一种结构梁，其包括加强梁，所述加强梁具有一定长度和在梁的端部处的安装件以及在沿着长度的多个位置处的横截面形状，所述横截面形状包括在梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在梁的中心处的提供不同于第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还包括在端部和中心之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有在第一弯曲力矩和第二弯曲力矩之间的中间弯曲力矩。横截面可以限定敞开的C形形状或可以包括管形形状。
1.一种用于车辆保险杠系统的结构梁，所述结构梁包括：
加强梁，所述加强梁具有限定在所述加强梁的端部之间的长度，所述加强梁沿着其长度纵向弯曲；
其中，所述加强梁包括：沿着所述加强梁的长度具有基本恒定的高度的连续前壁，沿着所述加强梁的长度从所述连续前壁的相应的顶部部分和底部部分延伸的顶壁和底壁，以及在所述加强梁的中心区段处分别从顶壁和底壁的后部部分一体地向下和向上延伸的的顶部后壁和底部后壁；
其中，安装件在所述加强梁的端部区段处并且在所述连续前壁的后表面处布置在所述顶壁与底壁之间，用于接合车辆框架；和其中，所述加强梁包括在沿着所述长度的多个位置处的横向横截面形状，所述横向横截面形状包括在所述加强梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在所述加强梁的中心处的提供大于所述第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且所述加强梁还包括在所述第一横截面形状和所述第二横截面形状之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有在所述第一弯曲力矩和所述第二弯曲力矩之间的相应的中间弯曲力矩，所述第二横截面形状具有与所述第一横截面形状的一部分相同的轮廓。
2.根据权利要求1所述的结构梁，其中，所述第一横截面形状限定敞开的通道，并且其中，所述第二横截面形状包括至少一个管。
3.根据权利要求2所述的结构梁，其中，所述第一横截面形状限定C形形状，并且其中，所述第二横截面形状限定B形形状。
4.根据权利要求1所述的结构梁，其中，所述第一横截面形状包括至少一个第一C形区段，并且其中，所述第二横截面形状限定至少一个第二C形区段，所述第一C形区段和所述第二C形区段具有不同的深度。
5.根据权利要求4所述的结构梁，其中，所述第一横截面形状限定浅的敞开区段，并且其中，所述第二横截面形状限定更深的敞开区段。
6.根据权利要求1所述的结构梁，其中，在所述加强梁的端部区段处的顶壁和底壁分别包括第一纵向边缘和第二纵向边缘，所述第一纵向边缘和所述第二纵向边缘沿着所述加强梁的纵向中心线彼此大致呈镜像。
7.一种用于制造车辆结构部件的方法，所述方法包括如下步骤：
辊轧成形坯件以形成用于车辆的结构梁，形成的结构梁具有：(i)沿着所述结构梁的长度延伸并且具有基本恒定的高度的连续前壁，(ii)沿着所述结构梁的长度从所述连续前壁的相应的顶部部分和底部部分向后一体延伸的顶壁和底壁，以及(iii)在所述结构梁的中心区段处分别从顶壁和底壁的后部部分一体地向下和向上延伸的顶部后壁和底部后壁；
其中，将安装件在所述结构梁的端部区段处并且在所述连续前壁的后表面处布置在所述顶壁与底壁之间；和其中，所述形成的结构梁包括在沿着所述长度的多个位置处的横向横截面形状，所述横向横截面形状包括在所述结构梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在所述结构梁的中心处的提供大于所述第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还包括在所述端部和中心之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有从所述第一弯曲力矩增加到所述第二弯曲力矩的中间弯曲力矩。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在辊轧成形之前，在所述坯件上形成非均匀边缘。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述坯件上的非均匀边缘包括第一纵向边缘和第二纵向边缘，所述第一纵向边缘和所述第二纵向边缘沿着所述坯件的纵向中心线彼此大致呈镜像。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述非均匀边缘被成形为提供具有敞开的通道的第一横截面形状和具有至少一个管的第二横截面形状。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述非均匀边缘被成形为提供具有至少一个第一C形区段的第一横截面形状和具有至少一个第二C形区段的第二横截面形状，所述第二C形区段具有比所述第一C形区段更深的敞开区段。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一纵向边缘和所述第二纵向边缘朝着彼此同时辊轧成形，以便在所述结构梁的中心处互连以限定B形区段并且在所述结构梁的端部处间隔开以限定C形区段。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二横截面形状提供了比所述第一横截面形状更高的弯曲力矩。
14.一种用于制造车辆结构部件的装置，所述装置包括：
具有修整设备的坯件形成设备，以便形成具有非均匀边缘的坯件，所述非均匀边缘包括第一纵向边缘和第二纵向边缘，所述第一纵向边缘和所述第二纵向边缘沿着所述坯件的纵向中心线彼此大致呈镜像；其中被修整的坯件包括在所述第一纵向边缘与第二纵向边缘之间并且从所述坯件的中心区段朝向所述坯件的端部减小的宽度；和成形设备，所述成形设备由所述坯件形成梁，所述梁具有：(i)沿着所述梁的长度延伸的连续前壁,(ii)沿着所述梁的长度从所述连续前壁的相应的顶部部分和底部部分向后一体延伸的顶壁和底壁，以及(iii)在所述梁的中心区段处分别从顶壁和底壁的后部部分一体地向下和向上延伸的顶部后壁和底部后壁；以及其中，所述梁包括在沿着所述长度的多个位置处的横向横截面形状，所述横向横截面形状包括在所述梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在所述梁的中心区段处的提供大于所述第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还包括在所述端部和中心区段之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有从所述第一弯曲力矩增加到所述第二弯曲力矩的中间弯曲力矩。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述成形设备包括辊轧成形机。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述坯件形成设备包括边缘修整设备，以便形成具有所述非均匀边缘的坯件。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述边缘修整设备构造成同时形成沿着所述坯件的所述纵向中心线彼此大致呈镜像的所述第一纵向边缘和所述第二纵向边缘。
18.一种用于车辆保险杠系统的保险杠加强梁，包括：
梁，所述梁具有在所述梁的端部之间限定的长度，其中所述梁具有：(i)沿着所述梁的所述长度具有基本恒定的高度的连续前壁，(ii)沿着所述梁的长度从所述连续前壁的相应的顶部部分和底部部分向后一体延伸的顶壁和底壁，以及(iii)在所述梁的中心区段处分别从顶壁和底壁的后部部分一体地向下和向上延伸的顶部后壁和底部后壁；和其中，所述梁包括多个横向横截面形状，其中，在所述梁的中心附近的至少一个横截面形状限定最大的横截面形状，并且其它的横截面形状仅为所述最大的横截面形状的一部分，使得在所述梁的端部附近的第一横截面形状提供第一弯曲力矩并且在所述梁的中心区段处的第二横截面形状提供小于所述第一弯曲力矩的第二弯曲力矩。
19.根据权利要求18所述的保险杠加强梁，其中，所述第一横截面形状限定敞开的通道，并且其中，所述第二横截面形状包括至少一个管。
20.根据权利要求18所述的保险杠加强梁，其中，所述第一横截面形状包括第一C形区段并且所述第二横截面形状包括第二C形区段，所述第二C形区段具有比所述第一C形区段更深的深度。
具有变化的弯曲力矩的梁、装置、和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及结构梁，该结构梁用作车辆保险杠系统中的保险杠加强梁，尽管本创新不仅仅局限于车辆保险杠系统。
背景技术
[0002] 车辆保险杠系统中的许多加强梁是辊轧成形的，这是因为其在大体积的尺寸一致性和低成本方面具有优势。在辊轧成形处理中，片材通常辊轧成恒定的横截面(例如，管状或敞开的通道状)并且随后被切割至特定长度。有时候，作为辊轧成形处理的一部分或作为辊轧成形处理之后的二次操作，梁被纵向地弯曲(称为“弯起(sweeping)”)。例如，参见Sturrus的美国专利No.5,454,504和No.5,104,026和No.6,240,820。在保险杠加强梁中，低重量和高的强度-重量比是重要的性质，这是因为越重的车辆的汽油里程数越低并且倾向于排放更大量的污染物。另外，较低的重量能够意味着更少的材料和更低的部件成本。然而，希望作出如下改进：其保持特定保险杠加强梁的功能要求，但是降低重量并且提供优化的强度-重量比。另外，希望作出如下改进：其在使重量最小化的同时优化沿着梁的长度的纵向区域中的扭转强度和弯曲强度。
发明内容
[0003] 在本发明的一个方面中，一种结构梁，其包括加强梁，所述加强梁具有一定长度和在加强梁的端部处的安装件以及在沿着长度的多个位置处的横截面形状，所述横截面形状包括在加强梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在加强梁的中心处的提供不同于第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还包括在端部和中心之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有在第一弯曲力矩和第二弯曲力矩之间的中间弯曲力矩。第二横截面形状具有与第一横截面形状的一部分相同的轮廓。
[0004] 在本发明的另一方面中，一种用于车辆保险杠系统的保险杠加强梁，其包括梁，所述梁具有一定长度和多个横向横截面形状，其中，在梁的中心附近的至少一个横截面形状限定最大的横截面形状，并且其它的横截面形状仅为最大的横截面形状的一部分，使得在梁的端部附近的第一横截面形状提供第一弯曲力矩并且在梁的中心处的第二横截面形状提供小于第一弯曲力矩的第二弯曲力矩；和在梁的端部上的车辆-框架-接合安装件。
[0005] 在本发明的另一方面中，一种方法，其包括如下步骤：提供具有非均匀边缘的坯件；和形成坯件以形成梁，所述梁具有一定长度和端部以及在沿着长度的多个位置处的横向横截面形状，所述横向横截面形状包括在梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在梁的中心处的提供不同于第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还包括在端部和中心之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有在第一弯曲力矩和第二弯曲力矩之间的中间弯曲力矩。所述方法还包括将车辆安装件附接至梁的端部。
[0006] 在本发明的另一方面中，一种装置，其包括具有修整设备的坯件形成设备，以便形成具有非均匀性的坯件；和成形设备，所述成形设备由坯件形成梁，所述梁具有一定长度和在梁的端部处的安装件以及在沿着长度的多个位置处的横向横截面形状，所述横向横截面形状包括在梁的端部附近的提供第一弯曲力矩的第一横截面形状和在梁的中心处的提供不同于第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还包括在端部和中心之间的中间横截面形状，所述中间横截面形状具有在第一弯曲力矩和第二弯曲力矩之间的中间弯曲力矩。
[0007] 在本发明的另一方面中，一种方法，其包括如下步骤：辊轧成形材料条带以便形成第一梁，所述第一梁具有一定长度和端部以及沿着长度的恒定的横向横截面形状；和从第一梁二次去除不想要的材料以便形成改进的梁，所述改进的梁在沿着长度的特定位置处具有不同的横向横截面形状，其中，所述不同的横向横截面形状中的每一个在特定位置处提供期望的梁扭转强度和梁弯曲强度。
[0008] 在本发明的另一方面中，一种方法，其包括如下步骤：辊轧成形材料条带以形成第一梁，所述第一梁具有一定长度和端部以及沿着长度的恒定的横向横截面形状；提供激光设备，并且产生激光，以便从第一梁选择性地切除不想要的材料以形成改进的梁，所述改进的梁在沿着长度的特定位置处具有不同的横向横截面形状，其中，所述不同的横向横截面形状中的每一个在特定位置处提供期望的梁扭转强度和梁弯曲强度。
[0009] 在本发明的另一方面中，一种方法，其包括如下步骤：辊轧成形材料条带以形成第一梁，所述第一梁具有一定长度和端部以及沿着长度的恒定的横向横截面形状；和从第一梁的端部二次去除不想要的材料以形成改进的梁，所述改进的梁在沿着长度的特定位置处具有不同的横向横截面形状，其中，所述不同的横向横截面形状中的每一个在特定位置处提供期望的梁扭转强度和梁弯曲强度。
[0010] 在本发明的另一方面中，一种方法，其包括如下步骤：辊轧成形材料条带以形成第一梁，所述第一梁具有一定长度和端部以及沿着长度的恒定的横向横截面形状；和从第一梁二次去除不想要的材料以形成改进的梁，所述改进的梁在沿着长度的特定位置处具有不同的横向横截面形状，其中，所述不同的横向横截面形状中的每一个在特定位置处提供期望的梁扭转强度和梁弯曲强度，其中，去除不想要的材料的步骤包括在梁的端部上形成后表面，所述后表面构造成支撑用于将改进的梁附接至车辆框架的保险杠附接托架。
[0011] 在本发明的另一方面中，一种方法，其包括如下步骤：辊轧成形材料条带以形成第一梁，所述第一梁具有一定长度和端部以及沿着长度的恒定的横向横截面形状；和从第一梁二次去除不想要的材料以形成改进的梁，所述改进的梁在沿着长度的特定位置处具有不同的横向横截面形状，其中，所述不同的横向横截面形状中的每一个在特定位置处提供期望的梁扭转强度和梁弯曲强度，其中，去除不想要的材料的步骤包括在梁的端部附近形成具有第一弯曲力矩的第一横截面形状，和在梁的中心处形成具有不同于第一弯曲力矩的第二弯曲力矩的第二横截面形状，并且还在端部和中心之间形成中间横截面形状，所述中间横截面形状具有在第一弯曲力矩和第二弯曲力矩之间的中间弯曲力矩。
[0012] 在研究下文的说明书、权利要求和附图之后，本领域技术人员将理解和领会本发明的这些和其它方面、目标和特征。
附图说明
[0013] 图1-3是根据Sturrus的美国专利No.5,454,504制造的现有技术的保险杠加强梁的正交视图；图4是图1中的梁通过安装件附接至车辆框架的俯视图；图5-6分别是示出了图1中的梁的每纵向单位的重量和每纵向单位的梁力矩的图表。
[0014] 图7-9是B形加强梁的透视图、俯视图和后视图，所述B形加强梁沿着其长度具有变化的惯性矩并且体现了本发明；图7A和7B是具有提供变化的弯曲强度的改变的端部区段的B形加强梁的透视图。
[0015] 图10是梁覆盖在辊轧成形之前的平坦坯件上的后视图。
[0016] 图10A-10I是沿着图10的线10A-10I获得的横截面。
[0017] 图11-12是分别示出了每纵向单位的重量和每纵向单位的梁力矩的图表。
[0018] 图13是图7的梁附接至车辆框架的侧视图。
[0019] 图14是示出了针对梁的冲击的侧视图，所述冲击在梁上向上竖直偏移，从而引起沿着梁的扭转载荷。
[0020] 图15是使用预刺穿、预切割的坯件的辊轧成形处理的示意图。
[0021] 图16是预刺穿和预切割的、用于形成一系列坯件的连续条带的平面图；图16A是具有改变的切割的更宽的连续片材的平面视图，所述改变的切割用于形成如图16中的条带那样的预刺穿、预切割坯件的三个毗邻条带并且其边缘相抵接以便减少浪费的材料。
[0022] 图17是示出了将平坦坯件弯曲成如同图7的具有变化的弯曲力矩的B形梁的最终形状的花式图。
[0023] 图18-20是D形梁的俯视图、后视图和横截面视图，所述D形梁沿着其长度具有变化的惯性矩并且体现了本发明。
[0024] 图21是本发明的梁的第二实施例的俯视图。
[0025] 图22-23是图21的后透视图和前透视图。
[0026] 图23A是类似于图23中的梁、但去除了上凸缘和下凸缘的改进的梁的视图。
[0027] 图24是类似于图21的俯视图，但示出了标记为1-5的几条横截面线。
[0028] 图25包括沿着图24中的横截面线1-5获得的几个透视图。
[0029] 图26是从展开的片材材料条带切割的用于形成图21-25的梁的坯件的平面图。
[0030] 图27A-27B、28-29公开了一种类似于图18-20中的梁、但通过使用改变的方法制成的梁，在所述改变的方法中，辊轧成形具有恒定横截面的梁并且随后将所述梁二次切割成具有像图18-20中的梁那样的形状，图27A-27B是在二次切除部分梁之前的梁的俯视图和端部视图，图28-29是在所述部分被二次切除之后的梁的俯视图和后视图。
[0031] 现有技术描述
[0032] Sturrus的美国专利No.5,454,504公开了一种现有技术的保险杠加强梁10(图1-4)，其中，梁10通过安装件附接至车辆框架(参见图4)。梁10具有恒定的横截面形状，使得梁
10具有恒定的每纵向单位的重量(在图5中以水平线21示出)以及恒定的每纵向单位的梁力矩(在图6中以水平线22示出)。当需要的弯曲力矩沿着梁的长度非恒定时，例如如虚线23所示出的，梁的弯曲力矩22必须仍然设计成满足所需要的最大弯曲力矩。梁22导致在与中心位置25间隔开的位置26和27处有“过量”的材料，这是因为梁10中的材料不能减少，尽管对于满足端部处的(较低)的弯曲力矩要求这些材料是不需要的。换句话说，在图6中，梁10在端部位置处具有“过量”的材料，从而导致梁10具有过量的重量。
[0033] Sturrus的美国专利No.5,104,026在图2中公开了一种辊轧成形的梁，所述梁具有压制成具有减小的横截面的不同形状的端部。然而，所有材料仍保留在梁中。Sturrus的美国专利No.6,240,820公开了一种辊轧成形的梁，所述辊轧成形的梁具有切割成不同的横截面的端部。然而，切割区域用于提供用于车辆安装件的平坦区域并且被限制成位于安装件处的区域，并且同时不显著影响安装件内侧的区域。
具体实施方式
[0034] 目前的保险杠加强梁50(图7-9)由于在梁50的端部51(在该端部处，梁50经由安装件53安装至车辆框架52)附近提供较小的弯曲力矩、在中心位置54(在该中心位置处，梁50需要最大的弯曲力矩，以便在车辆保险杠测试期间通过FMVSS保险杠安全标准)附近提供更大的弯曲力矩的改变的横截面而包括沿其长度的变化的横截面以及同时变化的弯曲力矩。该梁50被称为“C-D-C”形梁，这是因为其横截面从在一个端部处的敞开的C形区段(图10A-
10C)改变成其中间附近的闭合的管状(D)区段(图10D-10F)并且随后变回在其另一端部处的敞开的C形区段(图10G-10I)。特别地，在梁50端部附近的第一横截面形状具有相同的轮廓，但是其仅局限于梁的中心处的第二横截面形状的一部分。这有助于使辊轧成形机中的梁成形成沿其长度具有最优扭转强度和弯曲强度、但具有低的总重量，正如下文所讨论的那样。
[0035] 更具体地，在安装件53附近，梁的弯曲力矩不需要那么大，这是因为针对梁50的冲击力与安装件的相距相对较短的距离，因此冲击力相对直接地传递到安装件中(从而降低了对大的弯曲力矩的需要)。相反地，在梁50的中心附近，梁的弯曲力矩必须相对较大，这是因为针对梁50的冲击力与安装件相距相对较长的距离，因此需要大得多的梁弯曲力矩。示出的梁50设计成通过由沿其长度具有非均匀宽度的坯件55(图10)构造而实现上述目标。坯件55被辊轧以便沿其中间三分之一形成管状B形(或D形)区段并且沿其每个端部处的外侧三分之一形成敞开的C形区段。
[0036] 在图10中，梁50覆盖在坯件55上，用于示出坯件的各部分如何最终形成梁50的相应的各部分。具体来说，示出的梁50的三分之一由坯件55的中心区段56形成，其中，坯件55具有大致恒定的宽度W1。梁50的余下的三分之一由端部区段57和58形成。端部区段57和58在位置59处迅速变窄至宽度W2，随后逐渐向内渐缩至在其端部处的更窄的宽度W3。当辊轧成形时，中心区段56形成具有间隔开的管60和61的管状B形区段，并且端部区段57和58成为具有改变的深度的敞开的C形区段，所述深度朝着梁50的外端部变薄。区段56、57和58共享连续的恒定成形的前壁59，所述前壁具有在梁50的长度上延伸的两个通道肋60A和61A。前壁59大致竖直地延伸，但是示出的梁50纵向地弯曲(即，“弯起”)以匹配现代车辆前保险杠常见的气动形状。区段56、57和58还共享共同的顶壁和底壁62和63。中心区段56还包括顶部和底部对齐的后壁64和65以及中间壁66和67(每个中间壁从中心区段向外延伸)，以及焊接到前壁59的中心的抵接壁68和69。图10A-10I示出了沿着梁50的具体横截面形状。
[0037] 图11是示出了图7-9的保险杠加强梁50的每纵向单位的重量的图表，图12是示出了图7-9的梁50的每纵向单位的梁力矩的图表。特别地，由于切除的材料，图7-9的创新的梁的重量在梁50的端部51处(参见区段56和57)比在中心(参见位置58)低。梁50的重量的差别能够是比具有恒定横截面的现有技术的梁(例如梁10)减小多达10％-20％，包括在梁50的端部51处的重量比其中心58的重量降低多达30％-50％。另外，弯曲力矩沿着梁50的长度变化，其中，在安装件53附近具有更小的弯曲力矩，在中心58处具有更大的弯曲力矩。弯曲力矩件的差别是显著的，这是因为由于在安装件位置处的冲击载荷通过梁端部51直接传递到安装件53中而梁端部51不必须经由弯曲力矩反作用力来提供应力阻力，因而在安装件53处所需的弯曲力矩基本为零。然而，在靠近中心线58A的位置处，需要最大弯曲力矩，这是因为中心线58A位于距离安装件53的最大距离处，因此需要弯曲力矩以便提供足够的阻力/反作用力。
[0038] 特别地，中心线58A具有相对更高的弯曲力矩，这是因为在中心处具有额外材料(参见坯件55)以及因为横截面为管状(由于与管状形状相关的几何力，管状横截面倾向于具有更高的弯曲力矩)，并且中心线58A具有更深的横截面。对比地，端部51具有相对较低的弯曲力矩，这是因为在端部处具有较少材料(参见坯件55)以及因为横截面呈敞开的C形(由于与敞开的形状有关的几何力，敞开的C形横截面倾斜于具有较低的弯曲力矩)这一事实，并且端部51具有更薄的横截面。
[0039] 注意到，通过描绘示出的梁50针对沿着其长度的位置的弯曲力矩(参见图12)而产生的图案形成大致三角形的曲线，其具有相对平坦的成角度的侧部部分但具有辐射式的中央部分，其中，弯曲力矩从端部51处的零连续变化为中心线58A处的最大值。然而，构想的是，能够通过仔细地确定用于制造梁的坯件的优选形状来战略性地设定任何特定位置处的赋予梁的特定横截面形状和弯曲力矩。
[0040] 图13示出了在梁50的外端部处的安装件53处安装至车辆框架52的梁50。图14示出了冲击件70可以在非中心的高度处(即，在其中点上方处，如图14所示)击打梁50，使得梁50可以遭受显著的扭转载荷。注意到，这些扭转载荷不一定对应于弯曲力矩载荷。换句话说，尽管梁50所要求的弯曲力矩强度在不同的位置处可以不同并且限定第一载荷曲线，但是梁还必须承受扭转载荷要求，所述扭转载荷要求的分布可以与弯曲力矩要求的分布有较大不同。要点在于，该信息能够被包含到坯件中，使得当形成梁时，产生具有最优成形的梁50。
[0041] 构想的是，梁50能够以不同的方式制成。例如，梁50能够仅通过辊轧成形具有非均匀宽度的坯件而制成，如上文所讨论的那样(并且参见图7-10I)。替代地，梁50能够通过使用辊轧成形和二次处理的组合而制成(参见图27A、27B、28-29)。构想的是，在该替代处理中辊轧成形的连续梁能够限定敞开的恒定横截面(比如“C”形或“L”形或“I”形)，或者能够限定闭合的横截面形状(比如“D”形单管、或具有单中心支腿的“B”形双管或具有间隔开的管的“B”形双管)。例如，如图27A-27B所示，具有连续的恒定横截面的梁能够首先辊轧成形，然后弯起(如有需要)，然后通过切除不想要的部分而切割至期望的最终形状以便形成梁50。图27A示出了包括激光设备120的方法，所述激光设备产生激光121，所述激光沿着期望的线切割材料以便去除三角形的(废弃)端部块(参见图28)。然而，构想的是，三角形块可以是任何形状、位于梁上的任何位置，并且能够通过其它方式、比如通过冲压或等离子体切除部分梁而完成。当完成废弃端部块的冲压或机械剪切时，能够使用截断式刀片，并且如有必要，能够使用内部或外部心轴以支撑梁的端部，以便防止梁的保留附接的端部部分的横截面有不期望的变形。出于读者的利益考虑，我们参考Sturrus的美国专利US 6,510,771，其全部内容被包含在本文中用于其教导和公开，所述专利公开了一种端部切割保险杠端部的冲压操作。
[0042] 特别地，能够作为辊轧成形处理的一部分在弯起工位处赋予梁以梁50的纵向曲率，或者能够在辊轧成形处理之后比如通过冲压二次地赋予梁以梁50的纵向曲率。构想的是，包括上凸缘(参见上凸缘106，图21)的梁50能够通过切割梁50以便包括能够在二次处理中再成形以模拟下文所讨论的上凸缘106的延伸的凸缘而形成。在一种形式中，具有恒定横截面的梁辊轧成形有直凸缘，所述直凸缘能够被再成形/弯曲，以便限定期望的上凸缘(106)。在另一种形式中，梁的中心的一部分被切割，以便留下能够被再成形成期望的上凸缘的凸缘。
[0043] 图15示出了辊轧成形处理80，其包括展开(unroller)设备81，所述展开设备将片材卷82供给到冲压设备83(或不规则切断机)中，之后供给到具有用于形成梁50的辊85的辊轧成形机84中，之后供给到切断设备86中。图16示出了当片材82经过冲压设备83时片材的形状，其中，片材82的边缘87被修剪以去除废料88。构想的是，冲压设备83能够使坯件55在位置89处保持互连，在该情况下，坯件55“引导”彼此通过辊轧成形机84并且在处理末尾被切割开。替代地，构想的是，坯件55能够在位置89处分离，在该情况中，每个坯件55单独地供给通过辊轧成形机84。构想的是，弯起工位能够定位在辊轧成形机84的端部处，或者能够形成线性梁并且之后在二次操作中击打该线性梁以便在梁50中形成弯起。
[0044] 图16A示出了片材82A能够足够宽，以便以减少浪费的方式跨越其宽度形成多个坯件55。具体来说，在片材82A中，一个坯件的更宽的部分配合到相邻坯件的凹部中，因此减少了切断处理期间从坯件切下的废料。注意到，能够使用激光切断机或其它设备来切断具有非均匀宽度的坯件。
[0045] 图17是示出了将平坦坯件55弯曲成如同图7的具有变化弯曲力矩的B形横截面梁50的最终形状的花式图。
[0046] 图18-20是D形梁50A的俯视图、后视图和横截面视图，所述D形梁具有沿着其长度变化的惯性矩并且体现了本发明。注意到，能够使用类似于坯件55的坯件来制造D形梁50A(弯起的或线性的)，其中，梁50A的中心具有(单一)管形形状95A并且D形梁50A的端部限定C形通道区段96A。梁50A能够被纵向地弯起或者制成线性的。
[0047] 第二实施例的梁100(图21-25)在具有改变的纵向横截面形状方面类似于梁50，但是其中心区域保留敞开而不形成管。因此，该梁100称为“C-C-C”形梁。但是，中心C形区段延伸更大的距离并且因此提供比其端部更大的扭转强度和弯曲强度。另外，优化了材料位置和性质。
[0048] 具体来说，梁100包括中心区段101和端部区段102，其由前壁103、顶部和底部凸缘104和105、以及上凸缘106和下凸缘107形成。示出的前壁103在梁100的整个长度上延伸并且包括居中的通道108，该居中的通道沿着其整个长度形成肋。示出的通道108包括平坦底部和通向平坦底部的平坦的成角度侧部，其中平坦的成角度侧部和底部相较于具有辐射式侧部和底部的类似通道而言提供了改进的强度。示出的通道的横截面大小和形状沿着整个长度是恒定的。但是，构想的是，通道能够具有不同的横截面或者通道的深度/形状能够沿着其长度变化。顶部和底部凸缘104和105在梁的整个长度上延伸，但是在梁100的端部附近被缩短。示出的凸缘104和105彼此相同，尽管构想的是，如果存在将凸缘104和105制成不同形状的功能上的原因，那么它们不需要相同。上凸缘106和下凸缘107仅在中心区段101的长度上延伸，并且在其竖直尺寸上相对恒定。上凸缘106和下凸缘107彼此相同，尽管构想的是，如果存在将上凸缘106和下凸缘107制成不同形状的功能上的原因，那么它们不需要相同。设置有用于将梁100附接至安装件110(或者附接至车辆框架栏杆尖端上的挤压管(crush tube)111)的安装孔109。
[0049] 图23是类似于图23中的梁100的改进的梁100A的视图，但是去除了上凸缘和下凸缘(106、107)。
[0050] 在一种形式中，在辊轧成形装置之前，通过去除废弃部分114而从展开的钢材条带切割(或冲压)用于制造梁100的坯件112(图26)。同时，还可以在坯件112中形成孔109。坯件112的端部保持相连，直到辊轧成形操作之后，在辊轧成形操作之后，辊轧成形的梁段件彼此切割开。构想的是，如果需要，梁段件能够通过定位在辊轧成形装置的端部处的弯起工位被纵向地弯起。
[0051] 在另一种形式中，梁50(图27A-27B)被形成为具有连续的恒定横截面形状，之后被二次再成形以去除不想要的材料。如先前注意到的，如果需要，梁在辊轧成形处理末尾或在二次加工中被弯起。然后，利用二次处理、例如示出的激光设备120对梁进行切割，所述激光设备120产生沿着梁定向的激光121，以便切除梁的不想要的部分，从而使梁50沿着其长度具有变化的扭转强度和弯曲强度，如示出的那样。如先前所讨论的，如果需要，能够使用冲压或其它再成形处理来替代激光。
[0052] 应当理解，能够在前述结构上做出变形和改变而不偏离本发明的理念，并且还应当理解，这些理念由下文权利要求覆盖，除非这些权利要求以其语言明确地表达了其它含义。
