一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆的制作方法

1.本技术涉及乘用车车身技术领域，特别涉及一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆。


背景技术：

2.顶盖前横梁总成位于车身顶盖前部、驾驶员头部上方区域，两侧通过左右连接板分别与左右侧围总成连接，是车身重要的组成部分，对于车身的刚度、强度具有极其重要的作用。一般其刚度、强度性能需求主要可分为两部分：第一部分为顶盖自身弯曲及扭转刚度、模态，第二部分为应对整车侧面碰撞、柱碰、顶压时用来传力和分散冲击。
3.近年来很多车型为降低车高，会压缩车身顶盖高度，但因法规和人机视野要求限制，车顶高度压缩空间有限，所以会通过缩小顶盖前横梁总成z向腔体尺寸来满足，因此实际开发和后期试验过程中，极易出现顶盖前横梁因腔体尺寸偏小导致的刚度和模态不足，以及顶压试验折弯问题。
4.相关技术中，中国专利cn212605449u，通过将具有不同腔体截面的第一腔体区域和第二腔体区域交替布置，且将第二腔体区域中的腔体设为沿顶盖横梁宽度方向间隔设置的多个。该顶盖前横梁在常规上、下板的结构上增加凸台进行焊接连接，使凸台位置的顶盖前横梁上板呈m型，顶盖前横梁下板呈w型。
5.但此种结构的使用存在明显局限：
6.1)因仅在横梁局部存在上下焊接加强结构，即使被动增加顶盖前横梁上板与下板料厚，不仅重量增加过多，而且对横梁刚度和模态提升有限；
7.2)受制于国标法规及c-iasi等柱碰、顶压被动安全需要，顶盖前横梁材料强度一般较高，则其对应材料延伸率必然较差，若顶盖前横梁上、下板腔体略大，局部沉台部位极易出现冲压成型开裂风险，导致此方案无法实施；
8.3)因法规及人机视野线限制，顶盖前横梁腔体一般均为前薄后厚的结构，而此种局部沉台结构受成型限制，仅能布置在顶盖前横梁腔体x向靠近中间的位置，不能最有针对性的对顶盖前横梁前端最薄弱的区域特定加强，适用场景过于单一；
9.4)此专利中为保证顶盖前横梁上、下板可实现第二腔体区域的焊接加强方式，不可避免已大幅牺牲整个封闭腔体的面积大小，虽截面抗弯性能可一定提高，但扭转性能大幅下降，对白车身弯扭刚度存在弱化影响。


技术实现要素：

10.本技术实施例提供一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆，以解决相关技术中顶盖前横梁总成自重大、加工成型困难的问题。
11.本技术实施例第一方面提供了一种顶盖前横梁总成加强结构，包括：
12.顶盖前横梁，所述顶盖前横梁包括前横梁下板和封闭在前横梁下板顶部的前横梁上板，所述前横梁下板和前横梁上板焊接形成封闭的腔体结构，所述顶盖前横梁的前端z向
高度小于后端z向高度；
13.前横梁补强板，所述前横梁补强板位于所述前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体内，且前横梁补强板的顶部和底部分别连接所述前横梁上板和前横梁下板，以补强所述顶盖前横梁的前端区域。
14.在一些实施例中：所述前横梁下板的横截面的开口朝上的倒“几”字形结构，所述前横梁下板的前端设有朝前延伸的前翻边，所述前横梁下板的后端设有朝后延伸的后翻边，所述前横梁上板的前后两端分别与前翻边和后翻边焊接连接。
15.在一些实施例中：所述前横梁补强板包括焊接于前横梁下板前端和前横梁上板前端之间的上搭接板，以及焊接于前横梁下板底面的下搭接板，所述上搭接板和下搭接板之间连接有竖向支撑板。
16.在一些实施例中：所述前横梁补强板的上搭接板、竖向支撑板和下搭接板为钢板一体折弯成型结构，所述前横梁补强板的横截面为“z”字形结构，所述前横梁补强板将前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体分隔成第一腔体和第二腔体。
17.本技术实施例第二方面提供了一种顶盖前横梁总成加强结构，包括：
18.顶盖前横梁，所述顶盖前横梁包括前横梁下板和封闭在前横梁下板顶部的前横梁上板，所述前横梁下板和前横梁上板焊接形成封闭的腔体结构，所述顶盖前横梁的前端z向高度小于后端z向高度；
19.前横梁补强板，所述前横梁补强板截面为“几”字形结构，并位于所述前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体内，且前横梁补强板的底部连接前横梁下板的底部，以x向和y向补强所述顶盖前横梁。
20.在一些实施例中：所述前横梁下板的横截面的开口朝上的倒“几”字形结构，所述前横梁下板的前端设有朝前延伸的前翻边，所述前横梁下板的后端设有朝后延伸的后翻边，所述前横梁上板的前后两端分别与前翻边和后翻边焊接连接。
21.在一些实施例中：所述前横梁补强板的顶部与前横梁上板的底部连接，以z向支撑所述顶盖前横梁，所述前横梁补强板将前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体分隔成第三腔体、第四腔体和第五腔体。
22.在一些实施例中：所述前横梁补强板的顶部与前横梁上板的底部通过结构胶连接。
23.在一些实施例中：所述顶盖前横梁和前横梁补强板为钢板或铝合金材料制作。
24.本技术实施例第三方面提供了一种车辆，包括上述任一实施例所述的顶盖前横梁总成加强结构。
25.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
26.本技术实施例提供了一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆，由于本技术的顶盖前横梁总成加强结构设置了顶盖前横梁，该顶盖前横梁包括前横梁下板和封闭在前横梁下板顶部的前横梁上板，前横梁下板和前横梁上板焊接形成封闭的腔体结构，顶盖前横梁的前端z向高度小于后端z向高度；前横梁补强板，该前横梁补强板位于前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体内，且前横梁补强板的顶部和底部分别连接前横梁上板和前横梁下板，以z向和y向补强所述顶盖前横梁的前端区域。
27.因此，本技术为了解决人机视野限制，将顶盖前横梁设计为前端薄后端厚的结构，
本技术的顶盖前横梁总成加强结构在前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体内设置了前横梁补强板，该前横梁补强板的顶部和底部分别连接前横梁上板和前横梁下板，以z向和y向补强顶盖前横梁的前端区域。该前横梁补强板能够针对顶盖前横梁前端最薄弱的区域进行加强，前横梁补强板的结构简单，无成型加工风险，可以带来最大程度的抗弯和抗扭性能。
28.此外，本技术的前横梁补强板的材质、料厚、安装位置以及在y向长度可根据仿真折弯点和折弯程度任意定制，最大程度的保留了前横梁上板和前横梁下板之间的原有腔体，还增强了顶盖前横梁扭转刚度和弯曲模态。前横梁补强板的焊接位置及结构对于抗弯更具有针对性，而不必再局限于腔体中部区域，且自重低、便以加工制作。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本技术实施例的结构俯视图；
31.图2为图1中沿a-a方向的剖视图；
32.图3为图1中另一实施例沿a-a方向的剖视图；
33.图4为图1中又一实施例沿a-a方向的剖视图。
34.附图标记：
35.1、前横梁下板；2、前横梁上板；3、前横梁补强板；11、第一腔体；12、第二腔体；13、第三腔体；14、第四腔体；15、第五腔体。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.本技术实施例提供了一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆，其能解决相关技术中顶盖前横梁总成自重大、加工成型困难的问题。
38.参见图1和图2所示，本技术实施例第一方面提供了一种顶盖前横梁总成加强结构，包括：
39.顶盖前横梁，该顶盖前横梁包括前横梁下板1和封闭在前横梁下板1顶部的前横梁上板2，前横梁下板1和前横梁上板2焊接形成封闭的腔体结构，且顶盖前横梁的前端z向高度h1小于后端z向高度h2，以提高人机视野，本技术实施例的前后方向为车身的x轴方向。
40.前横梁补强板3，该前横梁补强板3沿顶盖前横梁的长度方向延伸，且位于前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体内，前横梁补强板3的顶部和底部分别连接前横梁上板2和前横梁下板1，以z向、x向和y向支撑顶盖前横梁的前端区域。
41.本技术实施例的顶盖前横梁总成加强结构在前横梁下板1和前横梁上板2形成的
封闭腔体内设置了前横梁补强板3，该前横梁补强板3的顶部和底部分别连接前横梁上板2和前横梁下板1，以z向、x向和y向补强顶盖前横梁的前端区域。
42.前横梁补强板3的材质、料厚及在y向长度可根据仿真折弯点和折弯程度任意定制，最大程度的保留了前横梁上板2和前横梁下板1之间的原有腔体，还增强了顶盖前横梁扭转刚度和弯曲模态。
43.前横梁补强板3的焊接位置及结构对顶盖前横梁抗弯更具有针对性，可针对性的增强顶盖前横梁前部弱化区域，而不必再局限于腔体中部区域，且自重低、便以加工制作。
44.在一些可选实施例中，参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种顶盖前横梁总成加强结构，该顶盖前横梁总成加强结构的前横梁下板1的横截面的开口朝上的倒“几”字形结构，前横梁下板1的前端设有朝前延伸的前翻边，前横梁下板1的后端设有朝后延伸的后翻边，前横梁上板2的前后两端分别与前翻边和后翻边焊接连接。
45.前横梁补强板3包括焊接于前横梁下板1前端和前横梁上板2前端之间的上搭接板，以及焊接于前横梁下板1底面的下搭接板，上搭接板和下搭接板之间连接有竖向支撑板。
46.前横梁补强板3的上搭接板、竖向支撑板和下搭接板为钢板一体折弯成型结构，前横梁补强板3的横截面为“z”字形结构，前横梁补强板3将前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体分隔成第一腔体11和第二腔体12。
47.本技术实施例的为了解决人机视野限制，将顶盖前横梁设计为前端薄后端厚的结构，本技术在前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体内设置了前横梁补强板3，该前横梁补强板3的顶部和底部分别连接前横梁上板2和前横梁下板1，以z向和y向补强顶盖前横梁的前端区域。该前横梁补强板3能够针对顶盖前横梁前端最薄弱的区域进行加强，前横梁补强板3具有结构简单，无成型加工风险，可以带来最大程度的抗弯和抗扭性能。
48.前横梁补强板3可根据顶盖前横梁的腔体大小、及其材料和料厚定义风险等级，通过定制化(位置、结构、材料、厚度)在顶盖前横梁前端最薄弱的区域增加前横梁补强板3来快速、大幅提升顶盖前横梁成刚度、模态和顶压抗抗折弯变形能力，不仅更有加强针对性，同时不存在任何冲压成型风险。
49.此外，随着顶盖前横梁大幅加强后，前横梁下板1和前横梁上板2本体可直接实现料厚的减小，达到降本减重和车辆轻量化设计的收益。综上，本技术实现了最小冲压限制、最大设计自由度、最优重量和成本平衡收益下的刚度、模态和强度性能的全面提升。
50.参见图1、图3所示，本技术实施例第二方面提供了一种顶盖前横梁总成加强结构，包括：
51.顶盖前横梁，该顶盖前横梁包括前横梁下板1和封闭在前横梁下板1顶部的前横梁上板2，前横梁下板1和前横梁上板2焊接形成封闭的腔体结构，且顶盖前横梁的前端z向高度h1小于后端z向高度h2，以提高人机视野，本技术实施例的前后方向为车身的x轴方向。
52.前横梁补强板3，该前横梁补强板3截面为“几”字形结构，并位于前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体内，且前横梁补强板3的底部连接前横梁下板1的底部，以x向和y向补强顶盖前横梁。
53.本技术实施例的顶盖前横梁总成加强结构在前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体内设置了前横梁补强板3，该前横梁补强板3截面为“几”字形结构，且底部连接前
横梁下板1的底部，前横梁补强板3将前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体分隔成第一腔体11和第二腔体12，以x向和y向补强顶盖前横梁。
54.前横梁补强板3的材质、料厚、安装位置及在y向长度可根据仿真折弯点和折弯程度任意定制，最大程度的保留了前横梁上板2和前横梁下板1之间的原有腔体，还增强了顶盖前横梁扭转刚度和弯曲模态。
55.前横梁补强板3的焊接位置及结构对顶盖前横梁抗弯更具有针对性，可针对性的增强顶盖前横梁前部弱化区域，而不必再局限于腔体中部区域，且自重低、便以加工制作。
56.在一些可选实施例中：参见图1、图4所示，本技术实施例提供了一种顶盖前横梁总成加强结构，该顶盖前横梁总成加强结构的前横梁下板1的横截面的开口朝上的倒“几”字形结构，前横梁下板1的前端设有朝前延伸的前翻边，前横梁下板1的后端设有朝后延伸的后翻边，前横梁上板2的前后两端分别与前翻边和后翻边焊接连接。
57.前横梁补强板3的顶部与前横梁上板2的底部连接，以z向支撑前横梁上板2，前横梁补强板3将前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体分隔成第三腔体13、第四腔体14和第五腔体15。前横梁补强板3的顶部与前横梁上板2的底部通过结构胶连接。顶盖前横梁和前横梁补强板3均为钢板或铝合金材料制作。
58.本技术实施例的前横梁补强板3可根据顶盖前横梁的腔体大小、及其材料和料厚定义风险等级，通过定制化(位置、结构、材料、厚度)在顶盖前横梁最薄弱的区域增加前横梁补强板3来快速、大幅提升顶盖前横梁成刚度、模态和顶压抗抗折弯变形能力，不仅更有加强针对性，同时不存在任何冲压成型风险。
59.此外随着顶盖前横梁大幅加强后，前横梁下板1和前横梁上板2本体可直接实现料厚的减小，达到减重和成本的收益。综上，本技术实现了最小冲压限制、最大设计自由度、最优重量和成本平衡收益下的刚度、模态和强度性能的全面提升。
60.本技术实施例第三方面提供了一种车辆，该车辆包括上述任一实施例所述的顶盖前横梁总成加强结构。
61.工作原理
62.本技术实施例提供了一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆，由于本技术的顶盖前横梁总成加强结构设置了顶盖前横梁，该顶盖前横梁包括前横梁下板1和封闭在前横梁下板1顶部的前横梁上板2，前横梁下板1和前横梁上板2焊接形成封闭的腔体结构，顶盖前横梁的前端z向高度小于后端z向高度；前横梁补强板3，该前横梁补强板3位于前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体内，且前横梁补强板3的顶部和底部分别连接前横梁上板2和前横梁下板1，以z向和y向支撑顶盖前横梁的前端区域。
63.因此，本技术的顶盖前横梁总成加强结构在前横梁下板1和前横梁上板2形成的封闭腔体内设置了前横梁补强板3，该前横梁补强板3的顶部和底部分别连接前横梁上板2和前横梁下板1，以z向和y向补强顶盖前横梁。前横梁补强板3的材质、料厚及在y向长度可根据仿真折弯点和折弯程度任意定制，最大程度的保留了前横梁上板2和前横梁下板1之间的原有腔体，还增强了顶盖前横梁扭转刚度和弯曲模态。前横梁补强板3的焊接位置及结构对于抗弯更具有针对性，而不必再局限于腔体中部区域，且自重低、便以加工制作。
64.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示
所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
65.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于，包括：顶盖前横梁，所述顶盖前横梁包括前横梁下板(1)和封闭在前横梁下板(1)顶部的前横梁上板(2)，所述前横梁下板(1)和前横梁上板(2)焊接形成封闭的腔体结构，所述顶盖前横梁的前端z向高度小于后端z向高度；前横梁补强板(3)，所述前横梁补强板(3)位于所述前横梁下板(1)和前横梁上板(2)形成的封闭腔体内，且前横梁补强板(3)的顶部和底部分别连接所述前横梁上板(2)和前横梁下板(1)，以补强所述顶盖前横梁的前端区域。2.如权利要求1所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述前横梁下板(1)的横截面为开口朝上的倒“几”字形结构，所述前横梁下板(1)的前端设有朝前延伸的前翻边，所述前横梁下板(1)的后端设有朝后延伸的后翻边，所述前横梁上板(2)的前后两端分别与前翻边和后翻边焊接连接。3.如权利要求1或2所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述前横梁补强板(3)包括焊接于前横梁下板(1)前端和前横梁上板(2)前端之间的上搭接板，以及焊接于前横梁下板(1)底面的下搭接板，所述上搭接板和下搭接板之间连接有竖向支撑板。4.如权利要求3所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述前横梁补强板(3)的上搭接板、竖向支撑板和下搭接板为钢板一体折弯成型结构，所述前横梁补强板(3)的横截面为“z”字形结构，所述前横梁补强板(3)将前横梁下板(1)和前横梁上板(2)形成的封闭腔体分隔成第一腔体(11)和第二腔体(12)。5.一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于，包括：顶盖前横梁，所述顶盖前横梁包括前横梁下板(1)和封闭在前横梁下板(1)顶部的前横梁上板(2)，所述前横梁下板(1)和前横梁上板(2)焊接形成封闭的腔体结构，所述顶盖前横梁的前端z向高度小于后端z向高度；前横梁补强板(3)，所述前横梁补强板(3)截面为“几”字形结构，并位于所述前横梁下板(1)和前横梁上板(2)形成的封闭腔体内，且前横梁补强板(3)的底部连接前横梁下板(1)的底部，以x向和y向补强所述顶盖前横梁。6.如权利要求5所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述前横梁下板(1)的横截面为开口朝上的倒“几”字形结构，所述前横梁下板(1)的前端设有朝前延伸的前翻边，所述前横梁下板(1)的后端设有朝后延伸的后翻边，所述前横梁上板(2)的前后两端分别与前翻边和后翻边焊接连接。7.如权利要求5或6所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述前横梁补强板(3)的顶部与前横梁上板(2)的底部连接，以z向支撑所述顶盖前横梁，所述前横梁补强板(3)将前横梁下板(1)和前横梁上板(2)形成的封闭腔体分隔成第三腔体(13)、第四腔体(14)和第五腔体(15)。8.如权利要求7所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述前横梁补强板(3)的顶部与前横梁上板(2)的底部通过结构胶连接。9.如权利要求5所述的一种顶盖前横梁总成加强结构，其特征在于：所述顶盖前横梁和前横梁补强板(3)为钢板或铝合金材料制作。10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的顶盖前横梁总成加强结构。

技术总结
本申请涉及一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆，属于乘用车车身技术领域。包括顶盖前横梁，该顶盖前横梁包括前横梁下板和封闭在前横梁下板顶部的前横梁上板，前横梁下板和前横梁上板焊接形成封闭的腔体结构，顶盖前横梁的前端Z向高度小于后端Z向高度；前横梁补强板，该前横梁补强板位于前横梁下板和前横梁上板形成的封闭腔体内，且前横梁补强板的顶部和底部分别连接前横梁上板和前横梁下板，以补强顶盖前横梁的前端区域。本申请为了解决人机视野限制，将顶盖前横梁设计为前端薄后端厚的结构，前横梁补强板能够针对顶盖前横梁前端最薄弱的区域进行加强，前横梁补强板的结构简单，无成型加工风险，可以带来最大程度的抗弯和抗扭性能。扭性能。扭性能。


技术研发人员：余欢 李二委 方金刚 吴忠杰 杨梅
受保护的技术使用者：岚图汽车科技有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/9/19