车辆地板及车辆的制作方法

1.本技术涉及交通工具领域，尤其涉及一种车辆地板及车辆。


背景技术：

2.随着汽车工业的迅速发展以及响应国家节能减排的号召，大部分车企在车辆制造过程中，越来越注重车身结构设计。在一些相关技术中，可以采用铝金属材质铸造成型地板，而受限于压铸工艺的限制，地板的产品力学性能在此基础上无法取得较大的提升，难以满足地板结构的强度需求。
3.因此，有必要提供一种改进的车辆地板以解决上述部分或全部问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种改进的车辆地板及车辆。
5.本技术提供了一种车辆地板，包括纵梁、第一横梁、第二横梁以及加强筋；所述第一横梁连接于所述纵梁的一侧；所述第二横梁连接于所述纵梁的另一侧且与所述第一横梁相对设置；所述纵梁包括气囊控制器安装部及纵梁前端；所述加强筋包括若干支撑筋；所述支撑筋设置于所述第一横梁、所述第二横梁以及所述纵梁前端至所述气囊控制器安装部末端中至少之一的区域上；所述支撑筋呈v型设置。
6.进一步地，所述加强筋包括纵向结构筋；所述纵梁包括纵梁末端；所述纵梁前端与所述纵梁末端分别位于所述纵梁的长度方向上的两端；所述纵向结构筋从所述纵梁前端延伸至所述纵梁末端。
7.进一步地，所述气囊控制器安装部邻近所述纵梁前端；所述纵梁包括上表面；所述气囊控制器安装部包括自所述纵梁的上表面向下凹陷的凹槽以及位于凹槽底部的安装底面；所述安装底面水平设置。
8.进一步地，所述加强筋包括第一横向结构筋及第二横向结构筋；所述第一横向结构筋贯穿所述第一横梁且延伸至所述第一横梁与所述纵梁的连接处；第二横向结构筋贯穿所述第二横梁且延伸至所述第二横梁与所述纵梁的连接处。
9.进一步地，所述加强筋包括若干发散结构筋；所述发散结构筋分别设置于所述纵梁与所述第一横梁及所述第二横梁的连接处；所述发散结构筋相对于与所述第一横梁的长度方向相平行的方向朝外倾斜设置。
10.进一步地，所述第一横梁包括左前横梁、左后横梁以及第一风道；所述第一风道设在所述左后横梁上；第二横梁包括右前横梁、右后横梁以及第二风道；所述第二风道设在所述右后横梁上。
11.进一步地，所述加强筋包括若干风道结构筋；所述左后横梁包括第一横梁底表面；所述右后横梁包括第二横梁底表面；所述风道结构筋分别设在所述第一横梁底表面及所述第二横梁底表面上；位于所述第一横梁底表面上的所述风道结构筋斜跨所述第一风道的部分区域；位于所述第二横梁底表面上的所述风道结构筋斜跨所述第二风道的部分区域。
12.进一步地，所述加强筋包括若干网格结构筋；所述网格结构筋设在所述第一横梁底表面上且位于所述第一风道处；所述网格结构筋还设在所述第二横梁底表面上且位于所述第二风道处；所述网格结构筋分别与所述支撑筋及所述风道结构筋交叉设置。
13.进一步地，所述纵梁与所述第一横梁、所述第二横梁以及所述加强筋一体铸造成型；所述纵梁、所述第一横梁和所述第二横梁的厚度均大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。
14.进一步地，还包括若干固定部；所述固定部分别设在所述纵梁、所述第一横梁及所述第二横梁上；所述固定部还与所述加强筋相连接。
15.本技术还提供了一种车辆，包括如上所述的车辆地板，所述车辆地板用于承载座椅及扶手箱。
16.与现有技术相比，本技术支撑筋设在第一横梁、第二横梁以及纵梁前端至气囊控制器安装部末端中至少之一的区域上，增加了纵梁前端至气囊控制器安装部末端区域以及第一横梁与第二横梁的强度，提高了安全属性。
17.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
19.图1是本技术车辆地板的俯视图。
20.图2是图1中车辆地板的侧视图。
21.图3是图1中车辆地板的立体图。
22.图4是图1中车辆地板的仰视图。
23.图5是在图4中的基础上去除网格结构筋后的车辆地板的仰视图。
24.图6是在图5中的基础上去除风道结构筋后且未增加纵向结构筋、第一横向结构筋与第二横向结构筋的数量以及未调整支撑筋姿态时的车辆地板的仰视图。
25.附图标号说明：车辆地板、100；纵梁、10；气囊控制器安装部、11；凹槽、111；安装底面、112；纵梁前端、12；纵梁末端、13；前端上表面、14；纵梁应力集中区、15；第一横梁、20；左前横梁、21；左后横梁、22；第一横梁底表面、221；第一安装表面、222；第一风道、23；第一横梁应力集中区、24；第二横梁、30；右前横梁、31；右后横梁、32；第二横梁底表面、321；第二安装表面、322；第二风道、33；第二横梁应力集中区、34；加强筋、40；支撑筋、41；纵向结构筋、42；第一横向结构筋、43；第二横向结构筋、44；发散结构筋、45；第一发散结构筋、451；第二发散结构筋、452；风道结构筋、46；网格结构筋、47；固定部、50。
具体实施方式
26.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
27.在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
28.应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
29.接下来对本说明书实施例进行详细说明。
30.如图1至图3所示，本技术车辆地板100包括纵梁10、第一横梁20、第二横梁30、加强筋40以及固定部50。第一横梁20连接在纵梁10的一侧，第二横梁30连接在纵梁10的另一侧，且与第一横梁20相对设置。加强筋40分别设在纵梁10、第一横梁20以及第二横梁30上。
31.纵梁10与第一横梁20、第二横梁30以及加强筋40一体铸造成型。通过这样设计，提高了车辆地板100的制造效率，节约制造成本。纵梁10与第一横梁20、第二横梁30以及加强筋40的材质优选为铝合金，在保证强度的同时，减轻重量。
32.纵梁10、第一横梁20和第二横梁30的厚度均大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。通过这样设计，既保证了车辆地板100的强度，又提高了制造质量，节约制造成本。
33.在一实施方式中，纵梁10包括气囊控制器安装部11、纵梁前端12、纵梁末端13、前端上表面14以及纵梁应力集中区15。气囊控制器安装部11位于纵梁前端12与纵梁末端13之间且邻近纵梁前端12。纵梁前端12与纵梁末端13分别位于纵梁10的长度方向上的两端。纵梁10的高度自纵梁前端12至纵梁末端13依次降低，避免安装时，纵梁10与其他部件产生干涉。
34.在一实施方式中，气囊控制器安装部11包括凹槽111及安装底面112。凹槽111自纵梁10的前端上表面14向下凹陷设置。安装底面112位于凹槽111的底部，安装底面112水平设置。凹槽111保证了气囊控制器具有安装空间，保护气囊控制器。水平设置的安装底面112保证了气囊控制器的安装精度，延长使用寿命。
35.在一实施方式中，由于车辆地板100需要满足50km/h中心柱碰撞的安全要求，因此纵梁前端12为主要受力区。而且由于凹槽111的存在，导致纵梁前端12至气囊控制器安装部11的末端为强度薄弱区。因此纵梁前端12至气囊控制器安装部11的末端的区域为第一应力集中区15。
36.进一步结合图4所示，在一实施方式中，第一横梁20包括左前横梁21、左后横梁22、第一风道23以及第一横梁应力集中区24。左前横梁21及左后横梁22位于纵梁10的同一侧，用于承载座椅，为座椅提供安装位置。左前横梁21的高度大于左后横梁22的高度，使得左前横梁21的强度大于左后横梁22的强度。左前横梁21与左后横梁22的高度差也避免了在座椅安装时，左前横梁21及左后横梁22与座椅产生干涉。
37.左后横梁22包括第一横梁底表面221以及为座椅提供安装面的第一安装表面222。第一风道23设在左后横梁22上，且自第一安装表面222向下凹陷设置。第一风道23位于左后横梁22的中部区域，方便气流能够吹向座椅后方。
38.由于车辆地板100需要满足侧面32km/h任意位置的侧柱碰撞的安全要求以及座椅安装点静刚度的要求，因此左前横梁21及左后横梁22为主要受力区。而且由于第一风道23凹陷设置，导致第一风道23处区域为强度薄弱区。因此第一横梁应力集中区24位于第一风道23处。
39.在一实施方式中，第二横梁30包括右前横梁31、右后横梁32、第二风道33以及第二横梁应力集中区34。右前横梁31与右后横梁32位于纵梁10的同一侧，用于承载座椅，为座椅提供安装位置。右前横梁31的高度大于右后横梁32的高度，使得右前横梁31的强度大于右后横梁32的强度。同时右前横梁31与右后横梁32的高度差也避免了在座椅安装时，右前横梁31及右后横梁32与座椅产生干涉。
40.右后横梁32包括第二横梁底表面321以及为座椅提供安装面的第二安装表面322。第二风道33设在右后横梁32上，且自第二安装表面322向下凹陷设置。第二风道33位于右后横梁32的中部区域，方便气流能够吹向座椅后方。
41.由于车辆地板100需要满足侧面32km/h任意位置的侧柱碰撞的安全要求以及座椅安装点静刚度的要求，因此右前横梁31及右后横梁32为主要受力区。而且由于第二风道33凹陷设置，导致第二风道33处区域为强度薄弱区。因此第二横梁应力集中区34位于第二风道33处。
42.进一步结合图5及图6所示，在一实施方式中，加强筋40包括支撑筋41、纵向结构筋42、第一横向结构筋43、第二横向结构筋44、发散结构筋45、风道结构筋46以及网格结构筋47。
43.支撑筋41呈v型设置，且分别设在第一应力集中区15、第一横梁20以及第二横梁30中至少之一的区域上，可增加了第一应力集中区15、第一横梁20以及第二横梁30的强度。
44.进一步的当支撑筋41设在第一应力集中区15、第一横梁20以及第二横梁30时，支撑筋41不仅设在第一横梁20、第二横梁30以及纵梁10的主体上，支撑筋41的末端及顶端还分别与第一横梁20的两侧、第二横梁30的两侧以及纵梁10的两侧相连接。支撑筋41在增加第一横梁20、第二横梁30以及纵梁10的主体强度的同时，还提高了第一横梁20、第二横梁30以及纵梁10的两侧的强度，更加符合安全属性的要求。
45.纵向结构筋42从纵梁前端12延伸至纵梁末端13。纵向结构筋42与支撑筋41交叉设置。为保证纵梁10的强度，纵向结构筋42设置有多个。
46.第一横向结构筋43贯穿第一横梁20且延伸至第一横梁20与纵梁10的连接处。进一步的，第一横向结构筋43在左前横梁21上设置有一个，且与支撑筋41交叉设置。第一横向结构筋43在左后横梁22设置有多个，且与支撑筋41交叉设置。多个第一横向结构筋43为左后横梁22提供更多的支撑，提高左后横梁22承受横向冲击的能力。
47.在另一实施例中，为保证左前横梁21的强度，第一横向结构筋43可在左前横梁21上设置有多个。
48.第二横向结构筋44贯穿第二横梁30且延伸至第二横梁30与纵梁10的连接处。具体地，第二横向结构筋44在右前横梁31上设置有一个，且与支撑筋41交叉设置。第二横向结构筋44在右后横梁32设置有多个，且与支撑筋41交叉设置。多个第二横向结构筋44为右后横梁32提供更多的支撑，提高右后横梁32承受横向冲击的能力。
49.在另一实施例中，为保证右前横梁31的强度，第二横向结构筋44可在右前横梁31
上设置有多个。
50.发散结构筋45设有多个，且分别设置于纵梁10与第一横梁20及第二横梁30的连接处，以保证纵梁10与第一横梁20及第二横梁30的连接处的强度，且满足侧面32km/h任意位置的侧柱碰撞的安全要求。发散结构筋45相对于与第一横梁20的长度方向相平行的方向朝外倾斜设置，增加发散结构筋45的分布面积，更好的分散应力，增加纵梁10与第一横梁20及第二横梁30的连接处的强度。
51.发散结构筋45包括第一发散结构筋451及第二发散结构筋452。第一发散结构筋451位于纵梁10与第一横梁20的连接处。第二发散结构筋452位于纵梁10与第二横梁30的连接处。第一发散结构筋451与第二发散结构筋452对称设置。
52.风道结构筋46设有多个。风道结构筋46分别设在第一横梁底表面221及第二横梁底表面321上。同时风道结构筋46也分别位于第一横梁应力集中区24及第二横梁应力集中区34处。
53.位于第一横梁底表面221上的风道结构筋46斜跨第一风道23的部分区域，且与第一横向结构筋43交叉设置。位于第二横梁底表面321上的风道结构筋46斜跨第二风道33的部分区域，且与第二横向结构筋44交叉设置。风道结构筋46增加了第一风道23与第二风道33两侧的强度，斜向分散应力。
54.网格结构筋47设有多个。网格结构筋47设在第一横梁底表面221上且位于第一风道23处。网格结构筋47还设在第二横梁底表面321上且位于第二风道33处。网格结构筋47分别覆盖第一横梁应力集中区24及第二横梁应力集中区34，分散应力，大大增加第一风道23及第二风道33处的强度。网格结构筋47分别与支撑筋41及风道结构筋46交叉设置。
55.固定部50设有多个，且分别设在纵梁10、第一横梁20及第二横梁30上。通过这样设置，使得车辆地板100具有多个固定位置，既方便车辆地板100的固定安装，又可为其他部件提供安装位置，提高安装效率。固定部50还与加强筋40相连接，增加固定部50的安装强度。
56.本技术还包括一种车辆，包括如上所述的车辆地板100，车辆地板100用于承载座椅及扶手箱。
57.针对上述车辆地板100，在设计时主要可以通过软件拓扑以及针对软件分析出的应力集中区进行再次调整而形成。具体为先建立车辆地板100的三维模型，导入有限元分析软件中，形成车辆地板100的有限元模型。其次针对车辆地板100的有限元模型，输入车辆属性及布置要求中的参数，拓扑出支撑筋41、纵向结构筋42、第一横向结构筋43、第二横向结构筋44以及发散结构筋45的走向。
58.随后将上述拓扑出加强筋的车辆地板100的三维模型导入cae中，并输入中心柱碰撞及侧柱碰撞参数，分析车辆地板100的应力集中区。然后针对车辆地板100的应力集中区适应性的增加纵向结构筋42、第一横向结构筋43与第二横向结构筋44的数量以及增设风道结构筋46以及网格结构筋47。
59.然后根据实际安装环境及车辆地板100的构造调整加强筋。最后将调整过加强筋的车辆地板100的三维模型导入cae中，分析是否符合安全属性、地板模态、座椅模态以及座椅安装点静刚度的要求。若车辆地板100符合上述要求，车辆地板100设计结束。若车辆地板100不符合上述要求，则继续调整或增设相关加强筋，然后再通过cae分析是否符合要求。若车辆地板100符合上述要求，车辆地板100设计结束。若车辆地板100不符合上述要求，则继
续重复上述操作，直至符合要求。
60.本技术车辆地板100采用一体铸造工艺，提高制造效率，减少制造成本。尤其在使用铝合金材质时，既保证了整体强度，又能实现车辆地板100的轻量化要求。进一步的通过加强筋40对纵梁10、第一横梁20以及第二横梁30进行加固，尤其增加纵梁10、第一横梁20以及第二横梁30的薄弱区的强度，使得车辆地板100满足前方50km/h的中心柱碰撞与侧面32km/h任意位置的侧柱碰撞的安全要求以及座椅安装点静刚度、地板模态，座椅模态等指标要求。
61.以上所述仅是本技术的较佳实施方式而已，并非对本技术做任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种车辆地板，其特征在于，包括纵梁、第一横梁、第二横梁以及加强筋；所述第一横梁连接于所述纵梁的一侧；所述第二横梁连接于所述纵梁的另一侧且与所述第一横梁相对设置；所述纵梁包括气囊控制器安装部及纵梁前端；所述加强筋包括若干支撑筋；所述支撑筋设置于所述第一横梁、所述第二横梁以及所述纵梁前端至所述气囊控制器安装部末端中至少之一的区域上；所述支撑筋呈v型设置。2.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，所述加强筋包括纵向结构筋；所述纵梁包括纵梁末端；所述纵梁前端与所述纵梁末端分别位于所述纵梁的长度方向上的两端；所述纵向结构筋从所述纵梁前端延伸至所述纵梁末端。3.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，所述气囊控制器安装部邻近所述纵梁前端；所述纵梁包括前端上表面；所述气囊控制器安装部包括自所述纵梁的前端上表面向下凹陷的凹槽以及位于凹槽底部的安装底面；所述安装底面水平设置。4.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，所述加强筋包括第一横向结构筋及第二横向结构筋；所述第一横向结构筋贯穿所述第一横梁且延伸至所述第一横梁与所述纵梁的连接处；第二横向结构筋贯穿所述第二横梁且延伸至所述第二横梁与所述纵梁的连接处。5.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，所述加强筋包括若干发散结构筋；所述发散结构筋分别设置于所述纵梁与所述第一横梁及所述第二横梁的连接处；所述发散结构筋相对于与所述第一横梁的长度方向相平行的方向朝外倾斜设置。6.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，所述第一横梁包括左前横梁、左后横梁以及第一风道；所述第一风道设在所述左后横梁上；第二横梁包括右前横梁、右后横梁以及第二风道；所述第二风道设在所述右后横梁上。7.根据权利要求6所述的车辆地板，其特征在于，所述加强筋包括若干风道结构筋；所述左后横梁包括第一横梁底表面；所述右后横梁包括第二横梁底表面；所述风道结构筋分别设在所述第一横梁底表面及所述第二横梁底表面上；位于所述第一横梁底表面上的所述风道结构筋斜跨所述第一风道的部分区域；位于所述第二横梁底表面上的所述风道结构筋斜跨所述第二风道的部分区域。8.根据权利要求7所述的车辆地板，其特征在于，所述加强筋包括若干网格结构筋；所述网格结构筋设在所述第一横梁底表面上且位于所述第一风道处；所述网格结构筋还设在所述第二横梁底表面上且位于所述第二风道处；所述网格结构筋分别与所述支撑筋及所述风道结构筋交叉设置。9.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，所述纵梁与所述第一横梁、所述第二横梁以及所述加强筋一体铸造成型；所述纵梁、所述第一横梁和所述第二横梁的厚度均大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。10.根据权利要求1所述的车辆地板，其特征在于，还包括若干固定部；所述固定部分别设在所述纵梁、所述第一横梁及所述第二横梁上；所述固定部还与所述加强筋相连接。11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的车辆地板，所述车辆地板用于承载座椅及扶手箱。

技术总结
本申请提供一种车辆地板及车辆。车辆地板包括纵梁、第一横梁、第二横梁以及加强筋。第一横梁连接于纵梁的一侧。第二横梁连接于纵梁的另一侧且与第一横梁相对设置。纵梁包括气囊控制器安装部及纵梁前端。加强筋包括若干支撑筋，支撑筋设置于第一横梁、第二横梁以及纵梁前端至气囊控制器安装部末端中至少之一的区域上。支撑筋呈V型设置。V型支撑筋有效增加了纵梁部分区域以及第一横梁与第二横梁的强度。纵梁部分区域以及第一横梁与第二横梁的强度。纵梁部分区域以及第一横梁与第二横梁的强度。


技术研发人员：盖宏健 李天奇 宋亚东 王杰 杜金星 曹扬久 苗佳佳 毕诗宏
受保护的技术使用者：浙江联控技术有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/20