CN107206950A - 拉挤型梁以及制造装置和制造方法 - Google Patents

Abstract

本保险杠防撞梁包括将聚合物(例如，热固性聚合物，优选聚氨酯)拉挤到连续增强材料(优选碳纤维或玻璃纤维)中，所述增强材料包括织物，所述织物选择性地定位并围绕拐角延伸以获得改进的防撞强度。该梁优选地具有50％‑70％的贯穿整个部件相对均匀的纤维体积分数。可以使用弯曲的冷却支撑和/或梁设计以使冷却的梁具有弯起。

Description

拉挤型梁以及制造装置和制造方法

背景技术

本发明涉及由拉挤型增强聚合物材料制成的防撞梁，并且更具体地涉及一种具有相当大百分比的长的连续纤维增强材料并且针对防撞而优化使其适于用作车辆保险杠防撞梁的拉挤型梁。本发明还涉及用于制造梁的装置和方法。然而，本发明不被认为仅限于保险杠防撞梁，而是替代地被认为延伸到其他防撞梁以及诸如弯曲强度、拉伸强度、防撞强度、强度与重量比和/或依附性等性能很重要的其他产品。

现代车辆包括被设计成用于防撞强度但还被设计用于设计的低重量、高强度与重量比、前端美观性、最佳能量吸收、乘员安全、行人伤害减少、造型中的灵活设计以及许多其他因素的保险杠梁。值得注意的是，重量显著地影响行车里程，特别是考虑到保险杠梁的尺寸及保险杠梁在车辆轮胎前方的位置时，尤其如此。原始设备制造商(即车辆“OEM”)一直希望在性能改进和成本/质量优化方面达到新的水平。例如，不管材料的成本劣势，不管某些材料强度性能的损失，并且不管铝挤压方法和挤压组件的功能和物理限制，一些车辆OEM还是已经指定了由铝挤压成形制成的保险杠梁。

拉挤型组件在聚合物部分中包含高密度的非常长或连续的增强纤维，诸如40-50％或更多的增强材料。然而，由于若干原因，已知的拉挤方法和拉挤型聚合物部件未被OME接受用于制造保险杠防撞梁。例如，拉挤型材料在撞击时可能表现出不可接受的特性，诸如过早的灾难性故障(例如由沿增强纤维和聚合物材料流动线限定的线快速扩展的纵向延伸的裂纹造成的故障)、断裂前较低的总能量吸收和较低的最大能量吸收以及通常不可接受的力-偏移分布。此外，应当注意的是，拉挤方法倾向于相对较慢，部件可能是方法敏感的，而且该方法通常并不广为人知，也不被广泛使用。此外，拉挤型组件需要仔细的二次处理，必须小心以避免在建立梁附接部位时由于嵌入纤维的断裂和/或应力梯度的产生而导致性能的显著损失。此外，纤维的分布及其确切位置和取向可能难以控制。此外，难以使细长的拉挤型部分弯起(即纵向弯曲)。此外，在“自然”应力梯度的拐角处和其他位置处的防撞性能可能是成问题的。

发明内容

在本发明的一个方面，一种车辆保险杠系统包括：防撞梁，该防撞梁包括聚合物材料和嵌入到所述聚合物材料中的按体积计至少30％的纵向延伸的连续纤维增强材料，其中至少一些增强材料延伸所述梁的长度；以及附接结构，所述附接结构位于所述梁的端部上，用于将所述梁安装至车辆的车架滑轨。

在本发明的另一方面，一种适于防撞的梁包括：细长的防撞梁，所述细长的防撞梁包括至少40％的聚合物材料和延伸所述梁的长度的至少40％的连续增强材料，所述梁包括限定闭合部段的壁；以及附接结构，所述附接结构位于所述梁的端部上，用于将所述梁安装至车辆的框架。

在本发明的另一方面，一种保险杠防撞梁包括：至少包括聚合物材料和至少40％的增强材料的梁；所述增强材料包括纤维的丝束、粗纱和织物，所述梁包括其中壁限定拐角的截面，其中所述织物中的至少一个围绕拐角延伸。

在本发明的另一方面，一种保险杠防撞梁包括：梁，所述梁由聚合物材料和增强材料制成，并且包括限定具有宽度(W)和高度(H)的截面的壁；所述增强材料包括第一宽度大于W但小于H的至少一个第一织物，以及第二宽度约等于H的至少一个第二织物。

在本发明的另一方面，一种保险杠防撞梁包括：梁，所述梁由聚合物材料和增强材料制成，并且在处于车载位置时0包括限定具有宽度(W)和高度(H)的截面的前壁、后壁、顶壁和底壁；所述增强材料包括至少一个织物，所述至少一个织物完全跨过所述前壁延伸并延伸到所述顶壁和底壁上。

在本发明的另一方面，一种保险杠防撞梁包括：梁，所述梁由聚合物材料和延伸所述梁的长度的细长的增强材料制成，所述梁在处于车载位置时包括形成带有拐角的闭合部段的前壁、后壁、顶壁和底壁，以及在所述前壁和所述后壁之间延伸的至少一个内壁；所述增强材料的每个壁包括至少一个织物，所述至少一个织物延伸每个壁的整个宽度并且部分延伸到所述壁的相邻壁上。

在本发明的另一方面，一种方法包括：通过拉动增强材料穿过拉挤模具来拉挤连续梁，同时将拉挤聚合物注入到所述模具中，所述增强材料包括围绕由所述梁中的接合壁形成的拐角延伸的至少一些织物；将所述连续梁切割成保险杠防撞梁，所述保险杠防撞梁具有足以在车架纵梁(vehicle frame rail，车架梁)之间跨过车辆延伸的长度；以及在所述梁的端部上形成附接结构，所述附接结构包括用于接收保险杠附接紧固件的孔的图案。

在本发明的另一方面，一种方法包括以下步骤：拉挤连续的保险杆防撞梁，包括将聚合物注入到由连续纤维制成的细长的增强材料中，沿纵向方向拉长所述梁；以及在所述聚合物固定成永久固定形状之前，将所述梁形成为非线性形状。

通过研究以下说明书、权利要求书和所附附图，本领域技术人员将理解和认识到本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

图1是安装至车架纵梁的拉挤型保险杠梁的立体图。

图2是横向穿过图1的拉挤型梁的截面图。

图3是类似图2的截面图，但是增强纤维稍微分开以显示各种纤维、织物、粗纱和丝束的位置和宽度。

图4和图4A是类似图2的截面图，但是示出了延伸到顶壁和底壁上的织物的不同重叠状态，图4示出了少量重叠，且图4A示出了大量重叠。

图5是用于制造图1至图3的保险杠防撞梁的拉挤装置和方法的侧视图。

图6是示出峰值载荷对纤维体积分数的曲线图，示出了在约55％-60％的纤维体积分数处产生最大载荷能力，和在约50％-70％的纤维体积分数处产生75％的载荷能力，并且在约40％-80％处产生50％载荷能力。

图7-图7A是其中壁以90度连接的梁的拐角的局部截面图，图7示出了大部分梁，图7A是拐角的放大视图，从而更好地示出拐角处的壁厚。

图8是比较若干梁，包括基线卷成形钢梁、基线挤压型铝梁、(乙烯基酯树脂/玻璃纤维)第一增强材料聚合物梁以及(聚氨酯/碳纤维)第二增强材料聚合物梁，的力-位移曲线的曲线图。

图9是类似于图5的拉挤装置但是适于生产纵向弯曲(弯起)的拉挤型梁的拉挤装置的侧视图。

具体实施方式

本发明的保险杠防撞梁50(图1-图2)包括具有高密度连续增强材料70-91且其中大部分纤维延伸梁的长度的拉挤型聚合物材料。增强材料70-91是诸如通过使用织物、丝束、粗纱和束(bundle)以各种构造、位置和取向布置来实现所需的纤维体积密度、弯曲和强度特性以及抗裂性的纤维。所例示的拉挤型梁优选地包括分布和密度均匀的增强材料，包括至少约30％的纤维体积分数(FVF)(即细长增强纤维的体积除以纤维和聚合物的总面积)，或更优选地约40％至80％的FVF，以及最优选地至少约50％至70％的FVF。

如本文所使用的，词语“增强材料”旨在广泛地包括所有类型的长度延伸的增强纤维，诸如单个的纤维、扭曲束、织物、丝束、粗纱和/或其他布置。词语“织物”包括缝合或编织或以其他方式固定在一起以形成“片材”或纤维垫的纤维。应当注意的是，纤维体积分数(FVF)在拉挤型部件内的不同位置处可以变化，以用于获得最佳性能，诸如通过在拐角处和/或围绕拐角延伸地以及沿着壁(其中可能出现更多(或更少)应力或其中应力需要良好分布)放置更多或更少的纤维。当增强材料进入注射模具(也称为“拉挤模具”)时，增强材料通过引导件预先定位，从而将所述增强材料放置在拉挤型梁50中的策略(关键)位置，如下所讨论的。

梁50(图1)在梁的端部处包括附接结构，诸如用于将梁50附接至车架的孔100。可以设想的是，可以设置各种不同的附接结构。所例示的附接结构包括放置到(或延伸到或者附加或粘附至)梁50的端部中的板支架101，其中支架101中的螺孔与梁中的孔100对准。板支架101有助于分布应力，并且可以承载用于接合保持螺栓102的点焊螺母，保持螺栓延伸穿过孔100进入板支架和螺母中，以便将梁50附接至车架纵梁103。

如上所述，术语“增强材料”广泛地包括许多不同的增强材料和纤维类型和布置，诸如纤维丝束/粗纱、编织纤维、纤维织物(包括机织平面(woven-flat)、编织3D、带有芯的织物、定制织物、缝合织物、具有独特布置的混合织物或纤维织物的组合)以及其他纤维布置(诸如沿梁和/或在梁中放置的间歇放置的织物部段以优化防撞性能)。为了优化拐角强度和防撞性能，所例示的梁50包括其中纤维主要纵向并且连续地延伸梁50的长度的至少一个粗纱和围绕梁的截面的拐角延伸的至少一个织物。此外，优选的梁50包括至少一个织物，其中纤维包括以45度(或其他度)延伸的成角度的纤维和/或带有双轴向延伸的纤维，这有助于撞击时的应力分布。

当处于车载状态时所例示的拉挤型保险杠防撞梁50(图1-图2)包括相应地前壁51、后壁52、顶壁53、底壁54和中间壁55，其(图2)限定了具有三个纵向空腔的闭合部段。根据性能要求，梁可以包括更多或更少的空腔和壁。所例示的优选的梁50包括各种增强材料70-90，每种增强材料具有如所例示的各种宽度和形状。增强材料可以包括定位在轮廓周围的策略位置处(诸如在拐角处)的纤维91。例如，增强织物73、89和90沿壁52、53、54延伸并且稍微延伸到前壁51的端部上。织物71、79、80、81、82、72延伸前壁51的宽度但仅跨过前壁延伸。织物70仅延伸中间壁55的宽度。织物86、76、70自身对折，但仅延伸中间壁55的长度。织物78跨过中间壁55延伸并且部分地延伸到前壁51上以及部分地延伸到后壁52上。织物74跨过后壁52、上顶壁53和底壁54延伸，并且(向内)部分地延伸到前壁51上。

梁50(图1-图2)具有连续的截面形状(即，从前壁51到后壁52具有恒定的深度-宽度W，并且从顶壁53到底壁54具有恒定的高度H)。可替换地，可以设想的是，梁沿其长度在其宽度W或高度H方面可以是不均匀的。这可以通过在注射模具中或在下游轮廓模具中设置可移动部件来实现。此外，梁可以具有沿其长度变化的壁厚。在优选的形式中，保险杠防撞梁50包括具有限定竖直拐角的大致平坦的壁的截面，其中一些壁平行于车辆的前后方向延伸以形成本领域中通常所称的“剪力墙”。在这种情况下，由剪力墙与另一壁形成的拐角将优选地具有围绕每个这样的拐角延伸以用于应力分布的至少一个增强织物，以便在梁受到撞击或载荷时更好地分布应力。在更优选的形式中，增强材料包括至少两种不同的织物，每种织物具有取向不同的纤维，并且每种织物策略性地被放置以获得最佳梁性能。纤维可以是相同的材料(诸如碳纤维)，或者可以是不同材料(诸如碳纤维和玻璃纤维)的组合。

在优选的形式中，带有增强材料的梁(图3)被特别地设计成诸如通过降低应力梯级的数量或严重性以及通过具有在可能具有高应力的地方分布应力的属性来控制(“管理”)应力。例如，应力控制部分地通过梁，包括壁结构(其中不同的壁可以具有不同的厚度、非恒定的厚度或者包括诸如在附接部位处仅延伸较短距离的增强补片)以及拐角形状，设计完成。这还可以通过各种织物的位置和宽度并且通过增强材料的整体类型和布置来完成(参见图2)。还可以通过织物的边缘重叠量来完成。在图4中，示出了两个织物在顶壁53和底壁54处形成最小/短的重叠96(诸如1/2英寸左右)。在图4A中，示出了两个织物在顶壁53和底壁54上形成长的重叠97(取决于梁的尺寸，诸如1-1/2至2英寸左右)。还可以通过改变壁的厚度来帮助分布应力。参见图7和图7A，其中壁51和53形成竖直拐角，其中壁53在拐角附近具有更大的壁厚度维度D1，而在远离拐角处具有更薄的维度D2。例如，维度D1可以是3/8英寸或更大，而维度D2可以是1/4英寸或更小。

在一种形式中，本发明的创新梁(图1-图2)包括可拉挤的聚合物材料，诸如带有嵌入碳增强纤维的双组分热固性聚氨酯。双组分热固性聚氨酯材料和碳纤维增强材料是已知且市售的，这样本领域技术人员将理解并且可以获得这些产品。值得注意的是，双组分热固性聚氨酯在化学反应和固定(set up)之前具有较低的粘度，并且具有良好的浸润特性和增强粘合特性。所例示的带有嵌入碳纤维的双组分热固性聚氨酯的梁50优选地包括限定具有宽度(W)(即，当在车载位置从上方观察时)和高度(H)(即前视图中的竖直方向)的截面的壁。在本发明的一个方面，增强材料(图3)包括第一宽度大于梁宽度W但小于梁高度H的至少一个织物，以及第二宽度大于H的至少一个第二织物。

类似地，在另一最优选的形式中，梁50(图1-图2)包括聚合物材料和全长的细长增强材料；当处于车载位置时，该梁包括前壁、后壁、顶壁、底壁以及在前壁与后壁之间延伸的至少一个内壁。增强材料包括至少延伸前壁的整个高度的至少一个第一织物，至少跨过顶壁、后壁和底壁延伸的至少一个第二织物，以及至少延伸所述至少一个内壁的宽度的至少一个第三织物。(参见图3、图4和图4A。)通过使一个或多个织物完全跨过一些壁并且围绕拐角延伸到其他壁上，大大增强了梁的防撞强度。

用于形成本发明的梁的拉挤方法(装置149)(图5)包括保持连续增强材料70-91的卷的架150。增强材料70-91通过预成型引导件151(其还可以兼做布架151A)供给到赋予它们具体位置和取向的材料引导件152和154。可以使用预热器153在引导件152(和/或引导件154)处或其下游加热增强材料，以便当增强材料进入并通过拉挤模具155时有助于将聚合物均匀地涂覆并粘合至增强材料。增强材料70-91从引导件154延伸到拉挤模具155(还被称为“注射模具”)中，在该拉挤模具中从树脂供应罐156输送聚合物(还被称为“树脂”)。聚合物在压力下从树脂供应罐156以足够的压力和速率泵送到拉挤模具155中，以充分湿润和涂覆所有增强材料70-91，其中速率和压力以及增强材料速度足以在整个梁实现所需的纤维体积分数和所需的增强密度均匀性。如果需要，加热(例如加热器153A)并且优选地振动注射模具155，以确保所有增强材料的全部涂覆并确保双组分树脂的适当反应。拉动机构158包括一组或多组夹持器/夹具159和液压油缸160(还被称为“拉挤-承载车”)，它们协同作用以当从注射模具155拉出梁(梁从注射模具延伸)时支撑拉挤型连续梁162。拉动机构158提供将拉挤从拉挤模具155拉出的拉力，主要依赖于增强材料的强度(因为聚合物尚未完全固化)而这样做，并且需要足够的力以使拉挤方法有效地运行而这样做。当然，拉动机构158使用充分受限制的力进行拉动，使得其不会不期望地拉伸和拉长或扭曲连续的拉挤型梁162。拉挤型梁162继续远离拉挤模具155到达冷却站163上。一旦梁162被充分冷却以保持其形状，切断设备(诸如切断锯164)将连续的拉挤梁162切割成所需长度的梁50。

图8是截面相似的各种梁的力与偏移曲线的曲线图，包括FD线121-124。该图示出了使用碳纤维增强材料和双组分聚氨酯聚合物制成的拉挤型增强聚合物梁(线124)可以提供与挤压铝梁的力-位移曲线(线122)相似的强度，并且可以提供与钢卷成形的单支脚梁的位移曲线(线121)相似的强度。这是一个令人惊讶和意想不到的结果。使用乙烯基酯树脂聚合物树脂和玻璃纤维增强材料制成了相似截面尺寸的另一拉挤型试验梁(线123)。它提供了较低的力-偏移曲线(参见线123)，但是仍然应当注意的是，它可以成功地用于一些保险杠应用和一些梁应用中。此外，使用碳纤维和玻璃纤维的组合增强材料已经取得了一些成功。如本领域技术人员将理解的，通过使用增强材料类型的组合，可以将混合梁定制成具有所需的一组需要的力-偏移特性，同时还优化了混合梁的成本、重量、强度-对-重量以及其他特性。

在优选的形式中，本发明的拉挤型梁由约50％(或更少)的热固性聚氨酯聚合物材料和约50％(或更多)的连续碳纤维捆绑的织物/纤维70-90制成，并且至少在策略位置处提供约50％-70％的纤维体积分数(FVF)，以获得最佳梁强度。该FVF提供足够的聚合物材料来结合纤维获得最佳强度，同时保持纤维的最佳高百分比。如图6中由F-D曲线图所例示的，“过高”百分比的纤维将导致聚合物材料不足以达到良好的结合。相反，“过低”百分比的纤维将导致接近聚合物材料的较低梁强度。在本发明的创新梁中，策略性地放置多个不同的离散束和垫以获得最佳防撞性能和强度性能。图6的曲线图示出了载荷能力对纤维体积分数的分布，示出了在约55％-60％的纤维体积分数处产生最大载荷能力，在约50％-70％之间的纤维体积分数产生75％载荷能力，并且在约40％-80％之间产生50％载荷能力。

如上所述，可以设想的是，可以根据特定梁的功能设计要求使用不同的聚合物和增强纤维。例如，可以设想的是，可以使用其他纤维而不使用碳纤维，诸如芳族聚酰胺、玄武岩或玻璃纤维。此外，纤维(碳等)具有不同的等级和直径尺寸。此外，不同的编织垫和不同的垫位置将产生不同的梁性能。可以设想的是，除了聚氨酯之外，可以使用许多不同的热固性(或热塑性)材料。本发明的聚氨酯是双组分快速固化聚合物，其将在约5-30秒内固化成自保持形状，但是可以使用固化较慢的聚合物来优化拉挤方法，诸如如果出于控制的原因减慢拉挤方法。可以设想的是，增强材料可以包括不同类型的材料，诸如玻璃纤维在一个位置中，而碳纤维在其他(或相似)位置中。

值得注意的是，本发明的梁包含织物，织物的纤维被织造成与纵向方向成角度延伸。例如，织物的纤维可以与纵向方向成一角度(诸如45度或90度)延伸。这通过提供用于处理保险杠防撞梁经常碰到的非纵向应力和载荷的结构机构而提供了显著的强度和应力分布。例如，成角度的纤维提供了改进的梁强度，并且还降低了故障时纵向裂纹扩展的速度和趋势。此外，在织物和/或成角度的纤维跨过拐角和接合壁延伸的情况下，成角度的纤维远离拐角和接合壁传递应力。此外，织物可以用于高应力区域，在该高应力区域中，织物的纤维更好地适应于该位置处(诸如在附接部位处)的预期应力。此外，特别的织造和束组合和缝合可以在拉挤期间选择性地定位。通过选择性地使用织物，可以在梁的选定区域中提供额外的强度和局部区域特定的载荷抵抗。同时，低应力的区域可以“被调整”，以使成本和重量最小化，同时优化整个拉挤方法。

本发明的拉挤型梁50(图1)具有前壁51，其上凸缘57和下凸缘58分别在顶壁53上方和底壁54下方延伸。所例示的梁50具有典型的保险杠增强梁的截面维度，诸如约120mm高×40mm深(车载时的前后维度)，以及足以在车架纵梁尖端之间跨过车辆延伸的长度。壁厚度可以根据特定应用的需要而变化，但是例如可以在约1/12”至5/8”(约2mm-14mm)之间。所例示的织物70-91包括多个不同的宽度，诸如4.75”、7.25”、2.125”和3.0”，并且它们形成许多旨在优化梁性能的重叠和层叠布置。应当注意的是，织物70-90的层叠布置在拉挤方法期间被压实并且被聚合物完全涂覆，聚合物材料流过纤维的基质。这部分地由来自被注入到注射盒中的进入的聚合物材料的压力实现，但是当新形成的梁沿拉挤注射模具通过并穿出时，还通过挤压和潜在的振动来实现。重要的是，所有的纤维是均匀的并完全地被浸渍/涂覆以达到最佳的结合性能和材料性能。

在图8中，示出了相似外部维度的不同梁的力-偏移曲线。线121代表具有相似外部维度但由1500MPa抗拉强度钢材料制成的梁的FD曲线，并且该梁具有前壁、后壁、顶壁和底壁且该梁具有在其前壁与后壁之间延伸的单个内支脚且重量为3.5g/mm。线122代表具有相似外部维度的由挤压铝制成(由7003铝制成)的梁的FD曲线，该梁具有两个内壁，并且重量为2.6g/mm。线123代表具有相似外部维度的由乙烯基酯树脂和玻璃纤维增强材料制成(由聚乙烯-聚酯聚合物制成并且使用连续的玻璃纤维织物/粗纱)的梁的FD曲线。线124代表由带有嵌入的碳纤维垫和丝束的拉挤型聚氨酯(总体上相对接近于60％的纤维体积分数)制成的梁50的FD曲线，该梁具有两个内壁55，并且重量为1.9g/mm。

FD线的比较(图8)示出了线125(梁50)具有基本上等于线120-122的FD曲线，在22mm位移的撞击冲程处达到约30kN。应当注意的是，梁50的重量比钢梁(参见线121)的重量小46％，并且比铝梁(参见线122)的重量小25％。考虑到相似的梁强度，这被认为是令人惊讶和意想不到的。

图9例示出了经修改以形成具有非线性形状的梁(诸如曲线弯起梁50’)的拉挤方法(装置149A)。与图5相似的组件使用相同的数字来标识，但加上字母“A”。可以设想的是，弯起操作可以如图9所示在线或离线(当使用热固性聚合物材料时，在聚合物完全固化之前)执行。用于产生弯起梁的拉挤设备基本上与图5所示的相同，除了注射模具155A被成形为产生弯曲/弯起的拉挤型连续梁162A，并且冷却站163A被修改为在拉挤型连续梁162A冷却和固化时为其提供弯曲的支撑。用于生产弯曲的拉挤型产品的方法是已知的，诸如由Harvey的US 4,445,957所教导的。为了读者的利益并且为了参考，将Harvey的教导并入本文。

可以设想的是，梁的设计可以“有助于”将弯起并入到拉挤型梁的方法中。例如，梁壁和增强材料可以被设计成当聚合物材料固化、冷却和收缩时导致弯起。例如，如果梁的前壁比后壁厚，则较厚的前壁将以不同的速率冷却，并且在维度上收缩不同的量，可能导致在聚合物材料最终固化和固定期间在梁中出现自然弯起。在不同的壁之间增强密度和增强织物可以变化，以便也导致不同的维度收缩。如图所例示的，下游弯起过程在很大程度上包括当聚合物固化和冷却时随着梁50’自然弯曲而支撑该梁。例如，下游弯起机构可以包括冷却台的弯曲部分，该弯曲部分具体地被成形以在该梁冷却并固化以达到所需的曲率时支撑梁。此外，拉动机构可以在最终的固化和冷却过程中将梁50’压靠在台上，从而为梁50’的弯起提供更一致的维度精度。梁的最终曲率还可以通过控制拉挤型梁的不同侧面的温度下降而被影响。因此，可以做若干事情以将所需的弯起施加到梁50’中。

应当理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可以对上述结构进行变化和修改，并且还应当理解，这些概念旨在被所附权利要求覆盖，除非这些权利要求通过它们的语言明确地另有说明。

Claims (27)

1.一种车辆保险杠系统，包括：

防撞梁，包括聚合物材料和嵌入到所述聚合物材料中的按体积计至少30％的纵向延伸的连续纤维增强材料，其中至少一些所述增强材料延伸所述梁的长度；以及

附接结构，所述附接结构位于所述梁的端部上，用于将所述梁安装至车架纵梁。

2.根据权利要求1所述的保险杠系统，其中，所述增强材料包括至少40％的纤维体积分数。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的保险杠系统，其中，所述增强材料包括至少一个织物，所述至少一个织物围绕由所述梁中的一对接合壁形成的拐角延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的保险杠系统，其中，所述梁包括前壁和后壁以及顶壁和底壁和中间壁，所述顶壁和底壁和中间壁各自在所述前壁和后壁之间延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠系统，其中，所述梁为至少40％的聚合物材料和至少40％的增强材料。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的保险杠系统，其中，所述聚合物材料包括聚氨酯热固性材料、环氧树脂材料、聚酯材料和乙烯基酯材料中的至少一种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的保险杠系统，其中，所述聚合物材料和所述增强材料限定整个所述梁的在50％-70％之间的总纤维体积分数最优化。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的保险杠系统，其中，所述增强材料包括选自由碳、芳族聚酰胺、玄武岩、玻璃、Spectra^TM、Diolen^TM、Sylon^TM、Dynemma^TM、硼、陶瓷和天然纤维组成的组中的纤维。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的保险杠系统，其中，所述增强材料包括由片材构成的织物，所述片材选自以下中的至少一种：机织织物、缝合织物、其中具有缝合图案的定制织物、编织织物以及多材料混合织物。

10.根据权利要求9所述的保险杠系统，其中，所述织物包括非连续部段，所述非连续部段沿着并且围绕由所述梁限定的拐角策略性地放置以控制撞击时沿所述拐角的裂纹扩展。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的保险杠系统，其中，所述附接结构包括位于所述梁的端部处的孔图案。

12.一种适于防撞击的梁，包括：

细长的防撞梁，包括至少40％的聚合物材料和延伸所述梁的长度的至少40％的连续增强材料，所述梁包括限定闭合部段的壁；以及

附接结构，所述附接结构位于所述梁的端部上，用于将所述梁安装至车架。

13.根据权利要求12所述的梁，其中，所述闭合部段限定两个闭合空腔。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的梁，其中，所述增强材料包括至少一个织物，所述至少一个织物围绕由所述梁中的一对壁形成的拐角延伸。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的梁，其中，所述聚合物材料和所述增强材料限定整个所述梁的在50％-70％之间的总纤维体积分数最优化。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的梁，其中，所述增强材料包括由片材构成的织物，所述片材选自以下中的至少一种：机织织物、缝合织物、其中具有缝合图案的定制织物、编织织物以及多材料混合织物。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的梁，其中，所述附接结构包括位于所述梁的端部处的孔图案。

18.一种保险杠防撞梁，包括：

至少包括聚合物材料和至少40％的增强材料的梁；所述增强材料包括纤维的粗纱和织物，所述梁包括带有限定拐角的壁的截面，其中所述织物中的至少一个围绕所述拐角延伸。

19.根据权利要求18所述的保险杠防撞梁，其中，所述织物中的至少一个包含主要沿所述梁的长度延伸的第一纤维和在不平行于所述长度的方向上延伸的第二纤维，使得所述第一纤维和所述第二纤维具有不同的取向。

20.一种保险杠防撞梁，包括：

梁，所述梁由聚合物材料和增强材料制成并且包括限定具有宽度(W)和高度(H)的截面的壁；

所述增强材料包括至少一个第一织物和至少一个第二织物，所述至少一个第一织物具有大于W但小于H的第一宽度，所述至少一个第二织物具有约等于H的第二宽度。

21.根据权利要求20所述的保险杠防撞梁，其中，所述增强材料包括至少一个第三织物，所述至少一个第三织物具有大于H但小于或等于W+2H的第三宽度。

22.一种保险杠防撞梁，包括：

梁，所述梁由聚合物材料和增强材料制成，并且当处于车载位置时包括限定具有宽度(W)和高度(H)的截面的前壁、后壁、顶壁和底壁；

所述增强材料包括至少一个织物，所述至少一个织物完全跨过所述前壁延伸并延伸到所述顶壁和底壁上。

23.根据权利要求22所述的保险杠防撞梁，其中，所述梁包括中间壁，所述中间壁在所述前壁和所述后壁之间延伸，并且位于所述顶壁和所述底壁之间，并且其中所述增强材料包括至少一第二织物，所述至少一第二织物完全跨过所述中间壁延伸并且部分延伸到所述前壁和所述后壁中的至少一个上。

24.根据权利要求22至23中任一项所述的保险杠防撞梁，其中，所述增强材料包括第一纤维材料的第一织物，所述第一织物跨过所述前壁延伸并延伸到所述顶壁和所述底壁上，并且所述增强材料包括第二纤维材料的第二织物，所述第二织物跨过所述后壁延伸并延伸到所述顶壁和所述底壁上，所述第一织物和所述第二织物包括在所述顶壁以及在所述底壁上的重叠部分。

25.一种保险杠防撞梁，包括：

梁，所述梁由聚合物材料和延伸所述梁的长度的细长的增强材料制成，所述梁当处于车载位置时包括形成带有拐角的闭合部段的前壁、后壁、顶壁和底壁，以及在所述前壁和所述后壁之间延伸的至少一个内壁；

所述增强材料在每个壁中包括至少一个织物，所述至少一个织物延伸每个壁的整个宽度并且部分延伸到所述壁的相邻壁上。

26.一种方法，包括：

通过拉动增强材料穿过拉挤模具同时将拉挤聚合物注入到所述模具中来拉挤连续梁，所述增强材料包括围绕由所述梁中的接合壁形成的拐角延伸的至少一些织物；

将所述连续梁切割成保险杠防撞梁，所述保险杠防撞梁具有足以在车架纵梁之间跨过车辆延伸的长度；以及

在所述梁的端部上形成附接结构，所述附接结构包括用于接收保险杠附接紧固件的孔图案。

27.一种方法，包括以下步骤：

拉挤连续的保险杠防撞梁，包括将聚合物注入由连续纤维制成的细长的增强材料中，所述梁沿纵向方向被拉长；以及

在所述聚合物固定成永久固定形状之前，将所述梁形成为非线性形状。