Балка бампера и транспортное средство, содержащее упомянутую балку

Изобретение относится к балке бампера для транспортного средства. Конкретнее, оно относится к балке бампера для автомобиля. Балка (1) бампера включает в себя первый элемент (2), второй элемент (3) и внутреннюю пластину (4). Первый элемент (2) включает в себя верхний пластинчатый участок (5), два вертикальных стеночных участка (6a, 6b) и два фланцевых участка (7a, 7b). Два вертикальных стеночных участка (6a, 6b) соединяются с обоими боковыми участками (5a, 5b) верхнего пластинчатого участка (5) соответственно. Два фланцевых участка (7a, 7b) соединяются с двумя вертикальными стеночными участками (6a, 6b) соответственно. Второй элемент (3) имеет пластинчатую форму, соединен с двумя фланцевыми участками (7a, 7b) первого элемента (2) и закрывает зазор между двумя фланцевыми участками (7a, 7b) по меньшей мере. Внутренняя пластина (4) соединена с двумя вертикальными стеночными участками (6a, 6b) первого элемента (2) и расположена по существу параллельно со вторым элементом (3) в пространстве, образованном первым элементом (2) и вторым элементом (3). Из первого элемента (2) и второго элемента (3) второй элемент (3) расположен обращенным наружу транспортного средства. Технический результат: создание балки бампера для транспортного средства, которая имеет высокую эффективность поглощения энергии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 26 ил., 1 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение относится к балке бампера для транспортного средства. Конкретнее, оно относится к балке бампера для автомобиля.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Балка бампера обеспечена внутри бампера транспортного средства. Это выполнено для того, чтобы позволять балке бампера нести ударную нагрузку при столкновении, тем самым обеспечивая безопасность транспортного средства. В частности, большое количество энергии генерируется при фронтальном столкновении в автомобиле или т.п. С другой стороны, в последние годы с точки зрения уменьшения CO2 и улучшения экономии топлива существует потребность в уменьшении веса балки бампера. Для осуществления уменьшения веса балки бампера необходимо улучшать прочность балки бампера, при этом уменьшая толщину пластины балки бампера.

[0003]

Для увеличения прочности балки бампера была предложена балка бампера, усиленная усиливающим элементом (например, публикация заявки на патент Японии №7-309184 (Патентная Литература 1), публикация заявки на патент Японии №6-328988 (Патентная Литература 2) и публикация заявки на патент Японии №6-171441 (Патентная Литература 3)).

[0004]

В балке бампера, раскрытой в Патентной Литературе 1, усиливающий элемент расположен в коробчатом пространстве, образованном множеством соединенных элементов. Усиливающий элемент лежит в направлении вперед и назад транспортного средства. Патентная Литература 1 указывает, что тем самым возможно достигать эквивалентную прочность балки бампера по сравнению с прочностью традиционной балки бампера, а также осуществлять уменьшение веса и уменьшение стоимости.

[0005]

Балка бампера, раскрытая в Патентной Литературе 2, имеет коробчатое поперечное сечение и усиливающий элемент внутри коробчатого поперечного сечения. Усиливающий элемент лежит в направлении вверх и вниз транспортного средства. В связи с этим, когда нагрузка прикладывается в направлении вперед и назад транспортного средства, наружная деформация верхнего стеночного участка и нижнего стеночного участка подавляется. Патентная Литература 2 указывает, что это увеличивает прочность балки бампера.

[0006]

Балка бампера, раскрытая в Патентной Литературе 3, имеет коробчатое поперечное сечение, образованное путем объединения корытообразных прессованных частей, и имеет усиливающий элемент в ее внутреннем пространстве. Усиливающий элемент лежит в направлении вверх и вниз транспортного средства. Патентная Литература 3 указывает, что это будет усиливать прочность балки бампера и подавлять деформацию балки бампера.

СПИСОК ССЫЛОК

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0007]

Патентная Литература 1: Публикация заявки на патент Японии №7-309184

Патентная Литература 2: Публикация заявки на патент Японии №6-328988

Патентная Литература 3: Публикация заявки на патент Японии №6-171441

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0008]

Однако в балке бампера Патентной Литературы 1 усиливающий элемент расположен в направлении вперед и назад транспортного средства в поперечном сечении, если смотреть с боковой стороны транспортного средства. По этой причине, когда ударная нагрузка прикладывается к балке бампера, усиливающему элементу сложно подавлять искривление верхнего и нижнего стеночных участков. В связи с этим сложно дополнительно увеличивать прочность балки бампера.

[0009]

В балке бампера Патентных Литератур 2 и 3, так как усиливающий элемент расположен в направлении вверх и вниз транспортного средства в поперечном сечении, если смотреть с боковой стороны транспортного средства, деформация верхнего и нижнего стеночных участков подавляется. В результате может ожидаться эффект подавления искривления стеночных участков. Однако, так как поверхность, которая принимает ударную нагрузку, склонна к деформации, улучшение эффективности поглощения энергии балки бампера ограничено.

[0010]

Целью настоящего изобретения является обеспечение балки бампера для транспортного средства, которая имеет высокую эффективность поглощения энергии.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0011]

Балка бампера согласно варианту выполнения настоящего изобретения содержит первый элемент, второй элемент, внутреннюю пластину. Первый элемент включает в себя верхний пластинчатый участок, два вертикальных стеночных участка и два фланцевых участка. Два вертикальных стеночных участка соответственно соединяются с обоими боковыми участками верхнего пластинчатого участка. Два фланцевых участка соответственно соединяются с двумя вертикальными стеночными участками. Второй элемент имеет пластинчатую форму, соединен с двумя фланцевыми участками первого элемента и закрывает зазор между двумя фланцевыми участками по меньшей мере. Внутренняя пластина соединена с двумя вертикальными стеночными участками первого элемента и расположена по существу параллельно со вторым элементом в пространстве, образованном первым элементом и вторым элементом. Второй элемент из первого элемента и второго элемента расположен обращенным наружу транспортного средства.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012]

Балка бампера согласно настоящему изобретению представляет собой балку бампера для транспортного средства, которая проявляет высокую эффективность поглощения энергии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013]

[Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера первого варианта выполнения.

[Фиг. 2A] Фиг. 2A представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Случая 1.

[Фиг. 2B] Фиг. 2B представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Случая 2.

[Фиг. 3А] Фиг. 3А представляет собой изображение для показа деформационного поведения балки бампера Случая 1, причем изображение показывает исходное состояние.

[Фиг. 3B] Фиг. 3B представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 3А.

[Фиг. 3С] Фиг. 3С представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 3B.

[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой диаграммы нагрузки-прогиба Случая 1 и Случая 2.

[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой диаграмму для показа отношения между положением внутренней пластины и эффективностью поглощения энергии.

[Фиг. 6А] Фиг. 6А представляет собой изображение для показа деформационного поведения балки бампера первого варианта выполнения, причем изображение показывает исходное состояние.

[Фиг. 6B] Фиг. 6B представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 6A.

[Фиг. 6C] Фиг. 6C представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 6B.

[Фиг. 6D] Фиг. 6D представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 6С.

[Фиг. 7А] Фиг. 7А представляет собой изображение для показа деформационного поведения балки бампера Случая 2, в которой добавлена внутренняя пластина, причем изображение показывает исходное состояние.

[Фиг. 7B] Фиг. 7B представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 7A.

[Фиг. 7C] Фиг. 7C представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 7B.

[Фиг. 7D] Фиг. 7D представляет собой изображение для показа состояния, которое развилось из состояния, показанного на Фиг. 7C.

[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой вид сверху балки бампера, в которой сосредоточенная нагрузка прикладывается к центру в продольном направлении.

[Фиг. 9] Фиг. 9 представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера второго варианта выполнения, если смотреть сверху транспортного средства.

[Фиг. 10] Фиг. 10 представляет собой изображение для показа примера соединенного участка между вертикальным стеночным участком и внутренней пластиной.

[Фиг. 11А] Фиг. 11A представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Изобретательского Примера настоящего изобретения.

[Фиг. 11B] Фиг. 11B представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Сравнительного Примера 1.

[Фиг. 11C] Фиг. 11C представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Сравнительного Примера 2.

[Фиг. 12] Фиг. 12 представляет собой диаграмму нагрузки-прогиба каждой балки бампера в Примере 1.

[Фиг. 13] Фиг. 13 представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Сравнительных Примеров 3 и 4.

[Фиг. 14] Фиг. 14 представляет собой диаграмму нагрузки-прогиба каждой балки бампера в Примере 2.

[Фиг. 15] Фиг. 15 представляет собой диаграмму нагрузки-прогиба каждой балки бампера в Примере 3.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

[0014]

Балка бампера согласно настоящему варианту выполнения содержит первый элемент, второй элемент и внутреннюю пластину. Первый элемент включает в себя верхний пластинчатый участок, два вертикальных стеночных участка и два фланцевых участка. Два вертикальных стеночных участка соответственно соединяются с обоими боковыми участками верхнего пластинчатого участка. Два фланцевых участка соответственно соединяются с двумя вертикальными стеночными участками. Второй элемент имеет пластинчатую форму, соединен с двумя фланцевыми участками первого элемента и закрывает зазор между двумя фланцевыми участками по меньшей мере. Внутренняя пластина соединена с двумя вертикальными стеночными участками первого элемента и расположена по существу параллельно со вторым элементом в пространстве, образованном первым элементом и вторым элементом. Второй элемент из первого элемента и второго элемента расположен обращенным наружу транспортного средства.

[0015]

Это будет увеличивать максимальную нагрузку, которая допустима балкой бампера, и задерживает время возникновения искривления. В связи с этим эффективность поглощения энергии балки бампера увеличивается. Здесь максимальная нагрузка, которая допустима балкой бампера (ниже называемая «максимальная допустимая нагрузка») относится к нагрузке, прикладываемой к балке бампера, когда вертикальные стеночные участки балки бампера искривляются. Здесь эффективность поглощения энергии представляет собой значение, получаемое путем деления энергии, поглощаемой балкой бампера, когда прикладывается ударная нагрузка, на массу балки бампера.

[0016]

Для достаточного улучшения эффективности поглощения энергии предпочтительно, чтобы отношение d1/h составляло не менее 0 и не более 0,6, где h представляет собой интервал между вторым элементом и верхним пластинчатым участком первого элемента, а d1 представляет собой интервал между вторым элементом и внутренней пластиной. Более предпочтительно, отношение d1/h составляет не менее 0 и не более 0,2, где h представляет собой интервал между вторым элементом и верхним пластинчатым участком первого элемента, а d1 представляет собой интервал между вторым элементом и внутренней пластиной. Отметим, что интервал h соответствует глубине от второго элемента до верхнего пластинчатого участка первого элемента. Интервал d1 соответствует глубине от второго элемента до внутренней пластины.

[0017]

Когда ударная нагрузка прикладывается ко второму элементу, который расположен обращенным наружу транспортного средства в вышеописанной балке бампера, сила в направлении растяжения возникает в верхнем пластинчатом участке первого элемента, который расположен обращенным внутрь транспортного средства. По этой причине в верхнем пластинчатом участке могут происходить растрескивание или разрыв. Чтобы справляться с такой ситуацией предпочтительно, чтобы внутренняя пластина была расположена по меньшей мере частично в области на расстоянии не менее -0,2×L и не более 0,2×L от центра в продольном направлении балки бампера, где L представляет собой общую длину балки бампера. Более предпочтительно, внутренняя пластина расположена по меньшей мере частично в области на расстоянии не менее -0,1×L и не более 0,1×L от центра в продольном направлении балки бампера. В результате вертикальный стеночный участок искривляется до возникновения растрескивания в верхнем пластинчатом участке, и в связи с этим балка бампера, вероятно, не будет разрываться. В результате возможно подавлять значительное ухудшение эффективности поглощения энергии вследствие разрыва балки бампера.

[0018]

В вышеописанной балке бампера предпочтительно, чтобы первый элемент и внутренняя пластина были изготовлены из металлической пластины, и чтобы отношение t2/t1 составляло не менее 0,7 и не более 1,0, где t1 представляет собой толщину пластины первого элемента, а t2 представляет собой толщину пластины внутренней пластины. Более того, предпочтительно, чтобы отношение TS2/TS1 составляло не менее 0,4 и не более 1,0, где TS1 представляет собой прочность на растяжение первого элемента, а TS2 представляет собой прочность на растяжение внутренней пластины.

[0019]

В таком случае, так как прочность внутренней пластины ниже прочности первого элемента, вертикальный стеночный участок искривляется до возникновения растрескивания в верхнем пластинчатом участке, когда сосредоточенная нагрузка прикладывается к центру в продольном направлении балки бампера, и в связи с этим возможно дополнительно подавлять значительное ухудшение эффективности поглощения энергии вследствие разрыва балки бампера.

[0020]

Предпочтительно, внутренняя пластина и вертикальные стеночные участки соединены с помощью сварки. Особенно предпочтительно, чтобы концевые участки внутренней пластины были изогнуты, и каждый изогнутый концевой участок и вертикальный стеночный участок были наложены друг на друга и соединены. В этом случае, когда концевые участки внутренней пластины изогнуты по направлению к первому элементу, внутренняя пластина с большей вероятностью будет прогибаться по направлению ко второму элементу.

[0021]

Предпочтительно, первый элемент и второй элемент изготовлены из стальной пластины, и прочность на растяжение стальной пластины составляет не менее 1 ГПа. В результате будет получена балка бампера, подходящая для автомобиля.

[0022]

Вышеописанная балка бампера применяется в транспортном средстве. В этом случае транспортное средство оснащается вышеописанной балкой бампера в передней или задней части транспортного средства. Второй элемент балки бампера расположен обращенным наружу транспортного средства.

[0023]

Ниже со ссылкой на чертежи варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны подробно. Одинаковые или соответствующие части представлены одинаковыми символами на всех чертежах, и их описание не будет повторяться. Более того, ниже в качестве примера будет описан случай, в котором балка бампера настоящего варианта выполнения применяется в переднем бампере автомобиля.

[0024]

[Первый вариант выполнения]

Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении балки 1 бампера первого варианта выполнения. На Фиг. 1 надпись «верх» означает вверх относительно транспортного средства, а надпись «перед» относится к «вперед» относительно транспортного средства. То же самое относится к нижеследующим Фигурам. Со ссылкой на Фиг. 1, балка 1 бампера расположена внутри бампера 10 транспортного средства. Балка 1 бампера включает в себя первый элемент 2, второй элемент 3 и внутреннюю пластину 4. Балка 1 бампера первого варианта выполнения имеет форму поперечного сечения, которая показана на Фиг. 1, и продолжается в направлении ширины транспортного средства.

[0025]

Первый элемент 2 включает в себя верхний пластинчатый участок 5, вертикальные стеночные участки 6a, 6b и фланцевые участки 7a, 7b. Один конец каждого из двух вертикальных стеночных участков 6a, 6b соединяется с каждым из обоих боковых участков 5a, 5b верхнего пластинчатого участка 5. Другие концы вертикальных стеночных участков 6a, 6b соединяются с соответственными фланцевыми участками 7a, 7b. Форма поперечного сечения первого элемента 2 представляет собой корытообразное открытое поперечное сечение. Другими словами, зазор между двумя фланцевыми участками 7a, 7b является открытым. Первый элемент 2 образован, например, путем прессования металлической пластины.

[0026]

Второй элемент 3 представляет собой пластинчатый элемент и образован, например, путем штамповки металлической пластины. Соединительный участок обеспечен между вторым элементом 3 и первым элементом 2. Конкретно, второй элемент 3 соединен с фланцевыми участками 7a, 7b первого элемента 2 для закрытия зазора между фланцевыми участками 7a и 7b. Другими словами, первый элемент 2 и второй элемент 3, соединенные друг с другом, образуют замкнутое поперечное сечение.

[0027]

Внутренняя пластина 4 расположена по существу параллельно со вторым элементом 3 в пространстве, образованном первым элементом 2 и вторым элементом 3. Соединительный участок обеспечен между внутренней пластиной 4 и первым элементом 2. Конкретно, концевые участки 4a, 4b внутренней пластины 4 изогнуты под по существу прямым углом и соответственно соединены с верхним и нижним вертикальными стеночными участками 6a, 6b. Концевые участки 4a, 4b внутренней пластины 4 расположены обращенными к верхнему пластинчатому участку 5. Внутренняя пластина 4 образована, например, путем формования прессованием металлической пластины. Такая внутренняя пластина 4 ограничивает деформацию вертикальных стеночных участков 6a, 6b. По этой причине вертикальные стеночные участки 6a, 6b, вероятно, не будут искривляться. Внутренняя пластина 4 не должна быть строго параллельной со вторым элементом 3 и допускает определенное отклонение. Это отклонение составляет, например, не более 10°.

[0028]

К внутренней пластине 4 может быть добавлен борт в направлении вверх и вниз транспортного средства, и она может быть подвергнута обработке тиснением. Так как такая обработка улучшает жесткость внутренней пластины, внутренняя пластина 4 дополнительно ограничивает деформацию вертикальных стеночных участков 6a, 6b. В результате вертикальные стеночные участки 6a, 6b с меньшей вероятностью будут искривляться, и может ожидаться улучшение эффективности поглощения энергии.

[0029]

Такая балка 1 бампера расположена со вторым элементом 3, обращенным наружу транспортного средства. Например, когда балка 1 бампера применяется как балка бампера для переднего бампера транспортного средства, второй элемент 3 расположен обращенным вперед транспортного средства. В состоянии, в котором балка 1 бампера расположена в транспортном средстве, верхний пластинчатый участок 5 первого элемента 2, второй элемент 3 и внутренняя пластина 4 приходят в вертикальное положение в направлении вверх и вниз транспортного средства. Вертикальные стеночные участки 6a, 6b первого элемента 2 приходят в положение для продолжения в направлении вперед и назад транспортного средства в верхнем и нижнем местоположениях соответственно. В результате балка 1 бампера имеет высокую эффективность поглощения энергии для удара в направлении вперед и назад. Далее этот момент будет описан подробно.

[0030]

При расположении балки 1 бампера в транспортном средстве два вида картин расположения являются возможными. Один представляет собой случай, в котором второй элемент 3 расположен обращенным наружу транспортного средства (ниже называемый Случай 1), который показан на Фиг. 1. Второй представляет собой случай, в котором верхний пластинчатый участок 5 первого элемента 2 расположен обращенным наружу транспортного средства, как описано в Патентных Литературах 2 и 3 (ниже называемый Случай 2). Настоящие изобретатели исследовали эффективность поглощения энергии в Случае 1 и Случае 2 с помощью анализа моделирования динамического трехточечного изгиба для понимания основных характеристик балки бампера.

[0031]

Фиг. 2A и 2B показывают вид в поперечном сечении модели балки бампера, которая была использована в анализе моделирования динамического трехточечного изгиба. Из этих Фигур Фиг. 2A показывает случай балки бампера Случая 1, а Фиг. 2B показывает случай балки бампера Случая 2. В моделях Случая 1 и Случая 2 отсутствовала внутренняя пластина 4. Со ссылкой на Фиг. 2A, нагрузка P в направлении верхнего пластинчатого участка 5 была приложена по всей площади в направлении вверх и вниз до центра в продольном направлении второго элемента 3 в Случае 1. Со ссылкой на Фиг. 2B, нагрузка P в направлении второго элемента 3 была приложена по всей площади в направлении вверх и вниз до центра в продольном направлении верхнего пластинчатого участка 5 в Случае 2. Затем было проанализировано деформационное поведение балки бампера. В этом случае отношение между нагрузкой P и прогибом было исследовано на каждой балке бампера. Здесь прогиб относится к прогибу участка, к которому прикладывалась нагрузка P. В анализе моделирования динамического трехточечного изгиба скорость приложения нагрузки составила 9 км/ч, а расстояние между точками опоры составило 800 мм. Результаты анализа показаны на Фиг. 3А-3С и Фиг. 4.

[0032]

Фиг. 3А-3С показывают изображение для показа деформационного поведения балки бампера Случая 1. Деформация балки бампера развивается в порядке, показанном на Фиг. 3А, 3B и 3С. Со ссылкой на Фиг. 3А-3С, при приложении нагрузки P ко второму элементу 3 сила сжатия действует в продольном направлении балки бампера вблизи концевых участков X вертикальных стеночных участков 6a, 6b (ниже также называемых в общем вертикальным стеночным участком 6). Здесь сила сжатия представляет собой силу, которая стремится заставлять каждый из двух вертикальных стеночных участков 6 контактировать в продольном направлении балки бампера. За счет действия такой силы сжатия концевой участок X на стороне второго элемента 3 вертикального стеночного участка 6 перемещается по направлению к центру в направлении вверх и вниз транспортного средства. В результате вертикальный стеночный участок 6 деформируется и в конечном итоге искривляется.

[0033]

Фиг. 4 представляет собой диаграмму нагрузки-прогиба, относящуюся к балкам бампера Случая 1 и Случая 2. Ордината обозначает нагрузку, а абсцисса обозначает прогиб. На Фиг. 4 сплошная линия обозначает результат балки бампера Случая 1, а пунктирная линия обозначает результат балки бампера Случая 2. Диаграмма нагрузки-прогиба, показанная на Фиг. 4, показывает следующее. В Случае 1 нагрузка становится максимальной, когда прогиб составляет около 38 мм. Максимальная нагрузка составляет около 62 кН. Когда прогиб становится равным около не менее 38 мм, вертикальный стеночный участок 6 искривляется. В Случае 2, когда прогиб составляет около 42 мм, нагрузка становится максимальной. Максимальная нагрузка составляет около 50 кН. Когда прогиб становится равным не менее около 42 мм, вертикальный стеночный участок 6 искривляется. Из этого видно, что максимальная допустимая нагрузка Случая 1 больше, чем максимальная допустимая нагрузка Случая 2. Однако прогиб до приведения к искривлению меньше в Случае 1, чем в Случае 2. Другими словами, время возникновения искривления наступает раньше в Случае 1, чем в Случае 2.

[0034]

Энергия, поглощаемая балкой бампера, равна интегрированному значению кривой нагрузки-прогиба на Фиг. 4. В связи с этим для увеличения эффективности поглощения энергии балки бампера является эффективным увеличение максимальной допустимой нагрузки и задержка времени возникновения искривления. С точки зрения конструкции балка бампера Случая 1 имеет более высокую максимальную допустимую нагрузку, чем балка бампера Случая 2. Соответственно, настоящие изобретатели изучили то, как задерживать время возникновения искривления, тем самым улучшая эффективность поглощения энергии относительно балки бампера Случая 1.

[0035]

В балке бампера Случая 1, которая показана на Фиг. 3А-3С, так как концевые участки X перемещаются по направлению к центру в направлении вверх и вниз транспортного средства балки бампера на ранней стадии из-за силы сжатия, действующей на вертикальный стеночный участок 6, вертикальный стеночный участок 6 деформируется и искривляется. Другими словами, если перемещение концевого участка X подавляется, возможно подавлять искривление вертикального стеночного участка 6 на ранней стадии. Соответственно, как показано на Фиг. 1, балка 1 бампера настоящего варианта выполнения расположена с внутренней пластиной 4, по существу параллельной со вторым элементом 3, в пространстве, образованном первым элементом 2 и вторым элементом 3. Концевые участки 4a, 4b внутренней пластины 4 соответственно соединены с верхним и нижним вертикальными стеночными участками 6a, 6b. Внутренняя пластина 4 подавляет деформацию вертикального стеночного участка 6. В связи с этим, даже если концевой участок X перемещается, вертикальный стеночный участок 6, вероятно, не будет деформироваться. Другими словами, вертикальный стеночный участок 6 с меньшей вероятностью будет искривляться. В результате время возникновения искривления балки 1 бампера задерживается. Более того, так как балка 1 бампера расположена со вторым элементом 3, обращенным наружу транспортного средства, максимальная допустимая нагрузка балки 1 бампера является высокой, как в Случае 1. Вкратце, так как добавление внутренней пластины 4 к балке бампера Случая 1, которая имеет высокую максимальную допустимую нагрузку, подавляет искривление вертикального стеночного участка 6, время возникновения искривления вертикального стеночного участка 6 наступает поздно. В результате эффективность поглощения энергии балки 1 бампера будет улучшена.

[0036]

Положение внутренней пластины 4 предпочтительно находится ближе ко второму элементу 3. Конкретно, со ссылкой на Фиг. 1, отношение d1/h, относящееся к внутренней пластине 4, составляет предпочтительно не менее 0 и не более 0,6. Здесь h обозначает интервал между вторым элементом 3 и верхним пластинчатым участком 5 первого элемента 2, а d1 обозначает интервал между вторым элементом 3 и внутренней пластиной 4. Этот момент будет описан со ссылкой на Фиг. 5.

[0037]

Фиг. 5 представляет собой диаграмму для показа эффективности поглощения энергии балок бампера, имеющих различное отношение d1/h, которое относится к положению внутренней пластины 4. Результаты, показанные на Фиг. 5, были получены с помощью подобного анализа моделирования динамического трехточечного изгиба, который описан выше. Анализ моделирования был проведен на каждой балке бампера, в которой отношение d1/h, которое относится к положению внутренней пластины 4 балки бампера, показанной на Фиг. 1, широко изменялось. Другие условия анализа были такими же, как и условия для анализа моделирования, показанные на Фиг. 3А-3С и Фиг. 4, описанных выше. Со ссылкой на Фиг. 5, эффективность поглощения энергии проявила максимальное значение при отношении d1/h около 0,16. Когда отношение d1/h увеличилось до более 0,16, эффективность поглощения энергии ухудшилась. Эффективность поглощения энергии балки бампера без внутренней пластины 4 составила 0,44 кДж/кг (смотри пунктирную линию на Фиг. 5). Когда отношение d1/h составляет более 0,65, эффективность поглощения энергии балки бампера, имеющей внутреннюю пластину 4, становится меньше эффективности поглощения энергии балки бампера без внутренней пластины 4. В связи с этим внутренняя пластина 4 предпочтительно располагается в положении, в котором отношение d1/h, относящееся к внутренней пластине 4, составляет не менее 0 и не более 0,6.

[0038]

Дополнительно, когда отношение d1/h, относящееся к положению внутренней пластины 4, составляет не более 0,2, внутренняя пластина 4 и второй элемент 3 приводятся в контакт друг с другом на ранней стадии во время приложения нагрузки. По этой причине прогиб второго элемента 3 ограничивается, и тем самым перемещение концевого участка X вертикального стеночного участка 6, показанное на Фиг. 3А, ограничивается. В связи с этим вертикальный стеночный участок 6 с меньшей вероятностью будет искривляться. Для подтверждения этого эффекта настоящие изобретатели изучили деформационное поведение балки бампера, чье отношение d1/h составляет 0,16, посредством анализа моделирования динамического трехточечного изгиба. Условия анализа были такими же, как и условия анализа моделирования, показанные на Фиг. 3А-3С и Фиг. 4, которые описаны выше. Результаты анализа показаны на Фиг. 6А-6D.

[0039]

Фиг. 6А-6D представляют собой изображения для показа деформационного поведения балки бампера первого варианта выполнения. Деформация балки бампера, чье отношение d1/h составляет 0,16, происходит в порядке, показанном на Фиг. 6А, Фиг. 6B, Фиг. 6С и Фиг. 6D. Со ссылкой на Фиг. 6А-6D, так как сила сжатия действует на вертикальной стеночный участок 6 при приложении нагрузки P ко второму элементу 3, концевой участок X вертикального стеночного участка 6 перемещается по направлению к центру в направлении вверх и вниз транспортного средства балки бампера, как описано выше. Так как внутренняя пластина 4 соединена с вертикальным стеночным участком 6, она сжимается, когда концевой участок X перемещается. В этот момент внутренняя пластина 4 прогибается по направлению к стороне второго элемента 3. В связи с этим второй элемент 3 и внутренняя пластина 4 приходят в контакт друг с другом. Так как прогиб второго элемента 3 ограничивается внутренней пластиной 4 при контакте внутренней пластины 4 со вторым элементом 3, перемещение концевого участка X вертикального стеночного участка 6 также ограничивается. В результате этого искривление вертикального стеночного участка 6 дополнительно подавляется. Другими словами, когда отношение d1/h составляет не более 0,2, не только искривление вертикального стеночного участка 6 подавляется внутренней пластиной 4, но и добавляется эффект вследствие контакта между внутренней пластиной 4 и вторым элементом 3, как описано выше. В связи с этим максимальная допустимая нагрузка балки 1 бампера дополнительно увеличивается.

[0040]

Там, где отношение d1/h равно 0, внутренняя пластина 4 находится в контакте со вторым элементом 3 до приложения нагрузки P. В этом случае режимы деформации второго элемента 3 и внутренней пластины 4 различаются. Другими словами, второй элемент 3 и внутренняя пластина 4 деформируются как одно целое. По этой причине эффективность поглощения энергии ухудшается по сравнению с тем, когда отношение d1/h составляет 0,16. В связи с этим предпочтительный нижний предел отношения d1/h составляет 0,1. Однако эффективность поглощения энергии балки бампера, когда отношение d1/h равно 0, выше, чем эффективность поглощения энергии балки бампера без внутренней пластины 4. По этой причине отношение d1/h может быть равно 0.

[0041]

Для приведения внутренней пластины 4 в контакт со вторым элементом 3 при приложении нагрузки необходимо располагать второй элемент 3 обращенным наружу транспортного средства, как в Случае 1, показанном на Фиг. 2A. Другими словами, когда верхний пластинчатый участок 5 первого элемента 2 расположен обращенным наружу транспортного средства, как в Случае 2 на Фиг. 2B, второй элемент 3, вероятно, не будет контактировать с внутренней пластиной 4. Относительно этого момента настоящие изобретатели изучили деформационное поведение балки бампера Случая 2, в которой добавлена внутренняя пластина, посредством анализа моделирования динамического трехточечного изгиба. Условия анализа были такими же, как и условия для анализа моделирования, показанные на Фиг. 3А-3С и Фиг. 4, описанных выше. Результаты анализа показаны на Фиг. 7А-7D.

[0042]

Фиг. 7А-7D представляют собой изображения для показа деформационного поведения балки бампера Случая 2, в которой добавлена внутренняя пластина. Другими словами, верхний пластинчатый участок 5 первого элемента 2 расположен обращенным наружу транспортного средства. Деформация балки бампера происходит в порядке, показанном на Фиг. 7А, 7B, 7C и 7D. Со ссылкой на Фиг. 7А-7D, когда нагрузка P прикладывается к верхнему пластинчатому участку 5 в Случае 2, верхний вертикальный стеночный участок 6а прогибается вверх транспортного средства, а нижний вертикальный стеночный участок 6b прогибается вниз транспортного средства. В связи с этим сила растяжения действует на внутреннюю пластину 4 в направлении вверх и вниз транспортного средства. В этом случае, так как внутренняя пластина 4, вероятно, не будет прогибаться, верхний пластинчатый участок 5 и внутренняя пластина 4, вероятно, не будут контактировать друг с другом. В связи с этим сложно ограничивать прогиб несущей нагрузку поверхности с помощью контакта между внутренней пластиной 4 и несущей нагрузку поверхностью, как в Случае 1. Другими словами, сложно подавлять искривление вертикального стеночного участка 6 в Случае 2.

[0043]

[Второй вариант выполнения]

Балка бампера первого варианта выполнения проявляет высокую эффективность поглощения энергии, так как внутренняя пластина подавляет искривление вертикального стеночного участка. Однако если искривление вертикального стеночного участка подавляется в слишком большой степени, когда сосредоточенная нагрузка прикладывается к центру в продольном направлении балки бампера, растрескивание может возникать в верхнем пластинчатом участке первого элемента на задней стороне до искривления вертикального стеночного участка. Даже если вертикальный стеночный участок не искривляется, эффективность поглощения энергии балки бампера будет значительно ухудшаться, если в верхнем пластинчатом участке возникает растрескивание.

[0044]

Фиг. 8 представляет собой вид сверху балки бампера, в которой сосредоточенная нагрузка прикладывается к центру в продольном направлении. На Фиг. 8 надпись «право» обозначает правую сторону транспортного средства. То же самое относится к нижеследующим фигурам. Со ссылкой на Фиг. 8, когда сосредоточенная нагрузка P прикладывается к центру в продольном направлении балки бампера, окрестность области, к которой прикладывается сосредоточенная нагрузка P, отклоняется по направлению назад транспортного средства (направлению внутрь транспортного средства). В этот момент, так как верхний пластинчатый участок 5 первого элемента расположен на задней стороне балки бампера, он подвергается действию силы в направлении растяжения (направлении влево и вправо транспортного средства). Если эта сила в направлении растяжения является чрезмерно большой, в верхнем пластинчатом участке 5 возникает растрескивание. Вкратце, если искривление вертикального стеночного участка 6 подавляется в слишком большой степени, растрескивание возникает в верхнем пластинчатом участке 5 до искривления вертикального стеночного участка 6. В частности, когда материал балки бампера имеет высокую прочность и низкую вязкость, растрескивание, вероятно, будет возникать в верхнем пластинчатом участке 5, например, когда вертикальный стеночный участок первого элемента является длинным.

[0045]

Соответственно, в балке бампера второго варианта выполнения для подавления растрескивания верхнего пластинчатого участка положение внутренней пластины ограничивается в продольном направлении балки бампера. Конкретно, настоящие изобретатели определили подходящее положение внутренней пластины в продольном направлении балки бампера посредством Примера 3, который будет описан ниже. Этот момент будет описан со ссылкой на Фиг. 9.

[0046]

Фиг. 9 представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера второго варианта выполнения, если смотреть сверху транспортного средства. Со ссылкой на Фиг. 9, считается, что общая длина балки 10 бампера равна L, и произвольное расстояние от центра C в продольном направлении балки 10 бампера составляет L. Внутренняя пластина 4 балки 10 бампера второго варианта выполнения расположена в центральной области на расстоянии не менее -L1 и не более L1 от центра C в продольном направлении балки 10 бампера. Здесь внутренняя пластина 4 может быть расположена по всей площади центральной области или в части центральной области. Расстояние L1 составляет предпочтительно 0,2×L и более предпочтительно 0,1×L. Здесь длина L1 разделена на положительные значения и отрицательные значения в направлении влево и вправо транспортного средства, когда центр C в продольном направлении балки бампера равен 0. Вкратце, внутренняя пластина расположена на протяжении области на расстоянии L1 в обе стороны в направлении влево и вправо транспортного средства от центра C в продольном направлении балки бампера.

[0047]

Ограничение области, в которой расположена внутренняя пластина 4, центральной областью в продольном направлении балки бампера будет облегчать для концевого участка X вертикального стеночного участка 6 в области, где не расположена внутренняя пластина, перемещение по направлению к центру в направлении вверх и вниз транспортного средства балки бампера (смотри Фиг. 6А-6D). В результате время возникновения искривления вертикального стеночного участка наступает раньше. Так как это заставляет вертикальный стеночный участок искривляться до возникновения растрескивания верхнего пластинчатого участка, возможно подавлять значительное ухудшение эффективности поглощения энергии вследствие разрыва балки бампера.

[0048]

Как описано выше, когда искривление вертикального стеночного участка 6 балки бампера подавляется в слишком большой степени, растрескивание с большей вероятностью будет возникать в верхнем пластинчатом участке 5, когда сосредоточенная нагрузка P прикладывается к центру в продольном направлении балки бампера. Для решения этого неудобства толщина t2 пластины внутренней пластины 4 составляет предпочтительно не более толщины t1 пластины первого элемента 2. Это выполнено с целью оптимизации времени возникновения искривления в вертикальном стеночном участке 6 и подавления возникновения растрескивания в верхнем пластинчатом участке 5. Конкретно, отношение t2/t1 между толщиной t1 пластины первого элемента 2 и толщиной t2 пластины внутренней пластины 4 составляет предпочтительно не менее 0,7 и не более 1,0. Когда отношение t2/t1 составляет менее 0,7, прочность внутренней пластины 4 является низкой, и в связи с этим вертикальный стеночный участок 6 будет искривляться на ранней стадии. Когда отношение t2/t1 составляет более 1,0, прочность внутренней пластины 4 является высокой, и в связи с этим растрескивание, вероятно, будет возникать в верхнем пластинчатом участке 5, когда сосредоточенная нагрузка P прикладывается к центру в продольном направлении балки бампера. Предпочтительный нижний предел отношения t2/t1 составляет 0,8, а его предпочтительный верхний предел составляет 0,9.

[0049]

Таким же образом, как описано выше, для подавления возникновения растрескивания в верхнем пластинчатом участке 5 прочность TS2 на растяжение внутренней пластины 4 составляет предпочтительно не более прочности TS1 на растяжение первого элемента 2. Конкретно, отношение TS2/TS1 между прочностью TS1 на растяжение первого элемента 2 и прочностью TS2 на растяжение внутренней пластины 4 составляет предпочтительно не менее 0,4 и не более 1,0. Когда отношение TS2/TS1 составляет менее 0,4, прочность внутренней пластины 4 является низкой, и в связи с этим вертикальный стеночный участок 6 будет искривляться на ранней стадии. Когда отношение TS2/TS1 составляет более 1,0, прочность внутренней пластины 4 является высокой, и в связи с этим для концевого участка X вертикального стеночного участка 6 сложно перемещаться по направлению к центру в направлении вверх и вниз транспортного средства балки бампера, когда сосредоточенная нагрузка P прикладывается к центру в продольном направлении балки бампера (смотри Фиг. 6А-6D). В результате растрескивание, вероятно, будет возникать в верхнем пластинчатом участке 5 до искривления вертикального стеночного участка 6. Предпочтительный нижний предел отношения TS2/TS1 составляет 0,6, а его предпочтительный верхний предел составляет 0,8.

[0050]

Примерные способы соединения внутренней пластины 4 с вертикальным стеночным участком 6 включают в себя сварку. Примеры способа сварки включают в себя точечную сварку, сварку электрозаклепками, дуговую сварку и лазерную сварку. Однако соединение между внутренней пластиной 4 и вертикальным стеночным участком 6 не ограничено сваркой. Соединение между внутренней пластиной 4 и вертикальным стеночным участком 6 может быть выполнено с помощью механического соединения. Примеры механического соединения включают в себя клепание, соединение болтами и гайками и привинчивание. Более того, соединение между внутренней пластиной 4 и вертикальным стеночным участком 6 может быть выполнено с помощью клея. То же самое относится к соединению между первым элементом 2 и вторым элементом 3.

[0051]

Как описано выше, в балке бампера настоящего варианта выполнения второй элемент 3 расположен обращенным наружу транспортного средства. Например, как показано на Фиг. 9, балка бампера изогнута в продольном направлении. В этом случае дуга внешней стороны изогнутой балки бампера (на стороне второго элемента 3 на Фиг. 9) расположена обращенной наружу транспортного средства. Более того, балка бампера прикреплена к краш-боксу, который расположен внутри транспортного средства, переднему боковому элементу или т.п. По этой причине крепежные отверстия и т.д. обеспечены в поверхности с внутренней стороны балки бампера относительно транспортного средства. Вкратце, даже если балка бампера не была прикреплена к транспортному средству, возможно определять, какой из первого элемента и второго элемента балки бампера должен быть расположен обращенным наружу транспортного средства.

[0052]

Фиг. 10 представляет собой изображение для показа примера соединенного участка между вертикальным стеночным участком и внутренней пластиной. Со ссылкой на Фиг. 10, в настоящем варианте выполнения высота 8 уступа для расположения внутренней пластины 4 может быть обеспечена в вертикальном стеночном участке. Как показано на Фиг. 10, размер высоты 8 уступа составляет от около 0,5 мм до нескольких мм. Когда высота 8 уступа составляет менее 0,5 мм, расположение внутренней пластины 4 является сложным. Когда высота 8 уступа является слишком большой, жесткость вертикального стеночного участка 6 изменяется, и тем самым деформационное поведение балки бампера будет изменяться. Вкратце, высота 8 уступа вертикального стеночного участка 6 обеспечена в пределах диапазона, в котором деформационное поведение балки бампера не будет изменяться. Обеспечение высоты 8 уступа в вертикальном стеночном участке 6 облегчает установку внутренней пластины и производство балки бампера.

[0053]

В вышеописанном варианте выполнения был описан случай, в котором балка бампера изготовлена из металлической пластины. Примеры металлической пластины включают в себя стальную пластину, алюминиевую пластину, титановую пластину, магниевую пластину, медную пластину, никелевую пластину или пластину из их сплава и многослойную металлическую пластину.

[0054]

Когда балка бампера настоящего варианта выполнения применяется в автомобиле, предпочтительно, чтобы первый элемент и второй элемент были изготовлены из стальной пластины, имеющей прочность на растяжение не менее 1 ГПа. В этом случае возможно дополнительно увеличивать прочность балки бампера, тем самым улучшая безопасность кузова транспортного средства.

[0055]

В вышеописанном варианте выполнения был описан случай, в котором балка бампера обеспечена в передней части транспортного средства. Другими словами, было выполнено описание случая, в котором балка бампера настоящего варианта выполнения применяется как балка бампера переднего бампера автомобиля. Однако балка бампера настоящего варианта выполнения не будет ограничена балкой бампера переднего бампера. Балка бампера настоящего варианта выполнения может быть расположена в задней части транспортного средства. Другими словами, балка бампера настоящего варианта выполнения может быть применена в задних бамперах и т.п. В любом случае второй элемент балки бампера расположен обращенным наружу транспортного средства.

[Пример 1]

[0056]

В Примере 1 анализ моделирования приложения нагрузки был проведен на балках бампера, в которых внутренние пластины 4 были расположены по-разному, для исследования эффективности поглощения энергии.

[0057]

Фиг. 11A-11C представляют собой виды в поперечном сечении моделей анализа балок бампера, используемых в Примере 1. Фиг. 11A показывает модель Изобретательских Примеров 1 и 2 настоящего изобретения, Фиг. 11B показывает модель Сравнительного Примера 1, а Фиг. 11C показывает модель Сравнительного Примера 2. Отношение d1/h, относящееся к положению внутренней пластины 4 Изобретательского Примера 1 настоящего изобретения, было установлено равным 0,16, а отношение d1/h, относящееся к положению внутренней пластины 4 Изобретательского Примера 2 настоящего изобретения, было установлено равным 0,5. В Сравнительном Примере 1 предполагалась балка бампера, не имеющая внутренней пластины 4. В Сравнительном Примере 2 предполагалась балка бампера, в которой внутренняя пластина 4 была расположена перпендикулярно второму элементу 3.

[0058]

Относительно различных размеров этих балок бампера, ширина W1 вертикального стеночного участка 6 первого элемента предполагалась равной 60 мм, ширина W2 верхнего пластинчатого участка 5 предполагалась равной 80 мм, а ширина W3 второго элемента 3 предполагалась равной 120 мм. Нагрузка P была приложена к центру второго элемента 3 по направлению к первому элементу 2. Первый элемент 2, второй элемент 3 и внутренняя пластина 4 предполагались представляющими собой стальную пластину, имеющую прочность на растяжение 1800 МПа и толщину пластины 1,4 мм.

[0059]

Фиг. 12 представляет собой кривую нагрузки-прогиба, относящуюся к каждой балке бампера Примера 1. На Фиг. 12 сплошная линия обозначает результат Изобретательского Примера 1 настоящего изобретения, пунктирная линия обозначает результат Изобретательского Примера 2 настоящего изобретения, штрихпунктирная линия с одной точкой обозначает результат Сравнительного Примера 1, а штрихпунктирная линия с двумя точками обозначает результат Сравнительного Примера 2. Со ссылкой на Фиг. 12, в Изобретательских Примерах 1 и 2 настоящего изобретения вертикальный стеночный участок 6 не искривлялся до тех пор, пока прогиб не достиг около 38 мм. В Сравнительных Примерах 1 и 2 вертикальный стеночный участок 6 искривился до того, как прогиб достиг 30 мм. Максимальная допустимая нагрузка составила около 73 кН в Изобретательском Примере 1 настоящего изобретения и составила около 62 кН в Изобретательском Примере 2 настоящего изобретения. Максимальная допустимая нагрузка составила около 45 кН в Сравнительном Примере 1 и составила около 58 кН в Сравнительном Примере 2.

[0060]

На основе результатов анализа Примера 1 была вычислена эффективность поглощения энергии каждой балки бампера, чей прогиб составил до 60 мм. Результаты показаны в Таблице 1.

[0061]

[Таблица 1]

Таблица 1

Масса (кг) Поглощенная энергия (кДж) Эффективность поглощения энергии (кДж/кг)
Изобретательский Пример 1 настоящего изобретения 5,0 3,4 0,68
Изобретательский Пример 2 настоящего изобретения 5,0 2,8 0,56
Сравнительный пример 1 3,8 1,7 0,44
Сравнительный пример 2 4,8 2,5 0,51

[0062]

Эффективность поглощения энергии Изобретательского Примера 1 настоящего изобретения составила 0,68 кДж/кг, а эффективность поглощения энергии Изобретательского Примера 2 настоящего изобретения составила 0,56 кДж/кг. Эффективность поглощения энергии Сравнительного Примера 1 составила 0,44 кДж/кг, а эффективность поглощения энергии Сравнительного Примера 2 составила 0,51 кДж/кг.

[Пример 2]

[0063]

В Примере 2 максимальная допустимая нагрузка была сравнена между балкой бампера Случая 1, в которой была добавлена внутренняя пластина 4, и балкой бампера Случая 2, в которой была добавлена внутренняя пластина 4. В Примере 2 был приведен результат Изобретательского Примера 2 настоящего изобретения в Примере 1, и в качестве Сравнительного Примера 3 и Сравнительного Примера 4 внутренняя пластина 4 была расположена в балке бампера Случая 2, и был проведен подобный анализ моделирования приложения нагрузки, как в Примере 1.

[0064]

Фиг. 13 представляет собой вид в поперечном сечении балки бампера Случая 2, в которой была добавлена внутренняя пластина 4, используемая в Случае 2. Со ссылкой на Фиг. 13, отношение d2/h, относящееся к положению внутренней пластины 4 Сравнительного Примера 3, предполагалось равным 0,33, а отношение d2/h, относящееся к положению внутренней пластины 4 Сравнительного Примера 4, предполагалось равным 0,5. Нагрузка P была приложена к центру верхнего пластинчатого участка 5. Здесь d2 обозначает интервал между верхним пластинчатым участком 5 и внутренней пластиной 4. Другими словами, интервал d2 соответствует глубине от верхнего пластинчатого участка 5 до внутренней пластины 4.

[0065]

Фиг. 14 представляет собой кривую нагрузки-прогиба, относящуюся к каждой балке бампера Примера 2. Для сравнения результат Изобретательского Примера 2 настоящего изобретения, проведенного в Примере 1, показан вместе на Фиг. 14. На Фиг. 14 сплошная линия обозначает Изобретательский Пример 2 настоящего изобретения, штрихпунктирная линия с одной точкой обозначает Сравнительный Пример 3, а штрихпунктирная линия с двумя точками обозначает Сравнительный Пример 4. Со ссылкой на Фиг. 14, оба Сравнительных Примера 3 и 4 проявили, что вертикальный стеночный участок 6 искривился, когда прогиб составил более 40 мм. Более того, обе максимальные допустимые нагрузки Сравнительных Примеров 3 и 4 составили около 48 кН.

[Пример 3]

[0066]

В Примере 3 анализ моделирования приложения нагрузки был проведен на балках бампера, в которых область, в которой внутренняя пластина 4 была расположена в продольном направлении, была ограничена, для исследования возникновения или отсутствия возникновения растрескивания в верхнем пластинчатом участке. В Примере 3 ширина W1 вертикального стеночного участка 6 первого элемента 2 предполагалась равной 90 мм, ширина W2 верхнего пластинчатого участка 5 предполагалась равной 80 мм, а ширина W3 второго элемента 3 предполагалась равной 120 мм. Расстояние L1 балки 10 бампера второго варианта выполнения, показанного на Фиг. 9, широко изменялось для выполнения анализа моделирования, подобного анализу моделирования в Примере 1.

[0067]

Фиг. 15 представляет собой кривую нагрузки-прогиба, относящуюся к каждой балке бампера Примера 3. На Фиг. 15 сплошная линия обозначает результат балки бампера, в которой расстояние L1 составило 0,06×L. Пунктирная линия обозначает результат балки бампера, в которой расстояние L1 составило 0,2×L. Штрихпунктирная линия с одной точкой обозначает результат балки бампера, в которой расстояние L1 составило 0,5×L.

[0068]

Со ссылкой на Фиг. 15, в балке бампера, в которой расстояние L1 составило 0,2×L (сплошная линия), растрескивание возникло в верхнем пластинчатом участке при прогибе около 100 мм. В балке бампера, в которой расстояние L1 составило 0,5×L (штрихпунктирная линия с одной точкой), растрескивание возникло в верхнем пластинчатом участке при прогибе около 95 мм.

[0069]

С другой стороны, в балке бампера, в которой расстояние L1 составило 0,06×L (сплошная линия), растрескивание не возникло в верхнем пластинчатом участке.

[0070]

До настоящего момента были описаны варианты выполнения настоящего изобретения. Однако вышеописанные варианты выполнения представляют собой всего лишь примеры для выполнения настоящего изобретения. В связи с этим настоящее изобретение не будет ограничено вышеописанными вариантами выполнения и может быть выполнено путем надлежащей модификации вышеописанных вариантов выполнения в пределах диапазона, не отклоняющегося от его замысла.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0071]

1, 10, 20 Балка бампера

2 Первый элемент

3 Второй элемент

4 Внутренняя пластина

41 Первая внутренняя пластина

42 Вторая внутренняя пластина

5 Верхний пластинчатый участок

6a, 6b Вертикальный стеночный участок

7a, 7b Фланцевый участок

8 Высота уступа вертикального стеночного участка

d1 Интервал между вторым элементом и внутренней пластиной

d2 Интервал между верхним пластинчатым участком и внутренней пластиной

h Интервал между вторым элементом и верхним пластинчатым участком

L Общая длина балки бампера

P Ударная нагрузка

X Концевой участок вертикального стеночного участка

1. Балка бампера для транспортного средства, содержащая:

первый элемент, включающий в себя верхний пластинчатый участок, два вертикальных стеночных участка, соединяющиеся с обоими боковыми участками верхнего пластинчатого участка соответственно, и два фланцевых участка, соединяющиеся с двумя вертикальными стеночными участками соответственно;

пластинчатый второй элемент, который соединен с двумя фланцевыми участками первого элемента и закрывает зазор между двумя фланцевыми участками по меньшей мере; и

внутреннюю пластину, которая соединена с двумя вертикальными стеночными участками первого элемента и расположена по существу параллельно со вторым элементом в пространстве, образованном первым элементом и вторым элементом, причем

второй элемент из первого элемента и второго элемента расположен обращенным наружу транспортного средства.

2. Балка бампера для транспортного средства по п. 1, в которой

отношение d1/h составляет не менее 0 и не более 0,6, где h представляет собой интервал между вторым элементом и верхним пластинчатым участком первого элемента, а d1 представляет собой интервал между вторым элементом и внутренней пластиной.

3. Балка бампера для транспортного средства по п. 1, в которой

отношение d1/h составляет не менее 0 и не более 0,2, где h представляет собой интервал между вторым элементом и верхним пластинчатым участком первого элемента, а d1 представляет собой интервал между вторым элементом и внутренней пластиной.

4. Балка бампера для транспортного средства по п. 2 или 3, в которой

внутренняя пластина расположена по меньшей мере частично в области на расстоянии не менее -0,2×L и не более 0,2×L от центра в продольном направлении балки бампера, где L представляет собой общую длину балки бампера.

5. Балка бампера для транспортного средства по п. 2 или 3, в которой

внутренняя пластина расположена по меньшей мере частично в области на расстоянии не менее -0,1×L и не более 0,1×L от центра в продольном направлении балки бампера, где L представляет собой общую длину балки бампера.

6. Балка бампера для транспортного средства по п. 1, в которой

первый элемент и внутренняя пластина изготовлены из металлической пластины, и

отношение t2/t1 составляет не менее 0,7 и не более 1,0, где t1 представляет собой толщину пластины первого элемента, а t2 представляет собой толщину пластины внутренней пластины.

7. Балка бампера для транспортного средства по п. 1, в которой

отношение TS2/TS1 составляет не менее 0,4 и не более 1,0, где TS1 представляет собой прочность на растяжение первого элемента, а TS2 представляет собой прочность на растяжение внутренней пластины.

8. Балка бампера для транспортного средства по п. 1, в которой

внутренняя пластина и вертикальные стеночные участки соединены с помощью сварки.

9. Балка бампера для транспортного средства по п. 1, в которой

первый элемент и второй элемент изготовлены из стального листа, и прочность на растяжение стального листа составляет не менее 1000 МПа.

10. Транспортное средство, содержащее балку бампера для транспортного средства по п. 1 в передней или задней части транспортного средства, причем второй элемент балки бампера расположен обращенным наружу транспортного средства.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к вариантам выполнения наконечника бампера для транспортного средства. Наконечник имеет выступающий элемент и опорный элемент.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения энергопоглощающего устройства передней части транспортного средства, имеющего лонжерон и буфер, содержащего дефлектор и ограничитель.

Группа изобретений относится к ступенчатому дефлектору для транспортного средства, а также к узлу передней части и поглощающему удар устройству, содержащим такой дефлектор.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения узла бампера и системе удара сзади. Узел бампера содержит балку и жесткое устройство.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Автомобильный конструктивный элемент имеет замкнутую форму поперечного сечения, образованную с помощью бретений относится к области транспортного машиностроения.

Бампер транспортного средства относится к устройствам для гашения кинетической энергии при ударных столкновениях транспортного средства с препятствием. Бампер содержит смонтированные на кузове (1) внешнюю подвижную (2) и внутреннюю опорную (3) рамы, соединенные упругими энергопоглощающими элементами (4).

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в конструкции заднего бампера автомобиля. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к автомобильным бамперам. .

Изобретение относится к автомобильным бамперам и направлено на увеличение энергопоглощающих свойств бампера (1), на повышение технологичности изготовления внутренней панели (3).

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к бамперам автомобилей. .

Изобретение относится к балке бампера для транспортного средства. Конкретнее, оно относится к балке бампера для автомобиля. Балка бампера включает в себя первый элемент, второй элемент и внутреннюю пластину. Первый элемент включает в себя верхний пластинчатый участок, два вертикальных стеночных участка и два фланцевых участка. Два вертикальных стеночных участка соединяются с обоими боковыми участками верхнего пластинчатого участка соответственно. Два фланцевых участка соединяются с двумя вертикальными стеночными участками соответственно. Второй элемент имеет пластинчатую форму, соединен с двумя фланцевыми участками первого элемента и закрывает зазор между двумя фланцевыми участками по меньшей мере. Внутренняя пластина соединена с двумя вертикальными стеночными участками первого элемента и расположена по существу параллельно со вторым элементом в пространстве, образованном первым элементом и вторым элементом. Из первого элемента и второго элемента второй элемент расположен обращенным наружу транспортного средства. Технический результат: создание балки бампера для транспортного средства, которая имеет высокую эффективность поглощения энергии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 26 ил., 1 табл.

Наверх