车顶后横梁断面结构与车辆以及提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法

摘要

本发明提供了一种车顶后横梁断面结构与车辆以及提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，本发明的车顶后横梁断面结构包括两端固连、而扣合于一起的后横梁上板与后横梁下板，所述后横梁下板包括依次固连的顶部横板体、竖板体、底部横板体以及连接板体，所述顶部横板体和底部横板体沿车辆长度方向布置，并于顶部横板体的下方形成有位于竖板体外侧的鲨鱼鳍天线线束布置槽。本发明的车顶后横梁断面结构通过在后横梁下板处形成类直角形的鲨鱼鳍天线线束布置槽，从而能够为鲨鱼鳍天线线束提供布置空间，进而可避免鲨鱼鳍天线线束对鲨鱼鳍天线安装螺栓的安装造成干扰，以能够利于鲨鱼鳍天线安装螺栓的顺利安装，而有着很好的实用性。

权利要求

1.一种提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，其特征在于：

所述车顶后横梁断面结构包括两端固连、而扣合于一起的后横梁上板(8)与后横梁下板(9)，所述后横梁下板(9)包括依次固连的顶部横板体(91)、竖板体(92)、底部横板体(93)以及连接板体(94)，所述顶部横板体(91)和所述底部横板体(93)沿车辆长度方向布置，并于所述顶部横板体(91)的下方形成有位于所述竖板体(92)外侧的鲨鱼鳍天线线束布置槽(10)且所述分析方法包括如下的步骤：

s1、以所述顶部横板体(91)的宽度为0为起点，按设定步长将所述竖板体(92)向所述后横梁上板(8)一侧平移，以使所述顶部横板体(91)宽度增加、而所述底部横板体(93)宽度减少；

s2、获得所述竖板体(92)每移动设定步长时的车顶后横梁断面结构的惯性矩和截面系数，并以所述竖板体(92)平移距离作为横轴，以每移动设定步长时的所述车顶后横梁断面结构的惯性矩与截面系数分别作为纵轴，制作所述车顶后横梁断面结构变化下的车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图；

s3、根据步骤s2中的所述车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图，获得所述车顶后横梁断面结构截面系数曲线斜率下降的转折点，并以该转折点所对应的横轴数值作为所述竖板体(92)平移的最优距离，而获得具有最优截面系数的车顶后横梁断面结构。

2.根据权利要求1所述的提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，其特征在于：所述竖板体(92)与车辆高度方向的夹角α在0°≤α≤5°之间。

3.根据权利要求2所述的提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，其特征在于：所述后横梁上板(8)包括与所述顶部横板体(91)及所述底部横板体(93)分别平行布置的第一横板体(81)和第二横板体(82)，以及连接于所述第一横板体(81)与所述第二横板体(82)之间、并与所述竖板体(92)平行布置的第三板体(83)，还包括构成所述第一横板体(81)与所述顶部横板体(91)端部间连接的过渡板体(84)，以及与所述第二横板体(82)相连、且构成与所述连接板体(94)间连接的第四板体(85)。

4.根据权利要求3所述的提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，其特征在于：所述过渡板体(84)倾斜布置、而于所述过渡板体(84)的外侧形成有鲨鱼鳍天线安装螺栓避让部。

5.根据权利要求3所述的提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，其特征在于：所述连接板体(94)与所述第四板体(85)之间相交成锐角设置。

6.根据权利要求1所述的提高车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，其特征在于：步骤s1中，所述竖板体移动的设定步长为8mm。

说明书

车顶后横梁断面结构与车辆以及提高车顶后横梁断面结构截

面系数的分析方法

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车顶后横梁断面结构。本发明还涉及一种提高所述车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，以及一种设置有具有该车顶后横梁断面结构的车顶后横梁的车辆。

背景技术

[0002] 近年来，全景天窗在SUV车型上越来越流行，但是在车型开发过程中，若布置大尺寸的全景天窗，难以避免的会导致鲨鱼鳍天线线束布置不便、以及螺栓安装困难等问题，为解决上述问题以利于鲨鱼鳍天线的安装，现有技术中一般为采用减小后横梁断面或取消后横梁结构等方法。

[0003] 实际车型设计中，对于取消车顶后横梁的方式，其会直接造成车顶强度的大幅度下降，而不宜采取。对于减小后横梁断面的方式，由于目前均为单纯的减小后横梁断面尺寸，其会降低后横梁的截面系数，进而降低车顶抗压强度，也存在不满足相关车辆车顶抗压性能的风险。因而开发一种可便于鲨鱼鳍天线的线束布置及螺栓安装的车顶后横梁结构，且进一步的也能够使之具有优良的截面系数便显得很有必要。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明旨在提出一种车顶后横梁断面结构，以能够利于鲨鱼鳍天线的线束布置及螺栓安装。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 一种车顶后横梁断面结构，包括两端固连、而扣合于一起的后横梁上板与后横梁下板，所述后横梁下板包括依次固连的顶部横板体、竖板体、底部横板体以及连接板体，所述顶部横板体和所述底部横板体沿车辆长度方向布置，并于所述顶部横板体的下方形成有位于所述竖板体外侧的鲨鱼鳍天线线束布置槽。

[0007] 进一步的，所述竖板体与车辆高度方向的夹角α在0°≤α≤5°之间。

[0008] 进一步的，所述后横梁上板包括与所述顶部横板体及所述底部横板体分别平行布置的第一横板体和第二横板体，以及连接于所述第一横板体与所述第二横板体之间、并与所述竖板体平行布置的第三板体，还包括构成所述第一横板体与所述顶部横板体端部间连接的过渡板体，以及与所述第二横板体相连、且构成与所述连接板体间连接的第四板体。

[0009] 进一步的，所述过渡板体倾斜布置、而于所述过渡板体的外侧形成有鲨鱼鳍天线安装螺栓避让部。

[0010] 进一步的，所述连接板体与所述第四板体之间相交成锐角设置。

[0011] 相对于现有技术，本发明具有以下优势：

[0012] 本发明的车顶后横梁断面结构通过在后横梁下板处形成类直角形的鲨鱼鳍天线线束布置槽，从而能够为鲨鱼鳍天线线束提供布置空间，进而可避免鲨鱼鳍天线线束对鲨鱼鳍天线安装螺栓的安装造成干扰，以能够利于鲨鱼鳍天线安装螺栓的顺利安装，而有着很好的实用性。

[0013] 本发明的另一目的在于提出一种提高如上所述的车顶后横梁断面结构截面系数的分析方法，该分析方法包括如下的步骤：

[0014] 步骤s1：以所述顶部横板体的宽度为0为起点，按设定步长将所述竖板体向所述后横梁上板一侧平移，以使所述顶部横板体宽度增加、而所述底部横板体宽度减少；

[0015] 步骤s2：获得所述竖板体每移动设定步长时的车顶后横梁断面结构的惯性矩和截面系数，并以所述竖板体平移距离作为横轴，以每移动设定步长时的所述车顶后横梁断面结构的惯性矩与截面系数分别作为纵轴，制作所述车顶后横梁断面结构变化下的车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图；

[0016] 步骤s3：根据步骤s2中的所述车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图，获得所述车顶后横梁断面结构截面系数曲线斜率下降的转折点，并以该转折点所对应的横轴数值作为所述竖板体平移的最优距离，而获得具有最优截面系数的车顶后横梁断面结构。

[0017] 其中，步骤s1中，所述竖板体移动的设定步长为8mm。

[0018] 本发明的中通过上述的截面系数分析方法，能够获得具有最优截面系数的车顶后横梁断面结构，从而可在便于鲨鱼鳍天线线束及安装螺栓布置安装的基础上，保证后横梁具有优良的结构刚度，进而能够车辆车顶的抗压性能。

[0019] 此外，本发明还提供了一种车辆，其包括具有车顶的车身，并于所述车顶尾部的外侧面上装设有鲨鱼鳍天线，且对应于所述鲨鱼鳍天线，在所述车顶的内侧面上设置有具有如上所述的车顶后横梁断面结构的车顶后横梁。

[0020] 本发明的车辆通过设置具有上述断面结构的车顶后横梁，可利于鲨鱼鳍天线线束的布置，同时亦可便于鲨鱼鳍天线安装螺栓的安装，而有着很好的实用性。

附图说明

[0021] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0022] 图1为本发明实施例一所述的车顶后横梁布置于车顶时的结构示意图；

[0023] 图2为本发明实施例一所述的车顶后横梁断面结构的示意图；

[0024] 图3为本发明实施例一所述的车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图；

[0025] 附图标记说明：

[0026] 1-顶盖外板，2-鲨鱼鳍天线，3-鲨鱼鳍天线安装螺栓，4-天窗，5-天窗加强板，6-鲨鱼鳍天线线束，7-后背门，8-后横梁上板，9-后横梁下板，10-鲨鱼鳍天线线束布置槽；

[0027] 81-第一横板体，82-第二横板体，83-第三板体，84-过渡板体，85-第四板体；

[0028] 91-顶部横板体，92-竖板体，93-底部横板体，94-连接板体。

具体实施方式

[0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0030] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0031] 实施例一

[0032] 本实施例涉及一种车顶后横梁断面结构，由图1并结合图2所示，该车顶后横梁断面结构包括两端固连并扣合于一起的后横梁上板8和后横梁下板9，其中，后横梁下板9具体包括依次固连的顶部横板体91、竖板体92、底部横板体93以及连接板体94，顶部横板体91和连接板体94分别用于和后横梁上板8的两端连接，且顶部横板体91与底部横板体平行布置、且也设置为沿车辆的长度方向布置。

[0033] 此外，本实施例中竖板体92与车辆高度方向的夹角α在0°≤α≤5°，且该夹角α愈小愈好，而在顶部横板体91的下方还形成有位于竖板体92外侧的鲨鱼鳍天线线束布置槽10，该鲨鱼鳍天线线束布置槽10由顶部横板体91和竖板体92围构而成，且其因竖板体92与车辆高度方向的夹角较小而为类直角形，也即大致呈直角状结构。

[0034] 本实施例的车顶后横梁断面结构通过在后横梁下板9处形成类直角形的鲨鱼鳍天线线束布置槽10，能够为鲨鱼鳍天线线束提供布置空间，以可避免鲨鱼鳍天线线束对鲨鱼鳍天线安装螺栓的安装造成干扰，从而能够在便于鲨鱼鳍天线线束布置的基础上，也利于鲨鱼鳍天线安装螺栓的顺利安装。

[0035] 基于该鲨鱼鳍天线线束布置槽10在后横梁下板9处的设置，本实施例中对与后横梁下板9扣合相连、以共同构成车顶后横梁的后横梁上板8的结构可不做限制，其采用现有常规的横梁断面结构，以可使得车顶后横梁具有较好的结构刚度便可。

[0036] 不过，在此作为一种较优的示例，本实施例的后横梁上板8在结构上具体包括与顶部横板体91及底部横板体93分别平行布置的第一横板体81和第二横板体82，以及连接于第一横板体81与第二横板体82之间、并与竖板体92平行布置的第三板体83，还包括构成第一横板体81与顶部横板体91端部间连接的过渡板体84，以及与第二横板体82相连、且构成与连接板体94间连接的第四板体85。

[0037] 具体的，本实施例中连接于第一横板体81和顶部横板体91之间的过渡板体84也如图2所示出的为倾斜布置，以此可在该过渡板体84的外侧形成一缺口结构，该缺口结构即可构成便于鲨鱼鳍天线安装螺栓安装的避让部。此外，本实施例连接板体94和第四板体85之间还为成锐角相交，如此可便于两个板体间的连接，同时也能够减小车顶后横梁对后背门等结构布置的影响。

[0038] 本实施例的具有如上所述的断面结构的车顶后横梁在车顶处布置时的状态如图1中所示，此时由后横梁上板8与后横梁下板9构成的车顶后横梁和鲨鱼鳍天线2分置在顶盖外板1的内外两侧，鲨鱼鳍天线2通过鲨鱼鳍天线安装螺栓3固定在顶盖外板1上，鲨鱼鳍天线线束6布置于形成于车顶后横梁处的鲨鱼鳍天线线束布置槽10内。在车顶后横梁的一侧设置有天窗4，天窗4也装设于顶盖外板上，并对应于天窗4在顶盖外板1上设置有用于保证天窗4安装强度的天窗加强板5，对应于天窗4，在车顶后横梁的另一侧则为后背门7。

[0039] 本实施例中通过图1即可看出正如本文如前所述的，通过车顶后横梁上鲨鱼鳍天线线束布置槽10的设置，从而为鲨鱼鳍天线线束6提供了布置空间，以便于鲨鱼鳍天线线束6的布置，同时亦可避免对图1所示出的鲨鱼鳍天线安装螺栓3的安装路径造成干扰，而能够利于鲨鱼鳍天线安装螺栓3的顺利安装。

[0040] 本实施例中通过鲨鱼鳍天线线束布置槽10的设置虽能够利于鲨鱼鳍天线线束与安装螺栓的布置及安装，但需要说明的是，在车顶后横梁上设置鲨鱼鳍天线线束布置槽10也会对车顶后横梁的惯性矩和截面系数造成影响。而车顶后横梁截面的惯性矩以及截面系数对车顶后横梁的刚度与抗压性能有着直接的关系，其中又因车辆车顶抗压性能主要取决于截面系数，也即后横梁强度，故后横梁断面的截面系数为影响抗压性能的主要因素。

[0041] 为此，本实施例也提供有对如前所述的车顶后横梁断面结构进行分析，以获得具有最优截面系数的截面结构的方法。该分析方法具体以未形成鲨鱼鳍天线线束布置槽10，也即顶部横板体91的宽度X为“0”开始，逐步增加顶部横板体91的宽度X、也即鲨鱼鳍天线线束布置槽10的深度，并通过整个过程中后横梁断面截面系数以及惯性矩的变化来得出具有最优截面系数时的“X”值。

[0042] 基于上述的整体介绍，本实施例的车顶后横梁断面结构截面系数分析方法具体包括如下的步骤：

[0043] 步骤s1：以顶部横板体91的宽度为0为起点，按设定步长将竖板体92向所述后横梁上板8一侧平移，以使顶部横板体91的宽度X增加、且底部横板体93的宽度减少；

[0044] 步骤s2：获得竖板体92每移动设定步长时的车顶后横梁断面结构的惯性矩和截面系数，并以竖板体92平移距离、也即“X”值作为横轴，以每移动设定步长时的车顶后横梁断面结构的惯性矩与截面系数分别作为纵轴，制作车顶后横梁断面结构变化下的车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图；

[0045] 步骤s3：根据步骤s2中的车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图，获得车顶后横梁断面结构截面系数曲线斜率下降的转折点，并以该转折点所对应的横轴数值作为竖板体92平移的最优距离，而获得具有最优截面系数的车顶后横梁断面结构。

[0046] 其中，详细来说，本实施例的步骤s1中竖板体92移动时的设定步长例如可为8mm，当然其也采用其它数值。而步骤s2中所制作的车顶后横梁断面结构惯性矩与截面系数曲线图如图3中所示，图3中为减小图形体积、以利于清晰表达，惯性矩及截面系数曲线均为从X＝24开始绘制。

[0047] 由图3可以看出，随着竖板体92的移动，断面系数随X值的增加而增大，惯性矩则随X值的增加而减小，并且在X＝56时断面系数上升开始缓慢，也即截面系数的斜率在X＝56时发生转折而开始下降。此时，若选择继续增大截面系数，则惯性矩也会进一步降低，而惯性矩的过度下降也会影响后横梁的刚度，故在适当牺牲惯性矩的情况下，选取X＝56时，也即选择截面系数斜率发生转折时的竖板体92移动距离值下的后横梁断面结构较为合适，如此不但可使后横梁断面有着最优的截面系数，同时也能够具有适宜的刚度，以可降低车顶被压溃的风险。

[0048] 此外，本实施例中还需要说明的是，在上述的分析方法中，通过平移竖板体92，顶部横板体91的宽度增加，同时底部横板体93的宽度减小，但顶部横板体91的宽度增加值等于底部横板体93的宽度减小值。故在此方法下后横梁断面的总长度不变，因此断面面积不会增加，后横梁的重量也不会增加，所以该分析方法不会带来诸如增加后横梁重量等额外的不利影响。

[0049] 实施例二

[0050] 本实施例涉及一种车辆，该车辆包括具有车顶的车身，并于车顶尾部的外侧面上装设有鲨鱼鳍天线，且对应于鲨鱼鳍天线，在车顶的内侧面上也进一步设置有具有如实施例一中的车顶后横梁断面结构的车顶后横梁。

[0051] 本实施例的车辆通过设置具有如实施例一断面结构的车顶后横梁，可利于鲨鱼鳍天线线束的布置，同时亦可便于鲨鱼鳍天线安装螺栓的安装，而有着很好的实用性。

[0052] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。