用于车辆的结构构件和方法

本申请要求于2021年5月11日提交的EP21382432.9的权益。本公开涉及用于车辆框架的结构构件，这些结构构件至少部分地被配置为用于支撑压缩负载。本发明还涉及制造这种结构构件的方法。

背景技术

诸如汽车的车辆结合有设计成承受车辆在其寿命期间可能承受的负载的结构骨架。该结构骨架还被设计成在例如与其它汽车碰撞的情况下承受和吸收冲击。

汽车工业中对减轻重量的需求已经导致开发和实施轻质材料或部件，以及相关的制造工艺和工具。重量减少的需求尤其由减少CO

称为热形成模压淬火(HFDQ)的工艺使用硼钢片来产生具有超高强度钢(UHSS)特性的冲压部件，其具有例如1500MPa或2000MPa或甚至更高的拉伸强度。强度的增加允许使用更薄规格的材料，这导致比常规冷冲压低碳钢部件重量的节省。贯穿本公开，UHSS可以被认为是在压制硬化工艺之后具有1000MPa或更高的极限拉伸强度的钢。

在HFDQ工艺中，可以将待热形成的坯件加热到预定温度，例如奥氏体化温度或更高(并且特别是在Ac3和例如坯件涂层的蒸发温度之间)。炉系统可用于此目的。根据具体需要，炉系统可以补充有额外的加热器，例如感应或红外线。通过加热坯件，坯件的强度降低并且可变形性增加，即便于热冲压过程。

有几种已知的超高强度钢(UHSS)用于热冲压和硬化。坯件可由例如涂覆或未涂覆的硼钢制成，例如可从ArcelorMittal商购得的

热形成模压淬火也可称为“压制硬化”或“热冲压”。可以使用HFDQ方法制造的典型车辆部件包括：门梁、保险杠梁、横向/侧向构件、A/B柱加强件、前和后导轨、座椅横向构件和车顶导轨。

硼钢的热形成由于其优异的强度和可形成性而在汽车工业中变得越来越流行。许多传统上由低碳钢冷形成的结构部件因此被热形成的等同物替代，该等同物提供了强度的显著增加。这允许在保持相同强度的同时减小材料厚度(从而减小重量)。然而，热形成部件在形成状态下提供非常低的延展性和能量吸收水平。

为了改善部件的特定区域中的延展性和能量吸收，已知在同一部件内引入较软的区域。这局部地改善了延展性，同时整体上保持了所需的高强度。通过局部调整某些结构部件的微观结构和机械性能，使得它们包括具有非常高强度(非常硬)的区域和具有增加的延展性(较软)的区域，可以改善它们的整体能量吸收，并在碰撞情况期间保持它们的结构完整性，并且还降低它们的总重量。这种软区还可以有利地在部件在冲击下塌陷的情况下改变运动学行为。

在车辆的结构部件中产生具有增加的延展性的区域(“软区”或“软区”)的已知方法包括提供包括一对互补的上模具单元和下模具单元的工具，每个单元具有分离的模具元件(钢块)。待热形成的坯件通过例如炉系统预先加热到预定温度，例如奥氏体化温度或更高，以便降低强度，即便于热冲压过程。

模具元件可以设计成在不同的温度下工作，以便在淬火过程中形成的部件的不同区域中具有不同的冷却速率，从而在最终产品中产生不同的材料特性，例如柔软区域。即例如：可以冷却一个模具元件，以便在高冷却速率下淬火所制造的部件的相应区域，从而快速降低部件的温度并获得硬的马氏体显微组织。另一个相邻的模具元件可以被加热，以便确保被制造的部件的相应部分以较低的冷却速率冷却，以便获得较软的微结构，包括例如贝氏体、铁素体和/或珠光体。当部件离开模具时，部件的这种区域可以保持在比部件的其余部分更高的温度下。

用于获得具有不同机械特性的区域的热冲压部件的其它方法包括例如在冲压之前的定制或差异加热，以及在冲压过程之后的局部热处理，并且还包括在坯件中结合不同厚度和/或材料的拼焊坯件(TWB)的使用。汽车的结构骨架的一些元件，例如前和后导轨，座椅横向构件和车顶导轨，可以专门设计用于支撑压缩负载。这些和其它结构构件可具有一个或多个具有大致U形(也称为“帽”形)横截面的区域。这些结构构件可以以多种方式制造并且可以由多种材料制成。期望改善碰撞期间的能量吸收同时还保持车辆完整性的轻质材料。

除了上述超高强度钢之外，在需要能量吸收的结构骨架部件中可以使用更多的延性钢。延性钢的示例

UHSS可表现出高达1500MPa，或甚至2000MPa或更高的拉伸强度，特别是在压制硬化操作之后。一旦硬化，UHSS可具有马氏体微结构。这种微结构能够提高单位重量的最大拉伸强度和屈服强度。

一些延性钢也可以被加热和压制(即用于热冲压工艺)，但在该工艺之后将不具有马氏体微结构。结果，它们将具有比UHSS更低的拉伸强度和屈服强度，但是它们将具有更高的断裂伸长率。

尽管延性钢能够通过结构构件吸收能量，但是在车辆碰撞期间控制和预测结构构件如何表现可能是不容易的。而且，在保持结构构件的一定结构完整性的同时增强能量吸收可能不是直接的。

本公开旨在提供对用于车辆框架的结构构件在经受负载(特别是压缩负载)时的变形控制和能量吸收的改进。

发明内容

在第一方面，提供了一种用于车辆框架的结构构件。该结构构件至少部分地配置为用于支承压缩负载。结构构件包括主件和附接到主件上的补片。主件具有大致U形的横截面，并包括底部、第一侧壁和第二侧壁。补片包括在所述主件的底部上延伸的底部补片部分、在所述主件的第一侧壁上延伸的第一侧壁补片部分，以及在所述主件的第二侧壁上延伸的第二侧壁补片部分。主件由比补片更具延展性的材料制成。

将补片附接到更具延展性的主件上允许组合主件的功能，即在碰撞期间吸收能量，同时加强主件并控制变形的运动学。由于当结构构件受到压缩负载时，延展性小于主件的补片可能破裂，所以补片中的裂纹可使得在压缩期间吸收更多的能量。

例如，包括比前导轨的其余部分更强和更不易延展的补片的汽车中的前导轨在汽车碰撞期间将以与例如不存在补片或补片由与主件相同的材料制成时不同的方式变形。将一个或多个比主件具有较小延展性的补片附接到主件上可实现对结构构件的变形的控制和定制。在结构构件塌陷期间的能量吸收也可以被控制，并且可以增加变形可预测性。因此，可以提高车辆乘客的安全性。

通常，已经发现这种可延展的主件和较少延展的补片的配置对于支撑压缩负载的结构构件特别有利。压缩载荷可以理解为基本上平行于结构构件的长度作用以试图缩短该分量的负载或负载分量。可能特别承受压缩负载的汽车框架中的部件或区域包括：前导轨、后导轨、能量吸收器、车顶导轨和座椅横向构件。因此，当在这种类型的部件中使用时，本文公开的实施例可能是特别有益的。

贯穿本公开，“至少部分地配置为用于支撑压缩负载”可以理解为意指部件的一部分或整个部件预期在冲击或碰撞的情况下主要吸收压缩负载。即即使也可能出现其它负载，但预期压缩负载更高。

在一些示例中，补片可以由硬化的，特别是加压硬化的钢制成。补片可由极限抗拉强度为1000MPa或更高的超高强度钢(UHSS)制成。在一些示例中，补片可由非加压硬化马氏体钢制成。

在一些示例中，补片可定位在主件的内侧。在本文中，主件的内部可以理解为主件的在第一侧壁或第二侧面与主件的底部之间具有例如小于180°，任选地约90°的凹角的侧面。

由于补片可由硬化钢制成，例如

在一些示例中，该第一和/或第二侧壁补片部分的高度可以在该结构构件的纵向方向上变化。

在一些示例中，第一侧壁补片部分和第二侧壁补片部分中的至少一个的高度可以沿着纵向方向从被配置为接收压缩冲击的结构件的一侧增加。

侧壁补片部分的高度可以从侧壁补片部分开始在主件的侧壁上延伸的主件的纵向边缘沿基本垂直于主件的纵向的方向测量。

通过包括比其它部分弱的结构构件的部分，可以控制沿着主件的纵向方向的可以开始变形的位置。特别地，由于侧壁补片部分可以在更靠近配置为接收冲击的纵向侧的第一横截面处延伸超过侧壁，而在更远离配置为接收冲击的纵向侧的第二横截面处延伸超过侧壁，因此主件可以在第一横截面处开始变形。通常，通过沿着主件的长度改变侧壁补片部分的高度，可以帮助调节主件的哪些部分弯曲，并且如果它们在其它部分之前或之后弯曲的话。

被配置为接收冲击的一侧可以是该结构构件或该主件的纵向末端，该纵向末端可以被定向成使得它更靠近可以接收可能的压缩冲击的位置。

而且，可以调整沿主件长度的能量吸收量。当侧壁补片部分的高度较大时，可以吸收更多的能量。

因此，能量吸收可以从主件的可接收冲击处的主件的第一横截面增加到更远的横截面。在一些示例中，补片可包括至少在第一侧壁和第二侧壁之一上延伸的一个或多个肋。例如，补片可具有在第一侧壁补片部分中的一个或多个肋，或在第二侧壁补片部分中的一个或多个肋，或在第一侧壁补片部分中的一个或多个肋和在第二侧壁补片部分中的一个或多个肋。这些肋可以通过凹部或切口沿着主件的长度分开。

贯穿本公开，肋可以理解为用于局部增强的补片的细长的，基本上直的部分。

补片中一个或多个肋的存在可以帮助调节结构构件的变形行为。比主构件更不易延展和更有抵抗力的肋有助于在结构构件中产生特定的弯曲位置。具体地，肋之间的凹部可以是主件中弯曲发生的位置的决定因素。肋的几何形状、尺寸和位置不仅便于不仅在结构构件中弯曲发生的地方，而且例如结构构件变形的程度的定制。因此，可以优化结构构件的变形。特别地，当结构构件被配置为支撑压缩负载时，能量吸收增加。

在一些示例中，侧壁中的凹部的高度可以从被配置为接收冲击的结构件的一侧沿纵向方向减小。凹部的高度可以沿基本垂直于主件长度的方向测量。

因此，主件的变形可在具有最大高度的凹部中开始，例如最接近主件的纵向侧的凹部，所述纵向侧最接近可接收冲击的地方。改变肋之间的凹部的高度可以使得能够控制主件的哪些部分比主件的其它部分在之前弯曲。

在具体示例中，提供了一种用于车辆框架的结构构件，该结构构件至少部分地被配置为用于支撑压缩负载。结构构件的长度可以在冲击接收端和相对端之间延伸。该结构构件包括具有大致U形横截面的主件，该主件包括底部、第一侧壁和第二侧壁以及附接到主件上的补片。补片从补片前端延伸到补片后端，其中补片前端布置成比补片后端更靠近结构构件的冲击接收端。补片包括在主件的底部上延伸的底部补片部分，在主件的第一侧壁上延伸的第一侧壁补片部分和在主件的第二侧壁上延伸的第二侧壁补片部分。主件由比补片更具延展性的材料制成，并且结构构件配置为在碰撞中变形，使得在补片前端和补片后端之间发生多个折叠。折叠可具有从补片前端到补片后端的通常增加的抗屈曲性。

在本公开的范围内，补片可以在沿着该主件的长度定位在任何位置处的每个侧壁补片部分上结合任何数目的肋，以便获得该结构构件的特定变形行为。一些可能的配置如下：

在一些示例中，第一侧壁补片部分可以包括一个或多个肋，第二侧壁补片部分可以包括一个或多个肋，并且第一侧壁补片部分中的一个或多个肋可以面向第二侧壁补片部分中的一个或多个肋。

在这些示例的一些中，在第一侧壁补片部分和第二侧壁补片部分中可以存在相同数量的肋，并且第一侧壁补片部分中的每个肋可以面对第二侧壁补片部分中的对应的相对肋。

在一些示例中，该第一侧壁补片部分可以包括一个或多个肋，该第二侧壁补片部分可以包括一个或多个肋，并且该第一侧壁补片部分中的一个或多个肋可以沿着该主件的纵向方向从该第二侧壁补片部分中的一个或多个对应的相对肋偏移。

在这些示例的一些中，第一侧壁补片部分可以包括一个或多个肋，第二侧壁补片部分可以包括一个或多个肋，并且第一侧壁补片部分中的一个或多个肋中的每一个可以沿着主件的纵向方向与第二侧壁补片部分中的一个或多个对应的相对肋中的每一个偏移，使得第一侧壁补片部分中的每个肋可以面向第二侧壁补片部分中的对应的相对肋之间和/或周围的空间。

通常，补片在主件的第一和第二侧壁上延伸得越多，增强件就越大，并且对结构构件的变形的控制就变得越高和越精细。因此，在一些示例中，第一侧壁补片部分可以在第一侧壁上延伸第一壁的高度的至少25％，并且第二侧壁补片部分可以在第二侧壁上延伸第二侧壁的高度的至少25％。

附接到主件的补片的数量、位置和延伸，以及补片中的肋的数量、位置和延伸可以根据结构构件在变形方面的期望行为来选择，例如特别是在由(模拟)冲击或碰撞引起的主件的压缩负载下。例如，可以选择补片的数量、尺寸和附接位置以满足结构构件的某些设计要求。

在另一个方面，提供了一种用于制造结构构件的方法，该结构构件至少部分地被配置为用于支撑压缩负载以便获得如在本公开中描述的用于车辆框架的结构构件。

该方法包括提供主件坯件和提供补片坯件。该方法还包括将所述补片坯件附接到所述主件坯件以形成修补坯件，以及形成所述修补坯件以获得如本文所公开的结构构件。

该方法可以改善配置为用于支撑压缩负载的结构构件的变形行为，并且可以使得能够调节结构构件在例如汽车碰撞期间如何变形。因此，可以增强结构构件的能量吸收。

主件坯件在本文中应理解为将形成主件的坯件，例如金属片或平金属板。本文中，补片坯件应理解为将形成补片的坯件。

在一些示例中，该方法可以包括热形成，例如直接热冲压。在一些其他示例中，该方法可以包括冷形成，例如在压机中在环境温度或相对低的温度下冲压。在这种情况下，在变形之后，结构构件可经历包括例如奥氏体化的热处理，以提供具有所需微结构和机械性能的材料。

在一些示例中，补片可以通过点焊附接到主件。点焊在特定区域连接主件和补片，导致结构构件的变形根据例如点焊的位置和它们之间的距离而改变。因此，点焊可有助于制造在主件和补片之间具有特定附接图案的结构构件，这导致结构构件以特定方式变形，而主件的延展性可赋予结构构件整体延展性。

在一些其他示例中，至少一个肋可以通过连续(远程)激光焊接附接到主件。由于肋的尺寸相对较小，点焊可能不是将补片坯件的一个或多个肋附接到主件上的合适方法，因为点焊可能需要例如点焊之间的最小距离和/或最小点焊重叠区域。使用连续激光焊接将补片坯件的一个或多个肋附接到主件可以克服点焊的这些和其它限制。连续激光焊接还可以提高附接的强度，并且使得补片和主件能够以比点焊更大的程度一起工作。

在一些示例中，所有肋可以通过连续激光焊接来附接。连续激光焊接的使用不限于补片中的肋，即，它可以用作补片中的任何必要的附接方法。

附图说明

下面将参照附图描述本公开的非限制性示例，其中：

图1A示意性地表示用于车辆的结构构件的一个示例，该结构构件至少部分地被配置为用于支撑压缩负载。

图1B示意性地示出了结构构件的补片和主件如何连接。

图2A至2C示意性地示出了具有不同补片形状的结构构件的示例。

图2D示意性地示出了图2C的结构构件的三个横截面。

图3A示意性地示出了用于车辆的结构构件，该结构构件至少部分地被配置为用于以仍然不同形状的补片来支撑压缩负载。图3B至图3E示意性地示出了附接至用于车辆的结构构件的主件上的补片的肋配置的四个示例，该补片至少部分地被配置为用于支撑压缩负载。

图4A和4B示意性地示出了具有不同肋配置的结构构件的另外两个示例。

图5是用于制造至少部分地配置为用于支承压缩负载的结构构件的方法的流程图。

附图涉及示例实现，并且仅用作帮助理解所要求保护的主题，而不用于在任何意义上对其进行限制。

具体实施方式

图1A示意性地示出了用于车辆的结构构件100，该车辆被配置为或至少部分地被配置为用于支撑压缩负载。结构构件100包括具有大致U形横截面的主件110，该主件110包括底部111、第一侧壁112和第二侧壁113。

结构构件100还包括附接到主件110上的补片120。补片120包括在主件110的底部111上延伸的底部补片部分121、在主件110的第一侧壁112上延伸的第一侧壁补片部分122和在主件110的第二侧壁113上延伸的第二侧壁补片部分123。

主件110由比补片更具延展性的材料制成。例如，补片可以由硬化钢制成，并且主件可以由比硬化钢更具延展性的材料制成。

由于当结构构件100受到压缩负载时，补片120可能破裂，因此可以增强结构构件100的能量吸收。通过将多于一个的补片120附接到主件110(图1中未示出)，可以进一步增加对主件110和结构构件100的变形的控制。

图1A中的点表示结构构件100可以包括或附接到未示出的结构框架的一个或多个附加件或元件。这些一个或多个附加件或元件不以任何方式受到限制，例如在形状、尺寸、横截面形状、材料和/或它们如何附接到主件110上。

在该图中，以及在其它图中，主件110显示为“帽形”或具有“U形”横截面。应当清楚，在所有这些示例中，主件可以包括从侧壁112、113向外延伸的侧凸缘。

虽然被描绘为基本上直的，但是主件110的底部111、第一侧壁112和第二侧壁113不一定是直的。例如，底部111可以是弯曲的或包括沿着底部的凹部或突起。这也适用于不一定是直的侧壁112、113。

侧壁可以包括直的部分，在直的部分之间具有过渡区。此外，侧壁112、113可以是对称的，也可以不是对称的。例如，第一侧壁112的高度213可以不同于第二侧壁113的高度153。例如，沿着第一壁112和/或第二壁113的长度212的高度也可以变化。例如，底部111的宽度211可以不同于第一侧壁112和/或第二侧壁113的高度213。其它示例可包括上述示例的任何组合。唯一的限制是本领域技术人员认识到主件110具有基本上U形的横截面。

在一些示例中，补片120可以由硼钢制成，如

1500以铁素体-珠光体相供应。它是以均匀图案分布的细晶粒结构。其机械性能与该结构有关。在加热、热冲压工艺和随后的淬火之后，产生马氏体微结构。结果，拉伸强度和屈服强度显著增加。

1500的组成以重量百分比总结如下(余量为铁(Fe)和不可避免的杂质)：

CSi Mn P S Cr TiB N

0.24 0.27 1.14 0.015 0.001 0.17 0.036 0.003 0.004

2000是另一种具有更高强度的硼钢。在热冲压模具淬火工艺之后，

22MnB5可具有铝-硅涂层，以避免在形成过程中脱碳和结垢。22MnB5的组成以重量百分比总结如下(其余为铁(Fe)和杂质)：

几种22MnB5钢是市售的，具有类似的化学组成。然而，22MnB5钢中每种组分的确切量可以从一个制造商到另一个制造商略微变化。其它超高强度钢包括例如可从Benteler商购获得的BTR 165。

450可具有460MPa或更高的极限拉伸强度，/>

CRL-340LA是可从SSAB商购的钢。它是一种高强度低合金钢，用于一般的冲压、弯曲和形成。其组成概述于下文中(重量百分比)。

C

Si

Mn

P

S

Al

Nb+Ti

主件110具有两个侧面：外侧131和内侧132。

在一些实施例中，补片120位于主件110的内侧，如图1A所示。在一些其它示例中，补片可定位在主件110的外侧。

由于当结构构件100受到压缩负载时，补片120可能破裂，因此将补片120附接到主件110的内部132以减小或避免在碰撞期间损坏结构构件100附近的一个或多个车辆部件的风险可能是有利的。

补片120可以焊接到主件110上，例如在将修补引入炉子或压机中之前。在这点上，例如通过点焊附接到主件110的一个或多个补片120的组件可以称为修补。因此，修补与拼焊坯件不同，其中坯件通过边对边焊接彼此连接。

如图1B中通过点焊130所示，在一些示例中，补片120和主件110可以通过点焊连接。这适用于可以附接到主件110的任何数量的补片。具有多于一个的附接到主件的补片可以增强结构构件的通用性、效率和优化。

在一些示例中，补片120可以沿主件110的整个长度212延伸。较大的补片可以更好地控制主件110的变形。

这也适用于补片120可在基本平行于主件110的高度213的方向上覆盖的延伸。在一些示例中，例如在图1A和1B中，第一侧壁补片部分122在第一侧壁112上延伸第一壁112的高度213的至少25％、任选地至少50％、任选地至少75％，并且第二侧壁补片部分123在第二侧壁113上延伸第二侧壁113的高度213的至少25％、任选地至少50％、任选地至少75％。

在该示例中，底部补片部分121具有宽度171和长度181。在该示例中，第一侧壁补片部分122具有高度133和长度143。在该示例中，第二侧壁补片部分123具有高度153和长度163。底部补片部分的宽度171可以在基本上垂直于主件的长度212或纵向的方向上测量。侧壁补片部分122、123的高度133、153可以在基本上垂直于主件110的长度212的方向上测量。底部补片部分121和侧壁补片部分122、123的长度可以在基本上平行于主件110的长度212的方向上测量。

侧壁补片部分122、123的高度133、153可以沿着侧壁补片部分的长度143、163变化，并且因此也沿着主件110的长度212变化。图2A和2B示意性地示出了具有侧壁补片部分的主件110的侧视图，该侧壁补片部分具有变化的高度133。

在一些示例中，当远离被配置为接收压缩冲击190的结构件的一侧移动时，至少侧壁补片部分122、123的高度133、153可以增加。结构构件或主件的这种纵向端部190在本文中可称为“前端”。补片120同样可以具有纵向“前端”和相对的“后端”，补片的前端比补片120的相对后端更靠近结构构件100或主件110的冲击接收端。

在图2A和2B中，压缩冲击可以在右侧被接收在主件110中。例如，对于前导轨，图的右侧将是前导轨的前侧。对于后导轨，图的右侧将是后导轨的后侧。

因此，主件110的变形可以在靠近发生冲击的地方而不是在任何其他区域开始。在冲击(碰撞)的情况下，可在补片前端和补片后端之间形成多个折叠。当至少侧壁补片部分122、123的高度朝向补片120的后端增加时，褶皱的抗屈曲性可从补片前端到补片后端增加。即在压缩负载下对结构构件形状突然变化的抵抗可能朝向补片后端增加。在图2A中，侧壁补片部分的高度133沿着补片的长度线性增加。在图2B中，侧壁补片部分的高度133非线性地增加。

改变一个或两个侧壁补片部分的高度可以有助于控制主件110的变形，特别是在变形开始的地方。限定侧壁补片部分的高度的外边缘170所遵循的曲率使得能够调节主件110和结构构件100在压缩负载下变形的力。该曲率还可以使得能够调节沿着主件110的长度吸收的能量的量。

图2C示出了结构构件100的透视图。在该示例中，结构构件是用于车辆的前导轨。沿主件110的整个长度212延伸的补片120设置在主件110的内部。在该示例中，类似于图2A和2B，侧壁补片部分的高度朝向主件110的预期比前端190更晚地经受压缩负载的端部195增加。这种端部195在本文中可称为“后端”。在图2C中，从前端190开始，侧壁补片部分的高度线性增加，然后保持恒定，并且随后保持线性增加。在主件的后端195处，侧壁补片部分具有其最大高度。

同样在图2C的情况下，抗屈曲性从预期碰撞负载的一端增加到相对端。因此，连续的折叠通常具有增加的抗弯曲性。

图2D示意性地示出了图2C的主件100和补片120的三个横截面。第一横截面是靠近前端190的横截面，其示出补片的底部如何不必覆盖主件110的整个底部。也就是说，在横截面中，补片的底部可以不需要沿主件的整个宽度211延伸171。

特别地，底部171的宽度可以朝向前端190渐缩。这有助于确保结构构件在前端190处或靠近前端190处开始变形。

横截面2示出了主件的整个宽度211被补片的底部覆盖，并且两个侧壁补片部分的高度133、153朝向读取端195增加。两个侧壁补片部分的高度在横截面3中进一步增加。

在一些示例中，补片120可以在第一侧壁补片部分122和/或第二侧壁补片部分123中具有切口135，使得肋140形成在补片120中，如图3A所示。在这些示例中，补片120可以包括至少在第一侧壁补片部分122和第二侧壁补片部分123之一上延伸的一个或多个肋140。在图3A的特定示例中，第一侧壁补片部分121和第二侧壁补片部分122均包括肋140。

肋140的特征，包括其数量、形状、尺寸、在补片120中的位置和在主件110上的延伸，可以被调节以在受到压缩负载时调节结构构件100的行为。肋在结构构件100中产生较坚固和较硬的区域。因此，当结构构件100受到压缩负载时，它可以在肋140之间弯曲，产生折叠。这样，在碰撞中可以更好地控制主件110和结构构件100的行为。同样，也可以调节运动学，例如结构构件100变形的速度。

注意，点焊130可以具有与图1B中的肋140类似的功能。点焊130不仅可以用作附接装置，还可以用于确定结构构件100在压缩负载下可能弯曲的点。

另外，由于补片120可能如上所述破裂，结构构件100的能量吸收可能增加。这适用于具有和不具有肋140的补片120的示例。

因此，在包括一个或多个如本文所述的结构构件100的车辆中的乘客的安全性也可得到增强。

补片120的肋140可以焊接到主件110上。在一些示例中，一个或多个肋140可以通过远程激光焊接接合到主件120。在图3A中，通过沿着肋140'的边缘的连续远程激光焊接将肋140'附接到主件110。虽然在图3A中可以看到三个焊缝145，但是在其他示例中可以使用更多或更少的焊缝145。例如，可执行单个连续焊接145以将肋140附接到主件110。

通过连续焊接145而不是点焊130来附接肋140可以增加附接的强度。连续激光焊接还可以有助于在将修补坯件放置在熔炉中以在对其进行压制冲压之前对其进行加热时，使补片120和主件110保持良好接合。

可以使用点焊或远程激光焊接中的任何一种将底部补片部分121连接到主件110。在图3A中可以看到连续的激光焊接145，但是也可以使用点焊。同样地，在图1B的示例中，除了点焊之外或作为点焊的替代，连续激光焊接可以用作附接装置。

肋140可以以几种方式布置并且可以具有不同的特征。在图3B-3E中示出了一些可能性。这些图示意性地示出了未折叠的结构构件100，例如就像包括主件坯件和补片坯件的修补坯件还没有被加压硬化或冷形成一样。

图3B的结构构件100可以对应于图3A的结构构件，但是每个补片壁侧具有四个肋140而不是六个。

在一些示例中，如图3A、3B、3C和3E所示，第一侧壁补片部分122可以包括一个或多个肋140，第二侧壁补片部分123可以包括一个或多个肋140，并且第一侧壁补片部分122中的一个或多个肋140可以面向第二侧壁补片部分123中的一个或多个肋140。

如图3C和3E中看到的，肋141可以从底部补片部分121突出，肋142可以从侧壁补片部分122、123突出，并且肋143可以从底部121和侧壁补片部分122、123两者突出。如图3B所示肋144或者如图3E所示肋144'也可以从将侧壁122、123和底部121补片部分分开的贴片结点125完全伸出。

因此，一个或多个肋可以在侧壁补片部分122、123上延伸并且还进一步在底部补片部分121上延伸，参见例如图3C中的肋141和图3E中的肋143和144'。

在一些示例中，在第一侧壁补片部分122和第二侧壁补片部分123中可以存在相同数目的肋140，并且第一侧壁补片部分122中的每个肋140可以面向第二侧壁补片部分123中的对应的相对肋140，如图3A、3B和3C中所示。在一些其他示例中，如图3D所示，第一侧壁补片部分122可以包括一个或多个肋140，第二侧壁补片部分123可以包括一个或多个肋140，并且第一侧壁补片部分122中的一个或多个肋140可以沿着主件110的纵向方向212'从第二侧壁补片部分123中的一个或多个对应的相对肋140偏移150。

尽管图3A和3B-3E中的肋140可具有大致矩形的形状，但其它形状也是可能的。肋边缘可以不需要是直的，并且肋宽度155可以不需要沿着肋的高度157恒定，如这些图中所示。在肋140(例如肋143、144'中的任一个)具有在不同点处开始突出的边缘的情况下，肋高度157可以被认为是关于最长肋边缘的纵向距离，参见图3E。

在一些示例中，例如在图3D中，在第一侧壁补片部分122和第二侧壁补片部分123中存在相同数目的肋140，并且第一侧壁补片部分122中的所有肋140沿着主件110的纵向方向212'从第二侧壁补片部分123中的对应的相对肋140偏移150，使得第一侧壁补片部分122或第二侧壁补片部分123中的肋140面向另一个侧壁补片部分123、122中的肋140之间和/或周围的空间135'。

在一些示例中，例如在图3A中，至少一个肋140的高度157可以大于对应肋140的宽度155，肋140的高度157是沿着主件110的横向方向211'测量的并且肋140的宽度155是沿着主件110的纵向方向212'测量的。如以上关于补片120在主件110上，并且特别是在侧壁补片部分122、123上的延伸所解释的，这可以增加结构构件110的变形控制。

图4A和图4B示意性地表示主件110的侧视图，其中补片120附接到主件110。在这些图中，分隔肋140的凹部135具有圆形或半椭圆形的形状。凹部135可具有高度257和宽度255。高度257可以在基本垂直于主件110的长度212的方向上测量。宽度255可以沿着切口135的高度257变化。

在一些示例中，侧壁补片部分中的凹部135的高度257可以在纵向方向上从被配置为接收冲击的结构构件100的一侧减小。图4B示出了这样的示例。在该图中，如果冲击从右到左被接收，则主件110的与最接近冲击可被接收处的凹部重叠的部分可首先弯曲并产生第一折叠。然后，结构构件可在下一个最高凹部处弯曲并产生第二折叠，依此类推。该变形因此可以包括多个折叠并且像六角风琴或手风琴。折叠可具有从补片前端到补片后端的通常增加的抗屈曲性，因为凹部在该方向上的深度减小。

在图4A中，结构构件可以在凹部135所在的位置处弯曲。可以控制变形期间的运动学和能量吸收。

在本发明的另一个方面中，提供了一种用于制造结构构件100的方法300，该结构构件100至少部分地配置为用于支承如贯穿本公开所述的压缩件。方法300的不同步骤或阶段的顺序不应被解释为限制性的。

在框310，该方法包括提供主件坯件。

在框320，该方法还包括提供补片坯件。

主件坯件和补片坯件可具有相同或不同的尺寸和形状。

例如，在一些示例中，主件坯件和补片坯件都可以是矩形的，并且补片坯件的长度和宽度可以基本上等于所制成的主件坯件的长度并短于所制成的主件坯件的宽度。当附接这些坯件并形成它们时，例如通过在炉中加热它们并使它们加压硬化，可以获得如图1B所示的结构构件。

在一些其它示例中，补片坯件可具有一个或多个肋140。在这些示例中，提供补片坯件可以包括执行一些切口135以产生一个或多个肋140。使用肋140可以更好地调节结构构件100在压缩下的变形。

肋140的尺寸、形状和数量可以根据结构构件100在受到压缩负载时的期望行为来选择。还可以相应地选择补片坯件相对于主件坯件的位置。在一些示例中，补片坯件由诸如

通常，主坯件和至少第一补片坯件在它们彼此接合时可以基本上是平面的。

该方法还包括：在框330处，将补片坯件附接到主件坯件以形成修补坯件。焊接可用于附接。在一些示例中，点焊和/或远程激光焊接可用于将稍后在底部补片部分121和第一侧壁补片部分122和第二侧壁补片部分123上的任何坯件区域附接到主件坯件。

在一些示例中，点焊130可以用作用于附接坯件的唯一焊接工艺，例如如图1B的示例中那样。在一些其它示例中，连续激光焊接145可用作点焊的替代或补充。例如，可以使用远程激光焊接将一个或多个肋140(可选地所有肋140)附接到主件，如图3A的示例中。

点焊和/或连续激光焊接可有助于在碰撞期间调整主件110和结构构件100中的变形。连续激光焊接可使修补作为单个整体而不是作为两个单独件工作。因此可以提高结构构件100在受到压缩时的附接强度和随后的行为。

该方法还包括在框340处使修补坯件变形以获得如本文所述的结构构件。

形成赋予修补的期望的形状。由于形成，所获得的结构构件100包括具有大致U形横截面的主件110。

形成可以包括任何类型的形成，例如热形成，例如直接或间接热冲压，或冷形成。形成不仅可以使修补成形，而且形成还可以提供附加的性能，例如在热形成中由于钢的微结构的变化而增加修补的强度。

热形成，例如直接热冲压，可以包括将修补坯件加热到高于奥氏体化温度，特别是高于Ac3的温度，持续最小时间段，例如几分钟。加热可以在炉中进行。然后可将修补坯件转移至压机，在压机中改变坯件形状以形成部件，并且同时快速冷却(“淬火”)至低于400℃，或具体地低于300℃。

如果硬钢能被用于补片并且较软的钢被用于主件，补片将具有高的极限拉伸强度，但是本身将是相对脆的并且允许在断裂之前具有小的伸长率。另一方面，主件将更具延展性，从而允许在断裂前具有更大的伸长率。

冷形成可包括将修补引入压机中以使其成形。在冷形成工艺中，马氏体钢例如MS1200可用于即使不加热到奥氏体化温度仍保持马氏体微结构的补片。

或者，可在冷形成工艺中使用如22MnB5的锰加压硬化硼钢。在形成之后，可将所得部件加热并足够快速地冷却以获得所需的微结构。

尽管在此仅公开了多个示例，但是其它替换、修改、使用和/或其等同物是可能的。此外，还涵盖所描述的示例的所有可能组合。因此，本公开的范围不应受特定示例的限制，而应仅由对所附权利要求的合理阅读来确定。