汽车底盘后悬架扭力梁制造技术

本实用新型专利技术涉及汽车结构技术领域，提供了一种汽车底盘后悬架扭力梁，包括由管材冲压而成的横梁；所述横梁包括横梁本体和设置在横梁本体两端的端头段；所述横梁本体的顶部沿其轴向具有向下凹陷的凹陷部；所述横梁的长度为L，所述端头段的长度为L1；其中，L1≤4％L；所述横梁本体上任意两个横截面周长的变化率为η；其中，η≤1％。本实用新型专利技术所述的汽车底盘后悬架扭力梁，通过控制横梁上横截面周长的变化，有效改善了横梁上的应力分布；通过控制横梁本体上侧板部夹角的变化，能进一步改善横梁上的应力分布，避免横梁上过渡段出现应力集中区域，在相同载荷条件下降低横梁上的最大应力，将横梁上的最大应力区域控制在变形较小的中间段。

Torsion beam of rear suspension of automobile chassis

The utility model relates to the technical field of automobile structure, and provides a torsion beam for rear suspension of automobile chassis, including a cross beam punched by pipe materials; the cross beam includes a cross beam body and an end segment arranged at both ends of the cross beam body; the top of the cross beam body has a depression along its axis; the length of the cross beam is L, and the length of the end segment is L1; The change rate of circumference of any two cross sections on the beam body is_, where_is less than 1%. The torsion beam of the rear suspension of the automobile chassis of the utility model effectively improves the stress distribution on the cross beam by controlling the change of the circumference of the cross section on the cross beam; by controlling the change of the angle between the upper side plates of the cross beam body, the stress distribution on the cross beam can be further improved, the stress concentration area on the upper transition section of the cross beam can be avoided, and the maximum response on the cross beam can be reduced under the same load conditions. Force controls the maximum stress area on the beam in the middle section with smaller deformation.

【技术实现步骤摘要】
汽车底盘后悬架扭力梁
本技术涉及汽车结构
，尤其是一种汽车底盘后悬架扭力梁。
技术介绍
汽车底盘后悬架扭力梁是汽车的关键部件之一，主要作用是平衡左右车轮的上下跳动，以减少车辆的摇晃，保持车辆的平稳，提高车辆侧倾刚度，进而提高汽车的操作稳定性。目前，扭力梁有两种形式：一种是V型板梁，利用板料冲压成型，这种结构一般情况下要在扭力梁的轴线上设置一根稳定杆以提高其扭转刚度，另外由于两端开口外翻，在后续与左右纵臂的焊接过程中，与纵臂的搭接焊缝很难形成封闭结构，造成焊接变形，稳定性较差，扭力梁工作时其焊缝处的受力不均匀，焊缝附近会出现应力集中，因而对焊接工艺和焊接质量的要求较高，同时在使用过程中，容易出现疲劳破坏，而为了提高产品的可靠性，需要在连接区域额外焊接加强板，以提高整个扭力梁的强度，这样必然会使整个生产过程更负责，增加了扭力梁的重量，进而增加了成本。另一种是管材冲压式，利用圆管冲压成型，其截面也是V型，相对于V型板梁冲压式横梁，这种结构具有结构简单、重量轻的特点，可大幅减少横梁的重量，提高车辆的舒适性。现有的管材冲压式扭力梁结构一般分为三段，包括中间直段、过渡段、以及端头直段，通过过渡段实现中间直段与端头直段的连接。由于中间直段和端头直段均为等截面结构，中间直段的横截面为V型，端头直段的横截面为矩形，同时中间直段的长度等于横梁总长度的一半。因此，这种结构的扭力梁在过渡段上会存在20％左右的截面周长变化，使横梁在过渡段处产生应力集中；在使用过程中，扭力梁容易在过渡段处出现疲劳破坏；而为了提高产品的可靠性，则需要增加整个横梁的厚度，这样不仅增加了整个横梁的重量，而且会造成中间直段中大部分材料过剩，降低材料的利用率。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种汽车底盘后悬架扭力梁，能有效改善横梁上的应力分布。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：汽车底盘后悬架扭力梁，包括由管材冲压而成的横梁；所述横梁包括横梁本体和设置在横梁本体两端的端头段；所述横梁本体的顶部沿其轴向具有向下凹陷的凹陷部；所述横梁的长度为L，所述端头段的长度为L1；其中，L1≤4％L；所述横梁本体上任意两个横截面周长的变化率为η；其中，η≤1％。进一步的，所述横梁本体沿其轴向包括三段，分别是中间段、设于中间段和端头段之间的过渡段；所述中间段的长度为L2；其中，L2≤20％L；所述横梁本体包括上壁、下壁以及设于上壁和下壁之间的两个弧形连接壁；所述上壁包括第一中间部、设于第一中间部两侧的第一侧板部；两个第一侧板部向上延伸、并呈张开状；所述下壁包括第二中间部、设于第二中间部两侧的第二侧板部；两个第二侧板部向上延伸、并呈张开状；所述第一侧板部和第二侧板部的上端通过弧形连接壁连接；在所述横梁本体的每个过渡段的横截面上，两个第一侧板部之间的夹角和两个第二侧板部之间的夹角均沿过渡段外端向内端的方向逐渐减小。进一步的，所述过渡段外端横截面上的两个第一侧板部之间的夹角为α；其中，60°＜α≤100°；所述过渡段外端横截面上的两个第二侧板部之间的夹角为β；其中，60°＜β≤100°。进一步的，所述过渡段内端横截面上的两个第一侧板部之间的夹角为γ，其中，45°≤γ≤75°；所述过渡段内端横截面上的两个第二侧板部之间的夹角为θ，其中，45°≤θ≤75°。进一步的，在所述横梁本体的每个过渡段的横截面上，所述弧形连接壁的半径沿过渡段外端向内端的方向逐渐减小。进一步的，所述弧形连接壁内表面的最小半径为横梁本体壁厚的1～5倍。进一步的，所述第一中间部为向下突出的圆弧结构；所述第二中间部为向下突出的圆弧结构。进一步的，在所述横梁本体的每个过渡段的横截面上，所述第一中间部下表面的最低位置与第二中间部上表面的最低位置之间的高度沿过渡段外端向内端的方向逐渐减小。本技术的有益效果是：本技术所述的汽车底盘后悬架扭力梁，通过在横梁本体的顶部设置凹陷部，增加了横梁的刚度；通过控制横梁本体上任意两个横截面周长的变化率≤1％，减少了管材在厚度方向上的塑性变形，有效改善了横梁上的应力分布；通过控制横梁本体上侧板部夹角的变化，能进一步改善横梁上的应力分布，避免横梁上过渡段出现应力集中区域。与传统扭力梁相比，在相同载荷条件下，本技术的扭力梁不仅能降低横梁上的最大应力，将横梁上的最大应力区域控制在变形较小的中间段；而且能降低10％以上的重量，提高了材料的利用率。附图说明图1是本技术的主视图；图2是图1中A-A剖视图；图3是图1中B-B剖视图；图4是图1中C-C剖视图；图5是图1中D-D剖视图；图6是对比例1中横梁的应力分布图；图7是实施例1中横梁的应力分布图；图8是实施例2中横梁的应力分布图。图中附图标记为：1-横梁，2-横梁本体，3-端头段，4-上壁，5-下壁，6-弧形连接壁，21-中间段，22-过渡段，41-第一中间部，42-第一侧板部，51-第二中间部，52-第二侧板部。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明：如图1至图5所示，本技术所述的汽车底盘后悬架扭力梁，包括由管材冲压而成的横梁1；所述横梁1包括横梁本体2和设置在横梁本体2两端的端头段3；其特征在于：所述横梁本体2的顶部沿其轴向具有向下凹陷的凹陷部；所述横梁1的长度为L，所述端头段3的长度为L1；其中，L1≤4％L；所述横梁本体2上任意两个横截面周长的变化率为η；其中，η≤1％。如图1所示，所述横梁1为一体件，由管材冲压而成；所述管材可以是无缝钢管，也可以是焊接钢管。所述横梁1包括横梁本体2和设置在横梁本体2两端的端头段3；所述端头段3的长度≤横梁1总长度的4％，使横梁本体2主要承受外部载荷；所述端头段3用于与纵臂连接，端头段3的横截面为与实际需求相配合的椭圆形、圆形、圆角矩形或圆角梯形。所述横截面指的是垂直于所述横梁1轴线的截面。通过在横梁本体2的顶部设置凹陷部，使横梁本体2的横截面大致呈V形或U形，如图3至图5所示，增加了横梁1的刚度。通过控制横梁本体2上任意两个横截面周长的变化率≤1％，使得管材在冲压过程中，尽可能减少管材在厚度方向上的塑性变形，有效改善了横梁1上的应力分布，降低了管材受到拉伸及压缩力的影响，避免了现有的扭力梁需要热处理等工艺消除内应力而导致的工艺复杂及成本增高。所述横梁本体2沿其轴向包括三段，分别是中间段21、设于中间段21和端头段3之间的过渡段22；所述中间段21的长度为L2；其中，L2≤20％L；所述横梁本体2包括上壁4、下壁5以及设于上壁4和下壁5之间的两个弧形连接壁6；所述上壁4包括第一中间部41、设于第一中间部41两侧的第一侧板部42；两个第一侧板部42向上延伸、并呈张开状；所述下壁5包括第二中间部51、设于第二中间部51两侧的第二侧板部52；两个第二侧板部52向上延伸、并呈张开状；所述第一侧板部42和第二侧板部52的上端通过弧形连接壁6连接；在所述横梁本体2的每个过渡段22的横截面上，两个第一侧板部42之间的夹角和两个第二侧板部52之间的夹角均沿过渡段22外端向内端的方向逐渐减小。所述横梁本体2包括上壁4、下壁5、以及设于上壁4与下壁5之间的两个弧形连接壁6。所述下壁5设于上壁4的下方，通过弧形连接壁6实现上壁4与下壁5之间的圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽车底盘后悬架扭力梁，包括由管材冲压而成的横梁(1)；所述横梁(1)包括横梁本体(2)和设置在横梁本体(2)两端的端头段(3)；其特征在于：所述横梁本体(2)的顶部沿其轴向具有向下凹陷的凹陷部；所述横梁(1)的长度为L，所述端头段(3)的长度为L1；其中，L1≤4％L；所述横梁本体(2)上任意两个横截面周长的变化率为η；其中，η≤1％。

【技术特征摘要】
1.汽车底盘后悬架扭力梁，包括由管材冲压而成的横梁(1)；所述横梁(1)包括横梁本体(2)和设置在横梁本体(2)两端的端头段(3)；其特征在于：所述横梁本体(2)的顶部沿其轴向具有向下凹陷的凹陷部；所述横梁(1)的长度为L，所述端头段(3)的长度为L1；其中，L1≤4％L；所述横梁本体(2)上任意两个横截面周长的变化率为η；其中，η≤1％。2.根据权利要求1所述的汽车底盘后悬架扭力梁，其特征在于：所述横梁本体(2)沿其轴向包括三段，分别是中间段(21)、设于中间段(21)和端头段(3)之间的过渡段(22)；所述中间段(21)的长度为L2；其中，L2≤20％L；所述横梁本体(2)包括上壁(4)、下壁(5)以及设于上壁(4)和下壁(5)之间的两个弧形连接壁(6)；所述上壁(4)包括第一中间部(41)、设于第一中间部(41)两侧的第一侧板部(42)；两个第一侧板部(42)向上延伸、并呈张开状；所述下壁(5)包括第二中间部(51)、设于第二中间部(51)两侧的第二侧板部(52)；两个第二侧板部(52)向上延伸、并呈张开状；所述第一侧板部(42)和第二侧板部(52)的上端通过弧形连接壁(6)连接；在所述横梁本体(2)的每个过渡段(22)的横截面上，两个第一侧板部(42)之间的夹角和两个第二侧板部(52)之间的夹角均沿过渡段(22)外端向内端的方向逐渐减小。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶家富，郝锌，陈海，陈正康，陈志洋，田欢乐，谭英杰，胡礼，向用均，蒲吕春，湖洪，郝克巧，
申请(专利权)人：四川建安工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51