基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体专利背景

截至2011年3月，中国国内外防护型车辆都采用非承载式车体结构，底板采用非承载式底板结构，这种结构的底板在将车辆的底盘结构布置以后，使得车辆质心高，尤其是车辆装备设备以后，使得车辆质心进一步增高，影响车辆行驶稳定性；同时，由于非承载式车体采用的是整体式的车架结构，车辆的高度较高，质量大，不利用运输。其车身壳体均是由板件焊接拼合而成的。这种车身壳体的防冲击的方法是采用双层板件，外层板件的薄弱焊接缝与内层板件的薄弱焊接缝错开设置，同时在两层板件之间设置填充吸能材料。这种结构能有效的防止外来的冲击，保护车内乘员的安全，但是这种结构由于板件材料用量大，使得车身质量大，从而带来整车的质心高，一则车辆的油耗量大，二则影响车辆行驶稳定性。鉴于此，有必要解决上述问题。

基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体专利目的

《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》的目的在于提供一种基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，使得车辆重量小，重心低，以解决上述问题。

基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体技术方案

《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》包括承载式底板，承载式底板与由桁架结构构成的骨架连接，车身壳体与骨架连接，所述承载式底板包括非承载式的地板与地板下连接的分体式悬架安装支架，所述的地板包括前地板，与前底板连接的后地板，前地板与左右地板连接；前地板与左右地板之间设有悬架安装支架安装槽，悬架安装支架安装槽内连接分体式悬架安装支架，分体式悬架安装支架包括彼此不连接的前悬架安装支架和后悬架安装支架；车身壳体的板件拼接处在构成桁架结构的骨架梁处。

所述前悬架安装支架和后悬架安装支架之间的悬架安装支架安装槽内连接有独立横梁。

所述左右地板包括中段，中段两端设置的前段和后段，后段与中段之间有夹角；前段与中段连接，前段具有弯折形状；前段弯折侧面设有档板。

所述后地板包括中间板，中间板左右两侧设有后悬架安装支架安装限位折边板，后悬架安装支架安装限位折边板设有车轮遮挡板，车轮遮挡板与左右地板的后段连接。

所述中间板后段设有后悬架安装支架端面限位折板。

所述悬架安装支架安装槽的结构包括前地板两侧分别设有侧板，两侧板分别各自与左右地板连接，左右地板和前地板之间形成高度差。

所述前悬架安装支架包括至少两根前纵梁，前纵梁之间连接有前横梁；前纵梁上设有前悬安装支座和/或前上横臂安装座。前纵梁和/或前横梁上设有发动机安装支座。

所述前纵梁与前地板与左右地板之间的支架安装槽的侧板的前部连接，前横梁位于前地板与左右地板之间的支架安装槽之外。

所述左右地板的前部的所述档板与纵梁连接。

所述后悬架安装支架包括至少两根后纵梁，后纵梁之间连接有后横梁；后纵梁上设有后悬安装支座、后上横臂安装座、排气管固定支架中的一种或几种。

所述后纵梁与前地板与左右地板之间的支架安装槽的侧板后部连接，后纵梁还与后地板上的后悬架安装支架安装限位折边板连接，后纵梁后端与后地板的后悬架安装支架端面限位折板连接限位。

所述独立横梁包括梁体，梁体两端的连接座；连接座与悬架安装支架安装槽的侧板连接，梁体与前地板底面之间有间隙。

所述前地板、后地板、左地板和右地板之间的厚度不同。

所述板件拼接处的骨架梁包括梁翼，梁翼之间为槽形梁体，板件拼接处位于槽形梁体处。

所述车身壳体的板件拼接处的骨架梁包括梁翼，梁翼之间为槽形梁体，板件拼接处位于槽形梁体处。

所述槽形梁体内填充吸能材料或补充防护板件。填充吸能材料可以是纤维增强材料；补充防护板件可以是钢板，与槽形梁体内部焊接连接。

所述车身壳体内壁连接有纤维增强材料。

所述车身壳体外壁连接有加强板或外挂组件。。

所述车身壳体上开限位连接孔，限位连接孔与连接套连接，加强板上开连接孔，螺栓穿过连接孔与连接套的内螺纹孔连接。

基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体改善效果

《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》采用组合式的板件地板结构，形成全覆盖的结构，能实现地板与车厢内的全防护，同时，前地板与左右地板之间的悬架安装支架安装槽结构能有效地降低底板下车辆部件的连接后的质量重心，同时采用分体式的悬架安装支架结构，在保证车体的强度的前提条件下，降低了底板质量。该发明将非承载式车体底板与悬架安装支架、独立横梁、悬置安装结构有机的连接构成了全防护承载式结构，为防护型越野车辆轻量化、降低整车高度及质心高度、提高车辆行驶稳定性等提供了结构基础。

《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》将桁架结构与车身壳体相结合，利用桁架结构的骨架梁作用作为车身壳体薄弱部位防冲击的加强形式，一方面解决车身壳体薄弱部位防冲击问题，另一方面利用桁架结构与车身壳体连接，在保证车身强度的前提条件下，减少板件材料的使用量，降低车身壳体的重量，为降低车辆的质心提供了基础；实现车身壳体轻量化。该发明结构中的桁架结构生产加工方便，车身壳体的板件拼接处在构成桁架结构的骨架梁处，布置实施简单。

图1是《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》车体分解结构示意图。

图2是该发明承载式底板结构示意图。

图3是全防护承载式底板结构分散结构仰视示意图。

图4是底板板件结构示意图I。

图5是底板板件结构示意图II。

图6是全防护承载式底板结构仰视示意图。

图7是车身桁架结构示意图。

图8是车身壳体薄弱部位防冲击结构示意图。

图9是车身壳体加强结构示意图。

《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》属于汽车车身，具体涉及一种基于非承载式地板的桁架承载复合薄壳结构的车体结构。

1.一种基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，它包括承载式底板，承载式底板与由桁架结构构成的骨架连接，车身壳体与骨架连接，其特征在于所述承载式底板包括非承载式的地板与地板下连接的分体式悬架安装支架，所述的地板包括前地板，与前底板连接的后地板，前地板与左右地板连接；前地板与左右地板之间设有悬架安装支架安装槽，悬架安装支架安装槽内连接分体式悬架安装支架，分体式悬架安装支架包括彼此不连接的前悬架安装支架和后悬架安装支架；车身壳体的板件拼接处在构成桁架结构的骨架梁处。

2.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于所述前悬架安装支架和后悬架安装支架之间的悬架安装支架安装槽内连接有独立横梁。

3.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于左右地板包括中段，中段两端设置的前段和后段，后段与中段之间有夹角；前段与中段连接，前段具有弯折形状；前段弯折侧面设有档板。

4.如权利要求1或3所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于后地板包括中间板，中间板左右两侧设有后悬架安装支架安装限位折边板，后悬架安装支架安装限位折边板设有车轮遮挡板，车轮遮挡板与左右地板的后段连接。

5.如权利要求4所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于中间板后段设有后悬架安装支架端面限位折板。

6.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于所述悬架安装支架安装槽的结构包括前地板两侧分别设有侧板，两侧板分别各自与左右地板连接，左右地板和前地板之间形成高度差。

7.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于前悬架安装支架包括至少两根前纵梁，前纵梁之间连接有前横梁；前纵梁上设有前悬安装支座和/或前上横臂安装座。

8.如权利要求7所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于前纵梁与前地板与左右地板之间的支架安装槽的侧板的前部连接，前横梁位于前地板与左右地板之间的支架安装槽之外。

9.如权利要求3或7所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于左右地板的前部的所述档板与纵梁连接。

10.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于后悬架安装支架包括至少两根后纵梁，后纵梁之间连接有后横梁；后纵梁上设有后悬安装支座、后上横臂安装座、排气管固定支架中的一种或几种。

11.如权利要求10所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于后纵梁与前地板与左右地板之间的支架安装槽的侧板后部连接，后纵梁还与后地板上的后悬架安装支架安装限位折边板连接，后纵梁后端与后地板的后悬架安装支架端面限位折板连接限位。

12.如权利要求2所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于独立横梁包括梁体，梁体两端的连接座；连接座与悬架安装支架安装槽的侧板连接，梁体与前地板底面之间有间隙。

13.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于所述前地板、后地板、左地板和右地板之间的厚度不同。

14.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于所述板件拼接处的骨架梁包括梁翼，梁翼之间为槽形梁体，板件拼接处位于槽形梁体处。

15.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于所述车身壳体的板件拼接处的骨架梁包括梁翼，梁翼之间为槽形梁体，板件拼接处位于槽形梁体处。

16.如权利要求15所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于槽形梁体内填充吸能材料或补充防护板件。

17.如权利要求1所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于车身壳体内壁连接有纤维增强材料。

18.如权利要求1所述解决车身壳体薄弱部位防冲击结构，其特征在于车身壳体外壁连接有加强板或外挂组件。

19.如权利要求17或18所述基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体，其特征在于车身壳体上开限位连接孔，限位连接孔与连接套连接，加强板上开连接孔，螺栓穿过连接孔与连接套的内螺纹孔连接。

如图1所示，该实施例的车体由全防护承载式底板100，与全防护承载式底板100连接的车身桁架结构的骨架400，以及与车身桁架结构的骨架400连接的板件焊接拼合成的车身壳体300构成。

如图2所示，底板100结构包括由板件构成的地板，地板下连接有悬架安装支架。

地板包括前地板101，前地板101后设有后地板102，前地板101两侧与左右地板103、104连接；前地板101的板面上依据车体内的布置可由多个台阶板构成，前地板101的两侧设有侧板105、106(图2、5所示)，侧板105、106分别与左右地板103、104连接。这样，前地板101与左右地板103、104之间形成高度差。

图4、5所示，左地板103包括中段107，中段107两端设置的前段108和后段109，后段109与中段107之间有夹角；前段108与中段107连接，前段具有弯折形状；前段弯折侧面设有档板110。右地板104的结构与左地板103相同，不累述。

当然对于左地板103前段的弯折形状和右地板104前段的弯折形状可以相同，也可以不同；对于左右前段弯折形状不同时，各自的档板的形状也不同。

同时左地板103中段与前地板101之间的垂直距离可以前后一致，也可以不一致；右地板104中段与前地板101之间的垂直距离可以与左地板103中段与前地板101之间的垂直距离相同也可以不相同。

前地板101与侧板105、106之间的空间构成前述的前地板与左右地板之间设有悬架安装支架安装槽111，如图4所示。

图4、5所示，后地板102包括中间板120，中间板120左右两侧设有后悬架安装支架安装限位折边板121，后悬架安装支架安装限位折边板设向斜上的有车轮遮挡板122、123，车轮遮挡板122、123分别与左右地板的后段109、112连接。后悬架安装支架安装限位折边板121的折形结构能很好的解决与后纵梁竖向面及横向面的配合连接的问题，保证了地板与后悬架安装支架的连结强度，同时便于后悬架安装支架布置以及后地板102上部零件的布置空间。后悬架安装支架安装限位折边板121包括与后纵梁竖向面配合连接部分及与后纵梁横向面配合连接部分。

车轮遮挡板122、123这实现车轮的布置空间。

中间板120后段设有后悬架安装支架端面限位折板124。后悬架安装支架端面限位折板124连接有后地板的后段125。后悬架安装支架端面限位折板124一方面对后悬架安装支架端面进行限位，同时还降低了地板后部的高度。后悬架安装支架端面限位折板124由两块板构成。

上述结构的前地板、左地板和右地板构成两侧低，中间高的地板结构形式，后地板的中间板120与前地板101高度相同，或它们之间有不超过5厘米的高度差。

上述所有的构成地板的板件即的厚度可依据不同的部位采用不同的厚度的板，即所述前地板、后地板、左地板和右地板之间的厚度不同。

如图3所示，与非承载的地板连接的悬架安装支架是分体式结构，包括前悬架安装支架200，后悬架安装支架240，以及独立横梁260。

前悬架安装支架200包括两根纵梁201、202，两根纵梁201、202之间连接有两个前横梁203、204；两根纵梁201、202上连接有前悬安装支座210、前上横臂安装座211。

如图5所示，前纵梁201、202与前地板与左右地板之间的支架安装槽111的侧板的前部连接，前横梁位于前地板与左右地板之间的支架安装槽之外。该实施例中前纵梁202的后段与支架安装槽111的侧板106及档板110连接，前纵梁202的后段与支架安装槽111的侧板106及档板113连接。两个前横梁203、204位于档板110、113之外，这里档板110、113也构成支架安装槽111的一部分。

如图3所示，独立横梁260包括梁体261，梁体两端的连接座262；两个连接座262分别与悬架安装支架安装槽的侧板105、106，梁体261与前地板101底面之间有间隙263(如图5所示)。

如图3所示，后悬架安装支架240包括两根后纵梁241、242，两后纵梁之间连接有两根后横梁243、244；两根后纵梁上设有后悬安装支座245、后上横臂安装座246、排气管固定支架247。

如图6所示，后纵梁242与悬架安装支架安装槽的侧板106的后段连接，后纵梁242与后地板102的中间板120一侧的后悬架安装支架安装限位折边板121连接；后纵梁241与悬架安装支架安装槽的侧板105的后段连接(图中未示)，后纵梁241与后地板102的中间板120另一侧的后悬架安装支架安装限位折边板连接。

两个后纵梁241、242的后端与后地板102的中间板120后段设有后悬架安装支架端面限位折板124连接。

上述后悬架安装支架的结构使得底板后部的结构紧凑，重心低。

上述的底板结构中，构成地板的各板件与车体内的空间构成全隔离的结构，形成全防护结构。

《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》是将由板件焊接拼合成的车身壳体与车身桁架结构的骨架连接而成，将板件焊接拼处设置在车身桁架结构的骨架梁处，并可在在桁架结构的骨架梁中填充吸能材料。

具体结构如图7所示，板件焊接拼合成的车身壳体300，与车身桁架结构的骨架400连接。车身桁架结构的骨架400包括侧竖向梁401，侧横向梁402，底纵梁403，底横梁404，顶纵梁405和顶横梁406，上述均为车身桁架结构的骨架梁，上述梁的排布多少根据车辆具体设计而确定，侧竖向梁401，侧横向梁402，底纵梁403，底横梁404，顶纵梁405和顶横梁406的结构形式可以相同也可以不同。

对于板件焊接拼合成的车身壳体的焊接缝冲击薄弱处的结构如图8所示，车身壳体板件301与车身壳体板件302之间焊件连接，焊缝303的位置正对应骨架梁，该实施例图中所示是侧竖向梁401处的车身壳体板件的结构，即车身壳体板件301与车身壳体板件302之间焊缝303的位置正好处于侧竖向梁401处；侧竖向梁401的结构包括梁翼402，梁翼402之间为槽形梁体403，两侧的两个梁翼402分别与车身壳体板件301与车身壳体板件302连接，车身壳体板件301与车身壳体板件302之间焊缝303处在槽形梁体403处；槽形梁体403内设有填充吸能材料500。填充吸能材料500可以是纤维增强材料；槽形梁体403内也可以设置在补充防护板件，补充防护板件可以是钢板。该实施例中槽形梁体403是“U”形槽。

构成车身壳体的其他的板件之间的焊缝也处在相应的骨架梁处。在此不一一累述。

上述车身壳体板件之间的焊缝与骨架梁的位置结构使得桁架结构的骨架梁与车体外壳板件之间形成一个封闭断面，既保证车体的结构强度，又针对焊缝处防冲击减弱部位提供二次防护能力。

为了增加车身壳体板件的其他薄弱部位的防冲击效果，还有一个方法就是在板件内和/或外连接有纤维增强材料或加强板。

该实施例如图9所示，以侧向的车身壳体板件405为例，加以说明：车身壳体板件405内壁粘结连接纤维增强材料407；车身壳体板件405上开设限位连接孔406，限位连接孔406与连接套410连接连；连接套410是开设有内螺纹孔的盲孔套；车身壳体板件405外壁设有加强板408；加强板408上开连接孔409，螺栓411穿过连接孔409与连接套410的内螺纹孔412连接。车身壳体板件405外壁还可以连接的是外挂组件，以增强局部的防冲击强度。

2016年12月7日，《基于复合承载式底板的桁架骨架薄壳结构的车体》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B

承压强含水层上采煤的底板突水事故是具有颇高水压的底板含水突发性地穿越了位于开采煤层与含水层之间的隔水岩层，并进入开采空间所造成的突水事故。此种突水是一种复杂的地质、开采现象，既有地质、构造的原因，也有开采工作的原因。分析表明，造成底板突水的原因与含水层上方原始导升带的高度，开采形成的底板裂隙带深度以及两带之间隔水岩层的抵抗下部承压水水压破坏的能力紧密相关。原始导升带和底板裂隙带的岩体已失去隔水性能，若开采空间通过该两带直接导通了承压水体，或者虽未直接导通，但在承压水水压的作用下，介于该两带之间的隔水保护层将遭到破坏，进而发展成为导通承压水的岩体，则开采空间将发生突水事故。