雙梯度強(qiáng)度客車(chē)立柱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種客車(chē)結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種雙梯度強(qiáng)度客車(chē)立柱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]道路客運(yùn)發(fā)展迅速，客運(yùn)車(chē)輛已成為我國(guó)公民出行的主要交通工具之一，因此客運(yùn)車(chē)輛事故是特大交通事故的主體，占特大事故總數(shù)的70%，而側(cè)翻是客車(chē)事故中最嚴(yán)重的交通事故，容易造成大的交通傷亡。因此如何最大程度的提高客車(chē)側(cè)翻性能已成為研究的重點(diǎn)。
[0003]客車(chē)發(fā)生側(cè)翻碰撞時(shí)，首先是側(cè)圍著地發(fā)生變形，整個(gè)側(cè)翻過(guò)程中，客車(chē)側(cè)圍骨架的閉環(huán)結(jié)構(gòu)是主要的吸能部件，而側(cè)圍中變形最大的是立柱。因此客車(chē)閉環(huán)結(jié)構(gòu)中的立柱設(shè)計(jì)是客車(chē)側(cè)翻安全性能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
[0004]目前一般的客車(chē)側(cè)圍設(shè)計(jì)都是對(duì)側(cè)圍結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行改進(jìn)，如添加強(qiáng)度板，尺寸加厚等都會(huì)增加客車(chē)重量，不利于燃油經(jīng)濟(jì)性。并且其對(duì)提高客車(chē)側(cè)翻安全性能的效果不是很理想?？蛙?chē)在側(cè)翻過(guò)程中側(cè)圍頂端先著地，客車(chē)立柱從上至下所受力矩逐漸增大。因此為保證客車(chē)側(cè)圍受力均勻和較小的發(fā)生變形，開(kāi)發(fā)出一種雙梯度強(qiáng)度客車(chē)立柱結(jié)構(gòu)，立柱從上至下強(qiáng)度遞增，與客車(chē)側(cè)翻時(shí)立柱不同位置所受不同大小的力匹配，使立柱整體剛度增強(qiáng);現(xiàn)有的客車(chē)閉環(huán)結(jié)構(gòu)在側(cè)翻碰撞時(shí)，各部件的吸能效果都不理想。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種隔音、隔熱的效果好且更加舒適、安全的雙梯度強(qiáng)度客車(chē)立柱結(jié)構(gòu)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]本實(shí)用新型是一種雙梯度強(qiáng)度客車(chē)立柱結(jié)構(gòu)，由縱向梯度強(qiáng)度立柱和橫向填充梯度密度泡沫材料組成;所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱由兩塊梯度強(qiáng)度L型板在頂部對(duì)角焊接而成，形成門(mén)字型框架;所述的橫向填充梯度密度泡沫材料沿梯度強(qiáng)度L型板的長(zhǎng)度方向貼合在梯度強(qiáng)度L型板內(nèi)側(cè)壁上;所述的橫向填充梯度密度泡沫材料由多層泡沫材料構(gòu)成，各層泡沫材料依次疊合在一起且通過(guò)工業(yè)膠水粘接，各層泡沫材料的密度從遠(yuǎn)離縱向梯度強(qiáng)度立柱的內(nèi)側(cè)(靠近生存空間)向靠近縱向梯度強(qiáng)度立柱的外側(cè)呈梯度增加。
[0008]所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱的屈服強(qiáng)度屈服是自上而下逐漸變大，呈梯度變化。
[0009]所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱的屈服強(qiáng)度從上至下分為十個(gè)強(qiáng)度遞增的區(qū)間。
[0010]所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱每層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為:第一層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為200?300Mpa，第二層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為300?400Mpa，第三層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為400?500Mpa，第四層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為500?600Mpa。第五層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為600?700Mpa，第六層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為700?800Mpa，第七層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為800?900Mpa，第八層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為900?100Mpa，第九層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為1000?IlOOMpa，第十層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為1100?1200Mpa。[0011 ]所述的橫向填充梯度密度泡沫材料由五層泡沫材料構(gòu)成。
[0012]所述的橫向填充梯度密度泡沫材料的密度為:第一層泡沫材料密度為200KG/m3，第二層泡沫材料密度為300KG/m3，第三層泡沫材料密度為400KG/m3，第四層泡沫材料密度為500KG/m3，第五層泡沫材料密度為600KG/m3。
[0013]采用上述結(jié)構(gòu)后，由于本實(shí)用新型由縱向梯度強(qiáng)度立柱和橫向填充梯度密度泡沫材料組成，橫向填充梯度密度泡沫材料沿梯度強(qiáng)度L型板的長(zhǎng)度方向貼合在梯度強(qiáng)度L型板內(nèi)側(cè)壁上，能保證客車(chē)在側(cè)翻過(guò)程中，客車(chē)閉環(huán)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件立柱的碰撞力和對(duì)應(yīng)位置的強(qiáng)度相匹配，使客車(chē)側(cè)圍各部件受力更加均勻，更有利于卸載外面的沖擊載荷，避免了客車(chē)側(cè)圍發(fā)生過(guò)大的塑性變形。此外，本實(shí)用新型的橫向填充梯度密度泡沫材料增強(qiáng)了立柱剛度，并使客車(chē)側(cè)翻時(shí)更穩(wěn)定的吸能，降低二次碰撞時(shí)的傷亡。同時(shí)泡沫材料還起到隔音、隔熱的效果，提高客車(chē)的側(cè)翻安全性和舒適性能。
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的軸測(cè)圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的立體分解圖；
[0017]圖3是圖1沿A-A線的剖視圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型縱向梯度強(qiáng)度立柱每層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間的示意圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型橫向填充梯度密度泡沫材料的軸測(cè)圖；
[0020]圖6為本實(shí)用新型橫向填充梯度密度泡沫材料的橫截面圖；
[0021 ]圖7為本實(shí)用新型應(yīng)用于客車(chē)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8為ECE-R66法規(guī)規(guī)定的客車(chē)側(cè)翻示意圖；
[0023]圖9為未采用雙梯度強(qiáng)度立柱結(jié)構(gòu)前客車(chē)的側(cè)翻仿真示意圖；
[0024]圖10為采用了雙梯度強(qiáng)度立柱結(jié)構(gòu)后的客車(chē)側(cè)翻仿真示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1-圖3所示，本實(shí)用新型是一種雙梯度強(qiáng)度客車(chē)立柱結(jié)構(gòu)，由縱向梯度強(qiáng)度立柱I和橫向填充梯度密度泡沫材料2組成。
[0026]所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱I由兩塊梯度強(qiáng)度L型板11、12在頂部對(duì)角焊接而成，形成門(mén)字型框架。所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱I的屈服強(qiáng)度不同位置的屈服強(qiáng)度不是一個(gè)定值，而是自上而下(即:從頂圍橫梁位置至底架橫梁位置)逐漸變大，呈梯度變化，從上至下分為十個(gè)強(qiáng)度遞增的區(qū)間。結(jié)合圖4所示，所述的縱向梯度強(qiáng)度立柱I每層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為:第一層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為200?300Mpa，第二層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為300?400Mpa，第三層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為400?500Mpa，第四層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為500?600Mpa。第五層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為600?700Mpa，第六層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為700?800Mpa，第七層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為800?900Mpa，第八層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為900?100Mpa，第九層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為1000?IlOOMpa,第十層屈服強(qiáng)度變化區(qū)間為1100?1200Mpa。
[0027]所述的梯度強(qiáng)度L型板11、12采用熱沖壓成型工藝加工而成，首先將常溫下的L型硼合金鋼板加熱到880?950°C，使之均勻奧氏體化，然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成型，最后快速冷卻，將奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使沖壓件得到硬化，大幅度提高強(qiáng)度。冷卻時(shí)控制梯度強(qiáng)度L型板11、12不同位置的冷卻速度，使得梯度強(qiáng)度L型板11、12不同位置的強(qiáng)度可控，且逐漸呈梯度變化。所述的梯度強(qiáng)度L型板11、12強(qiáng)度分成10層，兩塊梯度強(qiáng)度L型板11、12從頂圍橫梁(圖4中對(duì)應(yīng)IA位