本公開涉及復(fù)合材料連接技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)及車輛。
背景技術(shù)：
汽車輕量化技術(shù)是為新能源汽車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車節(jié)省能源消耗、降低環(huán)境污染的有效技術(shù)途徑之一。權(quán)威研究顯示，若汽車整車重量降低10％，燃油效率可提高6％-8％；汽車整備質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升。從行駛性能和碰撞安全性方面來看，汽車輕量化后加速性提高，制動(dòng)距離減小，碰撞時(shí)慣性減小，車輛控制靈敏性、穩(wěn)定性、噪聲振動(dòng)方面也均有改善。近年來，碳纖維復(fù)合材料以獨(dú)特的輕量化效果、高比剛度及高比強(qiáng)度成為汽車工業(yè)領(lǐng)域的輕量化主流技術(shù)趨勢。
隨著汽車碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的日益廣泛，汽車復(fù)合材料部件和金屬部件之間連接緊固的問題日益突出，汽車行業(yè)中傳統(tǒng)的金屬零部件之間的連接方式已不能適應(yīng)客觀應(yīng)用的需求。
目前，汽車碳纖維部件和金屬部件連接裝配中，膠接配合螺栓連接為主流方式，但是這種方式的成本不夠低廉，生產(chǎn)節(jié)拍較慢，競爭力不強(qiáng)，且因異種材料熱膨脹系數(shù)不同存在熱膨脹變形風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本公開的目的是提供一種復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)可以解決現(xiàn)有的復(fù)合材料部件與金屬部件熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的連接結(jié)構(gòu)熱膨脹變形的技術(shù)問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開提供一種復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)包括形成在所述復(fù)合材料部件上的第一通孔，形成在所述金屬部件上的第二通孔，以及穿過所述第一通孔和所述第二通孔的緊固件，其中，所述第一通孔的直徑大于所述第二通孔的直徑。
可選地，所述第一通孔與所述第二通孔的直徑之差為1-4mm。
可選地，所述復(fù)合材料部件上形成有多個(gè)所述第一通孔，多個(gè)所述第一通孔在所述復(fù)合材料部件上均勻分布，所述金屬部件上形成有與所述第一通孔一一對應(yīng)的所述第二通孔。
可選地，所述復(fù)合材料部件與所述金屬部件之間設(shè)有粘結(jié)層。
可選地，所述粘結(jié)層含有結(jié)構(gòu)膠黏劑。
可選地，所述緊固件為抽芯鉚釘。
可選地，所述抽芯鉚釘形成有直徑不相等的大頭端和小頭端，所述抽芯鉚釘沿復(fù)合材料部件到金屬部件的方向穿過所述第一通孔和所述第二通孔，以使所述大頭端固定于所述復(fù)合材料部件上，且所述小頭端固定于所述金屬部件上。
可選地，所述復(fù)合材料部件為碳纖維復(fù)合材料部件。
本公開還提供一種車輛，該車輛包括具有如上所述的復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)的部件。
通過上述技術(shù)方案，本公開通過擴(kuò)大形成在復(fù)合材料部件上的通孔，使其直徑大于形成在金屬部件上的通孔，并使緊固件穿過上述通孔形成了復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)能夠改善環(huán)境溫度劇烈變化時(shí)由于復(fù)合材料和金屬的熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致的連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱變形的狀況，極大地提高了復(fù)合材料部件和金屬部件連接結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)提高了裝配穩(wěn)定性和成品率。
本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本公開的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：
圖1是本公開提供的復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明
1 復(fù)合材料部件 2 粘結(jié)層
3 金屬部件 4 緊固件
5 第一通孔 6 第二通孔
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。
如圖1所示，本公開提供一種復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)包括形成在所述復(fù)合材料部件1上的第一通孔5，形成在所述金屬部件3上的第二通孔6，以及穿過所述第一通孔5和所述第二通孔6的緊固件4，其中，所述第一通孔5的直徑大于所述第二通孔6的直徑。
本公開通過擴(kuò)大形成在復(fù)合材料部件上的通孔，使其直徑大于形成在金屬部件上的通孔，并使緊固件穿過上述通孔形成了復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)能夠改善環(huán)境溫度劇烈變化時(shí)由于復(fù)合材料和金屬的熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致的連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱變形的狀況，極大地提高了復(fù)合材料部件和金屬部件連接結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)提高了裝配穩(wěn)定性和成品率。
根據(jù)本公開，第一通孔5與第二通孔6的直徑大小可以根據(jù)復(fù)合材料部件1和金屬部件3的大小和裝配需要進(jìn)行調(diào)整，第一通孔5和第二通孔6的直徑之差也可以在很大范圍內(nèi)變化，在保證復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)裝配穩(wěn)定性的前提下，為了進(jìn)一步改善連接結(jié)構(gòu)的熱變形問題，優(yōu)選地，第一通孔5與第二通孔6的直徑之差可以為1-4mm。
如圖1所示，為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料部件1與金屬部件3連接結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度，優(yōu)選情況下，復(fù)合材料部件1上可以形成有多個(gè)上述第一通孔5，多個(gè)第一通孔5可以在復(fù)合材料部件1上均勻分布，金屬部件3上可以形成有與第一通孔5一一對應(yīng)的第二通孔6。
優(yōu)選地，如圖1所示，復(fù)合材料部件1與所述金屬部件3之間可以設(shè)有粘結(jié)層2，上述粘結(jié)層2可以進(jìn)一步提高復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度和耐久性。
進(jìn)一步優(yōu)選地，粘結(jié)層2可以含有結(jié)構(gòu)膠黏劑，該結(jié)構(gòu)膠黏劑可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的可用于復(fù)合材料與金屬材料粘結(jié)的常規(guī)種類，優(yōu)選為聚氨酯結(jié)構(gòu)膠黏劑、丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑和環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠黏劑中的至少一種，更優(yōu)選為聚氨酯結(jié)構(gòu)膠黏劑。
為了提高上述復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率，簡化裝配過程，優(yōu)選地，上述連接結(jié)構(gòu)中的緊固件4可以為抽芯鉚釘。采用抽芯鉚釘?shù)倪B接結(jié)構(gòu)自動(dòng)化生產(chǎn)節(jié)拍可低至0.7-1.5秒，并且還具有生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
在本公開優(yōu)選的一種具體實(shí)施方式中，如圖1所示，抽芯鉚釘可以形成有直徑不相等的大頭端和小頭端，抽芯鉚釘沿復(fù)合材料部件1到金屬部件3的方向穿過第一通孔5和第二通孔6，以使大頭端固定于復(fù)合材料部件1上，且小頭端固定于金屬部件3上。在上述優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，抽芯鉚釘不易從第一通孔5或第二通孔6中滑脫，上述連接結(jié)構(gòu)的裝配穩(wěn)定性更高，同時(shí)，從直徑較大的第一通孔5一側(cè)進(jìn)行裝配有利于通過第一通孔5觀察第二通孔6的狀態(tài)，在第一通孔5與第二通孔6未完全對正的情況下，也能夠完成裝配，提高連接結(jié)構(gòu)的成品率。
根據(jù)本公開，上述復(fù)合材料部件1可以為常規(guī)種類的車用復(fù)合材料部件，例如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件，優(yōu)選地，為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料部件的力學(xué)性能、降低生產(chǎn)成本，復(fù)合材料部件1可以為碳纖維復(fù)合材料部件。
上述復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)的裝配方法可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在本公開優(yōu)選的一種具體實(shí)施方式中，該方法可以包括：
(1)在復(fù)合材料部件1和金屬部件3的連接處分別鉆孔以形成第一通孔5和第二通孔6，且第一通孔5和第二通孔6的直徑差為1-4mm；
(2)對復(fù)合材料部件1的連接面進(jìn)行清潔、機(jī)械打磨及干燥處理；
(3)在復(fù)合材料部件1和金屬部件3的連接面涂覆結(jié)構(gòu)膠粘劑以形成粘結(jié)層2，并施加垂直于粘結(jié)層2的夾持力以提高粘結(jié)層2與復(fù)合材料部件1和金屬部件3的連接強(qiáng)度；
(4)使抽芯鉚釘沿復(fù)合材料部件1到金屬部件3的方向穿過第一通孔5和第二通孔6，使用鉚釘槍鉚接，以使抽芯鉚釘在金屬部件3上形成小頭端并固定，同時(shí)抽芯鉚釘?shù)拇箢^端固定于復(fù)合材料部件1上，從而形成上述復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)。
本公開還提供一種車輛，該車輛包括具有如上所述的復(fù)合材料部件與金屬部件連接結(jié)構(gòu)的部件。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本公開的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。