特性的车身结构。该结构包含车辆第 一车顶纵梁，包含内壁和外壁，所述第一车顶纵梁在所述第一车顶纵梁的第一前端处向下 延伸并在在所述第一车顶纵梁的第一后端处向下延伸，所述第一车顶纵梁在所述第一前端 处与单体式中空第一 A柱一体化；第一下边梁；具有内壁和外壁的单体式中空第一支撑柱， 所述第一支撑柱具有从所述第一下边梁向上延伸的管状下部以及与所述第一车顶纵梁的 所述后端一体化的上部；具有内壁和外壁的第二车顶纵梁，所述第二车顶纵梁在所述第二 车顶纵梁的第二前端处向下延伸并在在所述第二车顶纵梁的第二后端处向下延伸，所述第 二车顶纵梁在所述第二前端处与单体式中空第二 A柱一体化；第二下边梁；具有内壁和外 壁的单体式中空第二支撑柱，所述第二支撑柱具有从所述第二下边梁向上延伸的管状下部 以及与所述第二车顶纵梁的所述后端一体化的上部；以及具有内壁和外壁的单体式中空横 跨梁，所述横跨梁在所述横跨梁的第一端部处从所述第一下边梁向上延伸，所述横跨梁的 所述第一端部接近所述第一支撑柱；所述横跨梁进一步包括第二端部，所述横跨梁的所述 第二端部接近所述第二支撑柱并从所述第二下边梁向上延伸，所述横跨梁在所述横跨梁的 所述第一端部和所述第二端部之间在车辆的横向方向上延伸。附图说明图1显示了具有冲压B柱的车身结构的现有技术部分侧视示意图。图2显示了具有车顶横梁和支架的车身结构的现有技术部分顶视图。图3显示了现有技术车身设计的受力图，其中图示了 C柱和车顶纵梁的切断和分罔。图4A显示了本专利技术第一实施例的部分侧视示意图。图4B显示了本专利技术的下边梁、支撑柱和横跨梁之间连接处的放大部分侧视图。图5显示了本专利技术第一实施例的部分顶视图。图6以曲线图形式显示了获得的测试数据的示例，其中图示了现有技术设计和本 专利技术的力-变形响应之间的差异。图7显示了沿图4中线A-A的截面图。图8显示了沿图4中线B-B的截面图。图9显示了沿图4中线C-C的截面图。图10显示了沿图4中线D-D的截面图。具体实施例方式参考下文的具体描述和附图，本专利技术实施例的特征和优点将变得显而易见，其中 相似的附图标记对应于类似的组件(尽管可能不相同)。为简短起见，对先前已经描述了功 能的附图标记或部件，可能结合其出现的其它附图进行描述，也可能不再进行描述。本专利技术提供了一种改进的车身结构10，其能够以更小的车顶结构12的位移抵挡 更大的车顶负载13。参考图3，假定车顶纵梁与C柱114 一体化且车顶纵梁20在车辆(未显示)的后 部附近固定至C柱114，当较大的负载施加在车顶结构12上时，C柱114可能切断并离开车辆和车辆中线67 (图5中所示)。参考图6中所示的非限定示例数据，当15000磅的负载施 加至车顶结构时，在C柱114处固定的车顶结构可能发生大约4英寸的位移。因此，本专利技术的专利技术人公开了一种新式有用的液压成型车身结构10，其中主要在 B柱16处支撑车顶负载13。本专利技术的车身结构10能够以较少的车顶位移抵挡更高的负载， 同时保留了采用液压成型部件的优点——高刚性/重量比、较低单位成本。本说明书中公 开的车身结构10至少充分地、有利地克服了上述潜在缺陷。现在同时参考图4、5、9和10，其中显示了本专利技术的第一实施例。车身结构10包括 具有内表面48、外表面50和二者之间的壁52的车顶纵梁18。车顶纵梁18在车顶纵梁18 的前端38处向下延伸。车顶纵梁18还在车顶纵梁18的后端40处向下延伸。车顶纵梁18 在前端38处与中空A柱24 —体化。车顶纵梁18还与具有内表面48、外表面50和二者之 间的壁52的中空支撑柱34 —体化。中空支撑柱34包括从下边梁56或下边梁部件向上延 伸的管状下部53。支撑柱34在支撑柱34的上部与车顶纵梁18的后端40 —体化。参考图4-8，图示了第二实施例，其中支撑柱34也可邻接于横跨梁30。添加横跨 梁30进一步改进了车辆刚性。如图7中所示，与支撑梁34/车顶纵梁18/A柱24相似，横 跨梁30在结构上是中空的。横跨梁30包括内表面48、外表面50和二者之间的壁52。横 跨梁30也可使用液压成型工艺制造而成。如图所示，横跨梁30从第一门槛56延伸至车顶 结构12，并随后在车辆(未显示)的横向方向上延伸，并在车辆第二下边梁58处终止。支撑柱34可在接近横跨梁30的第一端部32处沿横跨梁30的长度焊接至横跨梁 30的至少一部分。支本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有改进的车顶支撑特性的车身结构，所述车身结构包含：具有内表面和外表面以及二者之间的壁的车顶纵梁，所述车顶纵梁在所述车顶纵梁的前端向下延伸并在所述车顶纵梁的后端向下延伸，所述车顶纵梁在所述前端处与单体式中空Ａ柱一体化；下边梁；以及具有内壁和外壁的单体式中空支撑柱，所述支撑柱具有从所述下边梁向上延伸的管状下部以及与所述车顶纵梁的所述后端一体化的上部。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德利达巴库什，塞伊德努斯尔，萨伊德大卫巴尔巴特，希克马特F马哈穆德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US
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