基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體

《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》屬于汽車車身，具體涉及一種基于非承載式地板的桁架承載復(fù)合薄殼結(jié)構(gòu)的車體結(jié)構(gòu)。

截至2011年3月，中國國內(nèi)外防護(hù)型車輛都采用非承載式車體結(jié)構(gòu)，底板采用非承載式底板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的底板在將車輛的底盤結(jié)構(gòu)布置以后，使得車輛質(zhì)心高，尤其是車輛裝備設(shè)備以后，使得車輛質(zhì)心進(jìn)一步增高，影響車輛行駛穩(wěn)定性；同時，由于非承載式車體采用的是整體式的車架結(jié)構(gòu)，車輛的高度較高，質(zhì)量大，不利用運(yùn)輸。其車身殼體均是由板件焊接拼合而成的。這種車身殼體的防沖擊的方法是采用雙層板件，外層板件的薄弱焊接縫與內(nèi)層板件的薄弱焊接縫錯開設(shè)置，同時在兩層板件之間設(shè)置填充吸能材料。這種結(jié)構(gòu)能有效的防止外來的沖擊，保護(hù)車內(nèi)乘員的安全，但是這種結(jié)構(gòu)由于板件材料用量大，使得車身質(zhì)量大，從而帶來整車的質(zhì)心高，一則車輛的油耗量大，二則影響車輛行駛穩(wěn)定性。鑒于此，有必要解決上述問題。

圖1是《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》車體分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是該發(fā)明承載式底板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是全防護(hù)承載式底板結(jié)構(gòu)分散結(jié)構(gòu)仰視示意圖。

圖4是底板板件結(jié)構(gòu)示意圖I。

圖5是底板板件結(jié)構(gòu)示意圖II。

圖6是全防護(hù)承載式底板結(jié)構(gòu)仰視示意圖。

圖7是車身桁架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是車身殼體薄弱部位防沖擊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是車身殼體加強(qiáng)結(jié)構(gòu)示意圖。

2016年12月7日，《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

如圖1所示，該實(shí)施例的車體由全防護(hù)承載式底板100，與全防護(hù)承載式底板100連接的車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架400，以及與車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架400連接的板件焊接拼合成的車身殼體300構(gòu)成。

如圖2所示，底板100結(jié)構(gòu)包括由板件構(gòu)成的地板，地板下連接有懸架安裝支架。

地板包括前地板101，前地板101后設(shè)有后地板102，前地板101兩側(cè)與左右地板103、104連接；前地板101的板面上依據(jù)車體內(nèi)的布置可由多個臺階板構(gòu)成，前地板101的兩側(cè)設(shè)有側(cè)板105、106(圖2、5所示)，側(cè)板105、106分別與左右地板103、104連接。這樣，前地板101與左右地板103、104之間形成高度差。

圖4、5所示，左地板103包括中段107，中段107兩端設(shè)置的前段108和后段109，后段109與中段107之間有夾角；前段108與中段107連接，前段具有彎折形狀；前段彎折側(cè)面設(shè)有檔板110。右地板104的結(jié)構(gòu)與左地板103相同，不累述。

當(dāng)然對于左地板103前段的彎折形狀和右地板104前段的彎折形狀可以相同，也可以不同；對于左右前段彎折形狀不同時，各自的檔板的形狀也不同。

同時左地板103中段與前地板101之間的垂直距離可以前后一致，也可以不一致；右地板104中段與前地板101之間的垂直距離可以與左地板103中段與前地板101之間的垂直距離相同也可以不相同。

前地板101與側(cè)板105、106之間的空間構(gòu)成前述的前地板與左右地板之間設(shè)有懸架安裝支架安裝槽111，如圖4所示。

圖4、5所示，后地板102包括中間板120，中間板120左右兩側(cè)設(shè)有后懸架安裝支架安裝限位折邊板121，后懸架安裝支架安裝限位折邊板設(shè)向斜上的有車輪遮擋板122、123，車輪遮擋板122、123分別與左右地板的后段109、112連接。后懸架安裝支架安裝限位折邊板121的折形結(jié)構(gòu)能很好的解決與后縱梁豎向面及橫向面的配合連接的問題，保證了地板與后懸架安裝支架的連結(jié)強(qiáng)度，同時便于后懸架安裝支架布置以及后地板102上部零件的布置空間。后懸架安裝支架安裝限位折邊板121包括與后縱梁豎向面配合連接部分及與后縱梁橫向面配合連接部分。

車輪遮擋板122、123這實(shí)現(xiàn)車輪的布置空間。

中間板120后段設(shè)有后懸架安裝支架端面限位折板124。后懸架安裝支架端面限位折板124連接有后地板的后段125。后懸架安裝支架端面限位折板124一方面對后懸架安裝支架端面進(jìn)行限位，同時還降低了地板后部的高度。后懸架安裝支架端面限位折板124由兩塊板構(gòu)成。

上述結(jié)構(gòu)的前地板、左地板和右地板構(gòu)成兩側(cè)低，中間高的地板結(jié)構(gòu)形式，后地板的中間板120與前地板101高度相同，或它們之間有不超過5厘米的高度差。

上述所有的構(gòu)成地板的板件即的厚度可依據(jù)不同的部位采用不同的厚度的板，即所述前地板、后地板、左地板和右地板之間的厚度不同。

如圖3所示，與非承載的地板連接的懸架安裝支架是分體式結(jié)構(gòu)，包括前懸架安裝支架200，后懸架安裝支架240，以及獨(dú)立橫梁260。

前懸架安裝支架200包括兩根縱梁201、202，兩根縱梁201、202之間連接有兩個前橫梁203、204；兩根縱梁201、202上連接有前懸安裝支座210、前上橫臂安裝座211。

如圖5所示，前縱梁201、202與前地板與左右地板之間的支架安裝槽111的側(cè)板的前部連接，前橫梁位于前地板與左右地板之間的支架安裝槽之外。該實(shí)施例中前縱梁202的后段與支架安裝槽111的側(cè)板106及檔板110連接，前縱梁202的后段與支架安裝槽111的側(cè)板106及檔板113連接。兩個前橫梁203、204位于檔板110、113之外，這里檔板110、113也構(gòu)成支架安裝槽111的一部分。

如圖3所示，獨(dú)立橫梁260包括梁體261，梁體兩端的連接座262；兩個連接座262分別與懸架安裝支架安裝槽的側(cè)板105、106，梁體261與前地板101底面之間有間隙263(如圖5所示)。

如圖3所示，后懸架安裝支架240包括兩根后縱梁241、242，兩后縱梁之間連接有兩根后橫梁243、244；兩根后縱梁上設(shè)有后懸安裝支座245、后上橫臂安裝座246、排氣管固定支架247。

如圖6所示，后縱梁242與懸架安裝支架安裝槽的側(cè)板106的后段連接，后縱梁242與后地板102的中間板120一側(cè)的后懸架安裝支架安裝限位折邊板121連接；后縱梁241與懸架安裝支架安裝槽的側(cè)板105的后段連接(圖中未示)，后縱梁241與后地板102的中間板120另一側(cè)的后懸架安裝支架安裝限位折邊板連接。

兩個后縱梁241、242的后端與后地板102的中間板120后段設(shè)有后懸架安裝支架端面限位折板124連接。

上述后懸架安裝支架的結(jié)構(gòu)使得底板后部的結(jié)構(gòu)緊湊，重心低。

上述的底板結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成地板的各板件與車體內(nèi)的空間構(gòu)成全隔離的結(jié)構(gòu)，形成全防護(hù)結(jié)構(gòu)。

《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》是將由板件焊接拼合成的車身殼體與車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架連接而成，將板件焊接拼處設(shè)置在車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁處，并可在在桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁中填充吸能材料。

具體結(jié)構(gòu)如圖7所示，板件焊接拼合成的車身殼體300，與車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架400連接。車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架400包括側(cè)豎向梁401，側(cè)橫向梁402，底縱梁403，底橫梁404，頂縱梁405和頂橫梁406，上述均為車身桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁，上述梁的排布多少根據(jù)車輛具體設(shè)計(jì)而確定，側(cè)豎向梁401，側(cè)橫向梁402，底縱梁403，底橫梁404，頂縱梁405和頂橫梁406的結(jié)構(gòu)形式可以相同也可以不同。

對于板件焊接拼合成的車身殼體的焊接縫沖擊薄弱處的結(jié)構(gòu)如圖8所示，車身殼體板件301與車身殼體板件302之間焊件連接，焊縫303的位置正對應(yīng)骨架梁，該實(shí)施例圖中所示是側(cè)豎向梁401處的車身殼體板件的結(jié)構(gòu)，即車身殼體板件301與車身殼體板件302之間焊縫303的位置正好處于側(cè)豎向梁401處；側(cè)豎向梁401的結(jié)構(gòu)包括梁翼402，梁翼402之間為槽形梁體403，兩側(cè)的兩個梁翼402分別與車身殼體板件301與車身殼體板件302連接，車身殼體板件301與車身殼體板件302之間焊縫303處在槽形梁體403處；槽形梁體403內(nèi)設(shè)有填充吸能材料500。填充吸能材料500可以是纖維增強(qiáng)材料；槽形梁體403內(nèi)也可以設(shè)置在補(bǔ)充防護(hù)板件，補(bǔ)充防護(hù)板件可以是鋼板。該實(shí)施例中槽形梁體403是“U”形槽。

構(gòu)成車身殼體的其他的板件之間的焊縫也處在相應(yīng)的骨架梁處。在此不一一累述。

上述車身殼體板件之間的焊縫與骨架梁的位置結(jié)構(gòu)使得桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁與車體外殼板件之間形成一個封閉斷面，既保證車體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又針對焊縫處防沖擊減弱部位提供二次防護(hù)能力。

為了增加車身殼體板件的其他薄弱部位的防沖擊效果，還有一個方法就是在板件內(nèi)和/或外連接有纖維增強(qiáng)材料或加強(qiáng)板。

該實(shí)施例如圖9所示，以側(cè)向的車身殼體板件405為例，加以說明：車身殼體板件405內(nèi)壁粘結(jié)連接纖維增強(qiáng)材料407；車身殼體板件405上開設(shè)限位連接孔406，限位連接孔406與連接套410連接連；連接套410是開設(shè)有內(nèi)螺紋孔的盲孔套；車身殼體板件405外壁設(shè)有加強(qiáng)板408；加強(qiáng)板408上開連接孔409，螺栓411穿過連接孔409與連接套410的內(nèi)螺紋孔412連接。車身殼體板件405外壁還可以連接的是外掛組件，以增強(qiáng)局部的防沖擊強(qiáng)度。

基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體專利目的

《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》的目的在于提供一種基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，使得車輛重量小，重心低，以解決上述問題。

基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體技術(shù)方案

《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》包括承載式底板，承載式底板與由桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)成的骨架連接，車身殼體與骨架連接，所述承載式底板包括非承載式的地板與地板下連接的分體式懸架安裝支架，所述的地板包括前地板，與前底板連接的后地板，前地板與左右地板連接；前地板與左右地板之間設(shè)有懸架安裝支架安裝槽，懸架安裝支架安裝槽內(nèi)連接分體式懸架安裝支架，分體式懸架安裝支架包括彼此不連接的前懸架安裝支架和后懸架安裝支架；車身殼體的板件拼接處在構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁處。

所述前懸架安裝支架和后懸架安裝支架之間的懸架安裝支架安裝槽內(nèi)連接有獨(dú)立橫梁。

所述左右地板包括中段，中段兩端設(shè)置的前段和后段，后段與中段之間有夾角；前段與中段連接，前段具有彎折形狀；前段彎折側(cè)面設(shè)有檔板。

所述后地板包括中間板，中間板左右兩側(cè)設(shè)有后懸架安裝支架安裝限位折邊板，后懸架安裝支架安裝限位折邊板設(shè)有車輪遮擋板，車輪遮擋板與左右地板的后段連接。

所述中間板后段設(shè)有后懸架安裝支架端面限位折板。

所述懸架安裝支架安裝槽的結(jié)構(gòu)包括前地板兩側(cè)分別設(shè)有側(cè)板，兩側(cè)板分別各自與左右地板連接，左右地板和前地板之間形成高度差。

所述前懸架安裝支架包括至少兩根前縱梁，前縱梁之間連接有前橫梁；前縱梁上設(shè)有前懸安裝支座和/或前上橫臂安裝座。前縱梁和/或前橫梁上設(shè)有發(fā)動機(jī)安裝支座。

所述前縱梁與前地板與左右地板之間的支架安裝槽的側(cè)板的前部連接，前橫梁位于前地板與左右地板之間的支架安裝槽之外。

所述左右地板的前部的所述檔板與縱梁連接。

所述后懸架安裝支架包括至少兩根后縱梁，后縱梁之間連接有后橫梁；后縱梁上設(shè)有后懸安裝支座、后上橫臂安裝座、排氣管固定支架中的一種或幾種。

所述后縱梁與前地板與左右地板之間的支架安裝槽的側(cè)板后部連接，后縱梁還與后地板上的后懸架安裝支架安裝限位折邊板連接，后縱梁后端與后地板的后懸架安裝支架端面限位折板連接限位。

所述獨(dú)立橫梁包括梁體，梁體兩端的連接座；連接座與懸架安裝支架安裝槽的側(cè)板連接，梁體與前地板底面之間有間隙。

所述前地板、后地板、左地板和右地板之間的厚度不同。

所述板件拼接處的骨架梁包括梁翼，梁翼之間為槽形梁體，板件拼接處位于槽形梁體處。

所述車身殼體的板件拼接處的骨架梁包括梁翼，梁翼之間為槽形梁體，板件拼接處位于槽形梁體處。

所述槽形梁體內(nèi)填充吸能材料或補(bǔ)充防護(hù)板件。填充吸能材料可以是纖維增強(qiáng)材料；補(bǔ)充防護(hù)板件可以是鋼板，與槽形梁體內(nèi)部焊接連接。

所述車身殼體內(nèi)壁連接有纖維增強(qiáng)材料。

所述車身殼體外壁連接有加強(qiáng)板或外掛組件。。

所述車身殼體上開限位連接孔，限位連接孔與連接套連接，加強(qiáng)板上開連接孔，螺栓穿過連接孔與連接套的內(nèi)螺紋孔連接。

基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體改善效果

《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》采用組合式的板件地板結(jié)構(gòu)，形成全覆蓋的結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)地板與車廂內(nèi)的全防護(hù)，同時，前地板與左右地板之間的懸架安裝支架安裝槽結(jié)構(gòu)能有效地降低底板下車輛部件的連接后的質(zhì)量重心，同時采用分體式的懸架安裝支架結(jié)構(gòu)，在保證車體的強(qiáng)度的前提條件下，降低了底板質(zhì)量。該發(fā)明將非承載式車體底板與懸架安裝支架、獨(dú)立橫梁、懸置安裝結(jié)構(gòu)有機(jī)的連接構(gòu)成了全防護(hù)承載式結(jié)構(gòu)，為防護(hù)型越野車輛輕量化、降低整車高度及質(zhì)心高度、提高車輛行駛穩(wěn)定性等提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

《基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體》將桁架結(jié)構(gòu)與車身殼體相結(jié)合，利用桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁作用作為車身殼體薄弱部位防沖擊的加強(qiáng)形式，一方面解決車身殼體薄弱部位防沖擊問題，另一方面利用桁架結(jié)構(gòu)與車身殼體連接，在保證車身強(qiáng)度的前提條件下，減少板件材料的使用量，降低車身殼體的重量，為降低車輛的質(zhì)心提供了基礎(chǔ)；實(shí)現(xiàn)車身殼體輕量化。該發(fā)明結(jié)構(gòu)中的桁架結(jié)構(gòu)生產(chǎn)加工方便，車身殼體的板件拼接處在構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁處，布置實(shí)施簡單。

1.一種基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，它包括承載式底板，承載式底板與由桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)成的骨架連接，車身殼體與骨架連接，其特征在于所述承載式底板包括非承載式的地板與地板下連接的分體式懸架安裝支架，所述的地板包括前地板，與前底板連接的后地板，前地板與左右地板連接；前地板與左右地板之間設(shè)有懸架安裝支架安裝槽，懸架安裝支架安裝槽內(nèi)連接分體式懸架安裝支架，分體式懸架安裝支架包括彼此不連接的前懸架安裝支架和后懸架安裝支架；車身殼體的板件拼接處在構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)的骨架梁處。

2.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于所述前懸架安裝支架和后懸架安裝支架之間的懸架安裝支架安裝槽內(nèi)連接有獨(dú)立橫梁。

3.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于左右地板包括中段，中段兩端設(shè)置的前段和后段，后段與中段之間有夾角；前段與中段連接，前段具有彎折形狀；前段彎折側(cè)面設(shè)有檔板。

4.如權(quán)利要求1或3所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于后地板包括中間板，中間板左右兩側(cè)設(shè)有后懸架安裝支架安裝限位折邊板，后懸架安裝支架安裝限位折邊板設(shè)有車輪遮擋板，車輪遮擋板與左右地板的后段連接。

5.如權(quán)利要求4所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于中間板后段設(shè)有后懸架安裝支架端面限位折板。

6.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于所述懸架安裝支架安裝槽的結(jié)構(gòu)包括前地板兩側(cè)分別設(shè)有側(cè)板，兩側(cè)板分別各自與左右地板連接，左右地板和前地板之間形成高度差。

7.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于前懸架安裝支架包括至少兩根前縱梁，前縱梁之間連接有前橫梁；前縱梁上設(shè)有前懸安裝支座和/或前上橫臂安裝座。

8.如權(quán)利要求7所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于前縱梁與前地板與左右地板之間的支架安裝槽的側(cè)板的前部連接，前橫梁位于前地板與左右地板之間的支架安裝槽之外。

9.如權(quán)利要求3或7所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于左右地板的前部的所述檔板與縱梁連接。

10.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于后懸架安裝支架包括至少兩根后縱梁，后縱梁之間連接有后橫梁；后縱梁上設(shè)有后懸安裝支座、后上橫臂安裝座、排氣管固定支架中的一種或幾種。

11.如權(quán)利要求10所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于后縱梁與前地板與左右地板之間的支架安裝槽的側(cè)板后部連接，后縱梁還與后地板上的后懸架安裝支架安裝限位折邊板連接，后縱梁后端與后地板的后懸架安裝支架端面限位折板連接限位。

12.如權(quán)利要求2所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于獨(dú)立橫梁包括梁體，梁體兩端的連接座；連接座與懸架安裝支架安裝槽的側(cè)板連接，梁體與前地板底面之間有間隙。

13.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于所述前地板、后地板、左地板和右地板之間的厚度不同。

14.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于所述板件拼接處的骨架梁包括梁翼，梁翼之間為槽形梁體，板件拼接處位于槽形梁體處。

15.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于所述車身殼體的板件拼接處的骨架梁包括梁翼，梁翼之間為槽形梁體，板件拼接處位于槽形梁體處。

16.如權(quán)利要求15所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于槽形梁體內(nèi)填充吸能材料或補(bǔ)充防護(hù)板件。

17.如權(quán)利要求1所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于車身殼體內(nèi)壁連接有纖維增強(qiáng)材料。

18.如權(quán)利要求1所述解決車身殼體薄弱部位防沖擊結(jié)構(gòu)，其特征在于車身殼體外壁連接有加強(qiáng)板或外掛組件。

19.如權(quán)利要求17或18所述基于復(fù)合承載式底板的桁架骨架薄殼結(jié)構(gòu)的車體，其特征在于車身殼體上開限位連接孔，限位連接孔與連接套連接，加強(qiáng)板上開連接孔，螺栓穿過連接孔與連接套的內(nèi)螺紋孔連接。

承壓強(qiáng)含水層上采煤的底板突水事故是具有頗高水壓的底板含水突發(fā)性地穿越了位于開采煤層與含水層之間的隔水巖層，并進(jìn)入開采空間所造成的突水事故。此種突水是一種復(fù)雜的地質(zhì)、開采現(xiàn)象，既有地質(zhì)、構(gòu)造的原因，也有開采工作的原因。分析表明，造成底板突水的原因與含水層上方原始導(dǎo)升帶的高度，開采形成的底板裂隙帶深度以及兩帶之間隔水巖層的抵抗下部承壓水水壓破壞的能力緊密相關(guān)。原始導(dǎo)升帶和底板裂隙帶的巖體已失去隔水性能，若開采空間通過該兩帶直接導(dǎo)通了承壓水體，或者雖未直接導(dǎo)通，但在承壓水水壓的作用下，介于該兩帶之間的隔水保護(hù)層將遭到破壞，進(jìn)而發(fā)展成為導(dǎo)通承壓水的巖體，則開采空間將發(fā)生突水事故。