CN110203289B - 一种碳纤维复合材料门槛梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料门槛梁，包括门槛梁本体、泡沫夹心和外壳体，所述门槛梁本体由外壳体和设置在外壳体内部的泡沫夹心组成，所述外壳体由炭纤维复合材料制成，所述外壳体为矩形内部中空结构，所述泡沫夹心沿长度方向的两端分别设置有第一金属连接加强件和第三金属连接加强件。本发明中，该碳纤维复合材料门槛梁，将门槛梁本体设计成为单独的外面包覆连续纤维增强的复合材料层合板，空腔内填充泡沫夹心，这样的结构时间，在保证了门槛梁本体的强度的同时，可以降低其自身重力，从而可以降低整车的重量，并且设计闭口剖面的门槛梁本体，门槛梁本体空腔内填充轻质泡沫夹心，以提高整体刚度，以及易于门槛梁本体的成型。

Description

一种碳纤维复合材料门槛梁

技术领域

本发明涉及车架组件技术领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料门槛梁。

背景技术

车架一般由纵梁和横梁组成。其形式主要有边梁式和中梁式两种，边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架，纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽型，也有的做成Z形或箱型。很据汽车形式的不同和结构布置的要求，纵梁可以在水平面内或纵平面内做成弯曲的，以及等断面或非等断面的，横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑汽车上的主要部件，通常载货车有5～6根横梁，有时会更多。边梁式车架的结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。

碳纤维复合材料，应用于汽车车身结构，可大幅度降低车身重量，但碳纤维复合材料有着与金属截然不同材料和工艺成型特性，对于碳纤维车身设计，如果按照传统的汽车设计方法，会存在一些工艺难度大，制造成本高，且无法最大限度发挥碳纤维自身优势的问题，因此，需要将汽车具体部位的结构特点和碳纤维易于低成本制造实现想结合考虑。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种碳纤维复合材料门槛梁。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种碳纤维复合材料门槛梁，包括门槛梁本体、泡沫夹心和外壳体，所述门槛梁本体由外壳体和设置在外壳体内部的泡沫夹心组成；

所述外壳体由炭纤维复合材料制成，所述外壳体为矩形内部中空结构；

所述泡沫夹心沿长度方向的两端分别设置有第一金属连接加强件和第三金属连接加强件，所述泡沫夹心中段位置处设置有第二金属连接加强件；

所述第一金属连接加强件、第二金属连接加强件和第三金属连接加强件与泡沫夹心的连接方式均为通过碳纤维预浸料或者纤维布将预先安放好第一金属连接加强件、第二金属连接加强件和第三金属连接加强件的泡沫夹心缠绕包覆方式制作预成形体，再通过预浸料热压管、预浸料加压带压或者RTM等工艺成型。

优选的，所述第一金属连接加强件和第二金属连接加强件之间通过螺纹杆螺纹连接，所述泡沫夹心的中心处开设有配合螺纹杆使用的圆柱形孔洞。

优选的，所述门槛梁本体的上表面通过第一胶层和第二胶层分别粘接有侧围外板和侧围内板，所述门槛梁本体沿长度方向的一侧表壁上，位于侧围内板的下方通过第三胶层粘接固定有地板。

优选的，所述侧围外板和侧围内板关于门槛梁本体的竖直中线相互对称。

优选的，所述第二金属连接加强件的横截面为竖直方向的倒凹型结构。

优选的，所述地板竖直方向的截面为水平方向的到L型结构，且地板的水平端与门槛梁本体相互垂直，地板的竖直端与门槛梁本体相互贴合。

优选的，所述侧围外板、侧围内板和地板的长度均与门槛梁本体的长度相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:

1、本发明中，该碳纤维复合材料门槛梁，将门槛梁本体设计成为单独的外面包覆连续纤维增强的复合材料层合板，空腔内填充泡沫夹心，这样的结构设计，在保证了门槛梁本体的强度的同时，可以降低其自身重力，从而可以降低整车的重量，并且设计闭口剖面的门槛梁本体，门槛梁本体空腔内填充轻质泡沫夹心，以提高整体刚度，以及易于门槛梁本体的成型。

2、本发明中，该碳纤维复合材料门槛梁，对于门槛梁本体和A、B、C柱的连接区域，门槛梁本体内部布置有第一金属连接件、第二金属连接件和第三金属连接件，进一步确保连接强度。

3、本发明中，该碳纤维复合材料门槛梁，侧围内板、侧围外板及地板，均通过粘接方式，与门槛梁本体连接，这样粘接的方式，连接方便，且无需在门槛梁本体在上开设连接孔洞，进一步的保证了门槛梁本体的强度。

附图说明

图1为本发明提出的一种碳纤维复合材料门槛梁的结构示意图；

图2为本发明提出的一种碳纤维复合材料门槛梁的泡沫夹心的示意图；

图3为本发明提出的一种碳纤维复合材料门槛梁的第一书记连接加强件和第二金属连接加强件的连接示意图；

图4为本发明提出的一种碳纤维复合材料门槛梁与侧围外板、侧围内板及地板的连接结构示意图；

图5为本发明提出的一种碳纤维复合材料门槛梁与侧围外板、侧围内板及地板连接结构的截面图。

图例说明：

1、门槛梁本体；2、泡沫夹心；3、外壳体；4、第一金属连接加强件；5、第二金属连接加强件；6、第三金属连接加强件；7、螺纹杆；8、侧围外板；9、侧围内板；10、地板；11、第一胶层；12、第二胶层；13、第三胶层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：参照图1-5，一种碳纤维复合材料门槛梁，包括门槛梁本体1、泡沫夹心2和外壳体3，门槛梁本体1由外壳体3和设置在外壳体3内部的泡沫夹心2组成，外壳体3由炭纤维复合材料制成，外壳体3为矩形内部中空结构，泡沫夹心2沿长度方向的两端分别设置有第一金属连接加强件4和第三金属连接加强件6，泡沫夹心2中段位置处设置有第二金属连接加强件5，第一金属连接加强件4、第二金属连接加强件5和第三金属连接加强件6与泡沫夹心2的连接方式均为通过碳纤维预浸料或者纤维布将预先安放好第一金属连接加强件4、第二金属连接加强件5和第三金属连接加强件6的泡沫夹心2缠绕包覆方式制作预成形体，再通过预浸料热压管、预浸料加压带压或者RTM等工艺成型。

实施例二：参照图2-3，第一金属连接加强件4和第二金属连接加强件5之间通过螺纹杆7螺纹连接，泡沫夹心2的中心处开设有配合螺纹杆7使用的圆柱形孔洞，第二金属连接加强件5的横截面为竖直方向的倒凹型结构，螺纹杆7的设置，用于辅助支撑固定第一金属连接加强件4和第三金属连接加强件6，提高其强度和设置在泡沫夹心2固定的稳定性，其次螺纹杆7配合第一金属连接加强件4和第三金属连接加强件6的设置，可以提高门槛梁本体1的整体强度。

实施例三：参照图4-5，门槛梁本体1的上表面通过第一胶层11和第二胶层12分别粘接有侧围外板8和侧围内板9，门槛梁本体1沿长度方向的一侧表壁上，位于侧围内板9的下方通过第三胶层13粘接固定有地板10，侧围外板8和侧围内板9关于门槛梁本体1的竖直中线相互对称，地板10竖直方向的截面为水平方向的到L型结构，且地板10的水平端与门槛梁本体1相互垂直，地板10的竖直端与门槛梁本体1相互贴合，侧围外板8、侧围内板9和地板10的长度均与门槛梁本体1的长度相等，侧围内板9、侧围外板8及地板10，均通过粘接方式，与门槛梁本体1连接，这样粘接的方式，连接方便，且无需在门槛梁本体1上开设连接孔洞，保证了门槛梁本体1的强度

工作原理：使用时，首先可以将门槛梁本体1安装固定在车架内，通过连接件与汽车的A、B、C柱进行连接，然后通过第一胶层11和第二胶层12分别粘接侧围外板8和侧围内板9，通过第三胶层13粘接固定地板10，此时便完成了该碳纤维复合材料门槛梁的安装固定，便可以使用了。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碳纤维复合材料门槛梁，包括门槛梁本体(1)，其特征在于，所述门槛梁本体(1)由外壳体(3)和设置在外壳体(3)内部的泡沫夹心(2)组成；

所述外壳体(3)由炭纤维复合材料制成，所述外壳体(3)为矩形内部中空结构；

所述泡沫夹心(2)沿长度方向的两端分别设置有第一金属连接加强件(4)和第三金属连接加强件(6)，所述泡沫夹心(2)中段位置处设置有第二金属连接加强件(5)；

所述第一金属连接加强件(4)、第二金属连接加强件(5)和第三金属连接加强件(6)与泡沫夹心(2)的连接方式均为通过碳纤维预浸料或者纤维布将预先安放好第一金属连接加强件(4)、第二金属连接加强件(5)和第三金属连接加强件(6)的泡沫夹心(2)缠绕包覆方式制作预成形体，再通过预浸料热压管、预浸料加压带压或者RTM等工艺成型，所述第一金属连接加强件(4)和第二金属连接加强件(5)之间通过螺纹杆(7)螺纹连接，所述泡沫夹心(2)的中心处开设有配合螺纹杆(7)使用的圆柱形孔洞。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料门槛梁，其特征在于，所述门槛梁本体(1)的上表面通过第一胶层(11)和第二胶层(12)分别粘接有侧围外板(8)和侧围内板(9)，所述门槛梁本体(1)沿长度方向的一侧表壁上，位于侧围内板(9)的下方通过第三胶层(13)粘接固定有地板(10)。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料门槛梁，其特征在于，所述侧围外板(8)和侧围内板(9)关于门槛梁本体(1)的竖直中线相互对称。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料门槛梁，其特征在于，所述第二金属连接加强件(5)的横截面为竖直方向的倒凹型结构。

5.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料门槛梁，其特征在于，所述地板(10)竖直方向的截面为水平方向的倒L型结构，且地板(10)的水平端与门槛梁本体(1)相互垂直，地板(10)的竖直端与门槛梁本体(1)相互贴合。

6.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料门槛梁，其特征在于，所述侧围外板(8)、侧围内板(9)和地板(10)的长度均与门槛梁本体(1)的长度相等。

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