汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種碰撞沖力阻尼領(lǐng)域的汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)，本體與汽車(chē)的前縱梁相連，拖鉤塊與填充泡沫包覆于本體的內(nèi)部，本體包括：兩個(gè)對(duì)稱(chēng)位于后側(cè)面的兩側(cè)且分別與汽車(chē)的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域、位于前側(cè)面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域、位于上側(cè)面、下側(cè)面和后側(cè)面且三個(gè)面連續(xù)設(shè)置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域、兩個(gè)分別位于后側(cè)面且分別連接一個(gè)背板區(qū)域和第二抗擊區(qū)域用于實(shí)現(xiàn)拖鉤塊預(yù)埋的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，以及位于兩端部且各個(gè)側(cè)面邊界分別與背板區(qū)域、第一抗擊區(qū)域和第二抗擊區(qū)域相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域。本發(fā)明能夠提高汽車(chē)的耐撞安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種碰撞沖力阻尼領(lǐng)域的裝置，具體是一種汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)、環(huán)境保護(hù)和安全問(wèn)題的日益突出，汽車(chē)的輕量化和高性能設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)前汽車(chē)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為汽車(chē)車(chē)身的重要組成部分，保險(xiǎn)杠系統(tǒng)是汽車(chē)正面碰撞時(shí)主要的吸能構(gòu)件之一，當(dāng)汽車(chē)發(fā)生低速碰撞時(shí)，保護(hù)汽車(chē)其它零部件以及行人和駕乘人員的安全。當(dāng)車(chē)體進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境后，汽車(chē)需要通過(guò)拖鉤借助外力走出困境。所以，作為拖鉤的安裝基礎(chǔ)，保險(xiǎn)杠系統(tǒng)需要具備足夠的強(qiáng)度，以使車(chē)體盡快脫離險(xiǎn)境。除此之外，保險(xiǎn)杠系統(tǒng)還需要滿足NVH的要求。因此，保險(xiǎn)杠的性能對(duì)整車(chē)性能有重要影響。
[0003]經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào)CN101134451，
【公開(kāi)日】2008_3_5，記載了一種車(chē)輛保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)，潰縮盒、保險(xiǎn)杠梁、能量吸收部件、保險(xiǎn)杠罩。上述潰縮盒，其車(chē)寬方向內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)壁的前后方向剛性，高于其車(chē)寬方向外側(cè)的外側(cè)壁的前后方向剛性。但該現(xiàn)有技術(shù)主要針對(duì)金屬材料的保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該結(jié)構(gòu)由多個(gè)金屬零部件以及能量吸收部件組成。金屬零部件之間通過(guò)焊接技術(shù)連接；能量吸收部件位于保險(xiǎn)杠的外部，通過(guò)連接技術(shù)安裝在保險(xiǎn)杠上。該結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，整體性差。由于焊接工藝的要求，需要在零件的邊緣設(shè)計(jì)凸緣結(jié)構(gòu)。凸緣結(jié)構(gòu)將增加保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)的重量，不利于汽車(chē)的輕量化設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)，整體性好、質(zhì)量輕、剛度高、低速碰撞吸能特性好、抵抗變形和破壞能力強(qiáng)，能夠提高汽車(chē)的耐撞安全性。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括:本體、拖鉤塊和填充泡沫，其中:本體與汽車(chē)的前縱梁相連，拖鉤塊與填充泡沫包覆于本體的內(nèi)部，本體包括:兩個(gè)對(duì)稱(chēng)位于后側(cè)面的兩側(cè)且分別與汽車(chē)的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域、位于前側(cè)面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域、位于上側(cè)面、下側(cè)面和后側(cè)面且三個(gè)面連續(xù)設(shè)置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域、兩個(gè)分別位于后側(cè)面且分別連接一個(gè)背板區(qū)域和第二抗擊區(qū)域用于實(shí)現(xiàn)拖鉤塊預(yù)埋的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，以及位于兩端部且各個(gè)側(cè)面邊界分別與背板區(qū)域、第一抗擊區(qū)域和第二抗擊區(qū)域相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域。
[0006]所述的本體中的厚度分布從大到小的順序依次為:背板區(qū)域以及平臺(tái)結(jié)構(gòu)，吸收區(qū)域以及第一抗擊區(qū)域，第二抗擊區(qū)域。厚度分布考慮不同區(qū)域承載的載荷形式的不同以及碳纖維復(fù)合材料性能的拉壓非對(duì)稱(chēng)性特點(diǎn)。
[0007]所述的拖鉤塊包括:設(shè)置于平臺(tái)結(jié)構(gòu)中用于傳遞牽引載荷至本體的前部結(jié)構(gòu)和后部結(jié)構(gòu)，用于與拖鉤連接以承載和傳遞牽引載荷的套筒結(jié)構(gòu)，其中:套筒結(jié)構(gòu)包括一體成型的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒通過(guò)內(nèi)部的螺紋與拖鉤連接以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的牽引，外筒的兩端分別與前部結(jié)構(gòu)和后部結(jié)構(gòu)連接以實(shí)現(xiàn)牽引載荷的傳遞用于牽引車(chē)輛。
[0008]所述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)包括右側(cè)平臺(tái)和左側(cè)平臺(tái)，其中，右側(cè)平臺(tái)預(yù)埋拖鉤塊，右側(cè)平臺(tái)的尺寸與預(yù)埋的拖鉤塊的尺寸相符合，左側(cè)平臺(tái)為結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)平臺(tái)。
[0009]本發(fā)明的保險(xiǎn)杠整體為一體式結(jié)構(gòu)，在本體成型時(shí)整體成型。具有整體性好、質(zhì)量輕、剛度高、碰撞吸能特性好、抵抗變形和破壞能力強(qiáng)，提高汽車(chē)的耐撞安全性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的分解圖；
[0012]圖3a為本體的前側(cè)立體視圖，圖3b為本體的后側(cè)立體視圖；
[0013]圖4為本體的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0014]圖中:a為結(jié)構(gòu)示意圖；b為圖4a中A-A剖面示意圖；c為圖4a中B-B剖面示意圖；
[0015]圖5為拖鉤塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為套筒結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7為拖鉤塊在本體中位置的剖視圖；
[0018]圖8為填充泡沫的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0020]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括:本體1、拖鉤塊2、填充泡沫3，其中:本體I的背部與汽車(chē)的前縱梁相連，拖鉤塊2位于本體I的右側(cè)，通過(guò)預(yù)埋的方式，與填充泡沫3 —起包覆在本體I內(nèi)部，在本體I加工成型時(shí)，通過(guò)物理化學(xué)作用產(chǎn)生界面層，實(shí)現(xiàn)與本體I的連接。如圖3a、圖3b所示，本體I為一體式碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，包括:兩個(gè)對(duì)稱(chēng)位于后側(cè)面的兩側(cè)且分別與汽車(chē)的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域4、位于前側(cè)面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域5、位于上側(cè)面、下側(cè)面和后側(cè)面且三個(gè)面連續(xù)設(shè)置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域6、兩個(gè)分別位于后側(cè)面且分別連接一個(gè)背板區(qū)域4和第二抗擊區(qū)域6用于拖鉤塊2預(yù)埋的平臺(tái)結(jié)構(gòu)7，以及位于兩端部且各個(gè)側(cè)面邊界分別與背板區(qū)域4、第一抗擊區(qū)域5和第二抗擊區(qū)域6相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域8 ；
[0021]如圖4所示，所述的承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域4和平臺(tái)結(jié)構(gòu)7的厚度最大，吸收碰撞能量的吸收區(qū)域8和抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域5的厚度居中，抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域6厚度最小，厚度分布主要是考慮不同區(qū)域承載的載荷形式的不同以及碳纖維復(fù)合材料性能的拉壓非對(duì)稱(chēng)性特點(diǎn)；
[0022]如圖5、圖6和圖7所示,所述的拖鉤塊2包括:用于傳遞牽引載荷至本體I的前部結(jié)構(gòu)9和后部結(jié)構(gòu)10，用于與拖鉤連接以承載和傳遞牽引載荷的套筒結(jié)構(gòu)11，其中:套筒結(jié)構(gòu)11包括一體成型的內(nèi)筒12和外筒13，內(nèi)筒12通過(guò)內(nèi)部的螺紋與拖鉤連接以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的牽引，外筒13的兩端分別與前部結(jié)構(gòu)9和后部結(jié)構(gòu)10連接以實(shí)現(xiàn)牽引載荷的傳遞用于牽引車(chē)輛。材料為招合金，外筒13、前部結(jié)構(gòu)9和后部結(jié)構(gòu)10分別為焊接,前部結(jié)構(gòu)9和后部結(jié)構(gòu)10為沖壓成型，套筒結(jié)構(gòu)11為銑削加工。
[0023]所述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)7包括右側(cè)平臺(tái)7a和左側(cè)平臺(tái)7b，其中，右側(cè)平臺(tái)7a用于實(shí)現(xiàn)拖鉤塊預(yù)埋的要求，右側(cè)平臺(tái)7a的尺寸與預(yù)埋的拖鉤塊2的尺寸相符合，左側(cè)平臺(tái)7b結(jié)構(gòu)是為了滿足保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)整體的對(duì)稱(chēng)性。
[0024]為了保證保險(xiǎn)杠整體的脫模，本體I外表面圓角半徑不小于6mm。
[0025]如圖8所示，所述的填充泡沫3的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足拖鉤塊2的布置以及本體I不同區(qū)域厚度分布的要求，以配合拖鉤塊2以及本體I。填充泡沫3的材料為聚氨酯泡沫。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車(chē)用碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:本體、拖鉤塊和填充泡沫，其中:本體與汽車(chē)的前縱梁相連，拖鉤塊與填充泡沫包覆于本體的內(nèi)部，本體包括:兩個(gè)對(duì)稱(chēng)位于后側(cè)面的兩側(cè)且分別與汽車(chē)的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域、位于前側(cè)面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域、位于上側(cè)面、下側(cè)面和后側(cè)面且三個(gè)面連續(xù)設(shè)置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域、兩個(gè)分別位于后側(cè)面且分別連接一個(gè)背板區(qū)域和第二抗擊區(qū)域用于實(shí)現(xiàn)拖鉤塊預(yù)埋的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，以及位于兩端部且各個(gè)側(cè)面邊界分別與背板區(qū)域、第一抗擊區(qū)域和第二抗擊區(qū)域相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的本體中的厚度分布從大到小的順序依次為:背板區(qū)域以及平臺(tái)結(jié)構(gòu)，吸收區(qū)域以及第一抗擊區(qū)域，第二抗擊區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的拖鉤塊包括:設(shè)置于平臺(tái)結(jié)構(gòu)中用于傳遞牽引載荷至本體的前部結(jié)構(gòu)和后部結(jié)構(gòu)，用于與拖鉤連接以承載和傳遞牽引載荷的套筒結(jié)構(gòu)，其中:套筒結(jié)構(gòu)包括一體成型的內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒通過(guò)內(nèi)部的螺紋與拖鉤連接以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的牽引，外筒的兩端分別與前部結(jié)構(gòu)和后部結(jié)構(gòu)連接以實(shí)現(xiàn)牽引載荷的傳遞用于牽引車(chē)輛。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)包括右側(cè)平臺(tái)和左側(cè)平臺(tái)，其中，右側(cè)平臺(tái)預(yù)埋拖鉤塊，右側(cè)平臺(tái)的尺寸與預(yù)埋的拖鉤塊的尺寸相符合，左側(cè)平臺(tái)為結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)平臺(tái)。
【文檔編號(hào)】B60R19/03GK103950418SQ201410186012
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】朱平, 盧家海, 籍慶輝, 馮奇, 何健, 張曉紅, 萬(wàn)黨水 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)