由片材形成Ｂ型梁以包括竖直间隔的上、下部管段，并且在每个管段上于前壁的未支撑部中中央地形成有槽状肋。所述肋用作使前壁坚硬并稳定，从而使得Ｂ型梁的实际抗弯强度更接近预期理论值。在一个形式中，所述肋的竖直尺寸大约为管段高度的３３％－５０％，深度大约为肋高度的５０％－１００％。在材料小于２．２ｍｍ、大于８０ＫＳＩ和／或具有诸如３∶１的大的高度－深度比率时，所述肋特别有效。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及B型梁，在其管段上于前壁中整体形成有一个或多个肋，用于改进实际抗弯强度，改进前壁的稳定性以及整个梁的稳定型，以及改进坚固性和沖击能量吸收效率。
技术介绍
在车辆保险杠中使用B型保险杠加强梁(后面称为"B型梁，，)已经好多年了。例如，见专利技术人为Sturrus的美国专利No.5，395，036，其中B型梁的横截面包括形成两个管的相对平的壁，当处于车辆安装位置时一个管间隔地位于另一个管的上方。这种B型梁之所以成功的部分原因是由于在安装至车架滑轨顶端时，它包括四个水平定向的壁，所述壁沿沖击的纵向/水平方向提供优异的抗弯强度和沖击阻力。然而，现代车辆为保险杠设计有更小的"包装空间"，当车辆的前(或后)保险杠加强梁的尺寸和/或深度由于如此小的"包装空间"而受限制时就变得越来越难以提供充分的梁强度和冲击阻力。另外，我们的测试显示如Sturrus的，036专利所显示的B型梁的实际抗弯强度令人吃惊地远远低于其预期理论沖击强度。理论冲击强度和实际沖击强度之间的差距对于具有较薄壁厚(尤其为2.2mm-1.4mm或更薄)的B型梁而言以及在使用更高强度钢(诸如80KSI，120 KSI或者甚至190 KSI拉伸强度)时变得更糟糕。令人注意的是，经常使用更薄的壁和更高强度的材料，以便努力减少B型梁和緩冲系统的重量。我们对于该问题的调查显示了美国正在生产的B型保险杠加强梁以及在客车中的B型保险杠加强梁的大部分具有竖直线性前壁，多数与Sturrus的'036专利中所显示的非常类似。关于"竖直线性"，我们指的是通过B型梁的垂直横截面显示了前壁是竖直和线性的。令人注意的是，这里所使用的术语"竖直线性，，旨在描述B型梁的前壁，包括细长直梁和纵向弯曲梁(即该梁是弯曲的以便与车辆的空气动力弯曲型前部匹配)的前壁。在试图理解为什么"传统B型梁"的前壁具有竖直线性的横截面的原因时，我们感觉本领域的普通技术人员认为有几个原因使得丕在B型梁的表面壁中形成槽或肋。我们将其称为"传统思想"。例如，传统思想是B型梁的前壁不需要稳定性，原因是它是主要提供冲击强度和能量吸收的水平壁。就前壁确实需要一些稳定性而言，传统思想似乎是它已经由与竖直线性前壁的中央区域接合的中间两个水平壁所稳定。另外，(基于传统思想)前壁的未支撑跨度(即，形成上、下部管段的前部的那些部分)是非常短的并且不需要稳定。再者，根据传统思想，由于前壁主要用作稳定水平壁的前边缘，所以在水平壁的上、下边缘之间线性地延伸的前壁似乎比前壁变形为非线性的情况为水平壁提供更多的稳定性。(换言之，如果前壁变形为非线性，则在沖击过程中前壁可能朝着线性状态"拉伸"，从而允许水平壁的边缘移动少的量并且因此潜在地使得它们变得更不稳定)。再者，B性梁中的任何附加形成都增加了加工变数和成本。(根据传统思想)本质上，在前壁中形成肋将增加成本和加工复杂性，而对于最终产品不会有任何显著增加的益处。不使B型梁的前壁向内变形有另 一个更加微妙的原因。用于计算理论弯矩"M，，的工程/数学公式建议相比较部分前壁没有尽可能远得朝前定位的情况，竖直线性前壁(其中前壁的所有材料尽可能朝前定位得远些，假设对车辆的"包装空间"有限制)提供了更大的弯矩(因此更坚硬的梁段)。换言之，如果前壁被变形成包括向内槽状肋，则B型梁的弯矩减小并且进而B型梁的理论硬度减小，原因是部分前壁材 料移动得更靠近其质心。因此，由于几个原因，使B型梁的前壁的一 部分向内变形是违反直觉的。 现有技术图l部分取自专利技术人为Sturrus的美国专利No.5，395，036,它是具 有带竖直线性前壁的横截面的B型保险杠加强梁的示例。图1中显示 的B型梁200包括"竖直线性"前壁201，所述前壁由焊接到中央腹板 215上的共面边缘部("翼")202、 203形成。注意到许多B型梁包 括形成它们整个前壁的单个连续片材部。在这种B型梁中，焊接位于 B型梁上的另一位置。Sturrus的，036专利中的B型梁包括带有两个 管205和206的横截面，当处于车辆安装位置时一个管通过腹板215 位于另一个管的上方，使得四个壁213， 214, 216， 217从前壁水平地 延伸，并且共面壁212A和212B靠近管的后部。Sturrus中的B型梁 是弯曲型(即纵向弯曲型)，然而应当注意许多B型梁是直的(即 纵向线性的)。
技术实现思路
通过在梁的前壁的未支撑部中添加槽状"动力"肋，我们已经将B 型梁的实际沖击强度极大地提高至显著接近理论沖击强度值。我们相 信这种提高是极大的、令人吃惊的并且是完全出乎意料的，根据政 府和保险工业保险杠测试标准，这对于其中抗弯强度和沖击强度非常 重要的保险杠工业是非常有价值的。特别地，我们的测试显示了带 有本专利技术动力肋的B型梁(对比不带动力肋的B型梁)具有通常大于 10% -20%的改进的实际抗弯强度，这是未曾听说的改进。在某些情 况下，带有动力肋的本专利技术的B型梁的实际抗弯强度接近实际理论值， 这也是让我们吃惊的，因为具有竖直线性前壁的B型梁(见Sturrus 的'036专利)已经被测试具有仅仅为它们理论抗弯值的大约50% -60 %的实际完全值。令人吃惊的是，这种改进经常在没有增加重量的情 况下完成，并且它进一步开发了在B型梁緩沖系统中使用替代强度材料的能力。相信这种改进是尤其重要且令人吃惊的，原因是B型梁已 经被用作保险杠加强梁很多年了，但是就本专利技术人的知识而言，在它 们的前壁中没有槽状肋。这种巨大的改进给式样以及功能提供了增加的设计自由度。特别 地，它允许以更小的横截面尺寸获得同样坚固(或者更坚固的)B型 梁。例如，这允许车辆设计师能够减小"下偏置"(即从緩冲系统前面 到车辆头灯的距离)，从而允许更加欧式化的车辆(其中保险杠"悬垂，， 短很多)。它还允许设计师选择不同的材料(即成本更低/强度更低的 材料)，同时保持适宜的梁强度。或者，可以在预定的"相同"保险杠包 装空间内制造更强的B型梁。因此，可以在不改变车辆式样以及不潜 在地增加车辆重量的同时将现有保险杠制造得更坚固。这是基于以下发现当B型保险杠加强梁被设计成具有竖直线性 前壁时，梁的前壁在弯曲沖击过程中变得局部不稳定，即使对于本领 域的普通技术人员而言它们的前壁似乎被充分地支撑着。因此，具有 本专利技术的表面肋的B型梁的实际沖击强度比具有平直前壁的传统B型 梁更接近理论沖击强度，即使当在本专利技术B型梁的每个管上的竖直前 壁的未支撑部的竖直跨度仅有65mm至40mm或更少时。如下所讨论的，本专利技术在B型保险杠加强梁的管的前壁中结合槽 状肋这一思想极大地、令人吃惊地并且出乎意料地改进了 B型梁的实 际测量沖击强度，使得实际沖击强度更接近理论值。我们的调查显示 这尤其适于由厚度小于约2.2mm的片材所制造的B型梁，更适于厚度 从1.4mm降至1.2mm或更薄的片材。它还适于高强度材料，诸如具 有80KSI拉伸强度(尤其大于120KSI并且尤其大于190KSI)的钢。 令人注意的是，经常减小片材厚度并且增加它们的拉伸强度，作为节 省重量同时保持高强度的手段。因此，同时有助于更薄片材和更高强 度材料的本专利技术被认为是"双重地"重要且有意义。实际抗弯强度的减小也发生在具有相对短的前后尺寸并具有更高横截面的B本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适于连接至车辆前端或后端的保险杠加强梁，其包括： 加强梁，其由片材形成，并且包括：在定位于车辆安装位置时竖直延伸的前壁；两个竖直延伸的后壁；一对竖直间隔开的中间水平壁；顶部和底部水平壁；以及固定到所述后壁上并且适于安装到车辆上的安 装托架；所述顶部和底部水平壁与所述中间水平壁以及前壁和后壁相结合，以限定一上部管段以及与所述上部管段间隔开的一下部管段，所述前壁的大部分在横向竖直横截面中是竖直线性的，但包括一纵向延伸的槽状肋，所述槽状肋在所述上部管段和下部管段的至少一个上整体形成在所述前壁的一未受支撑部分中，所述槽状肋用作加强并稳定所述前壁并由此用作总体加强并加固Ｂ型的所述加强梁。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：SC格拉斯哥，TJ约翰逊，
申请(专利权)人：沙普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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