CN110325388B - 复合混合顶部框架及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了顶部框架及其制造方法。顶部框架可包括至少第一结构、第二结构、第三结构和第四结构。所述结构中的一个或多个可包括由包含多向层压板的第一连续纤维复合材料形成的第一表面。所述第一结构、第二结构、第三结构和第四结构中的至少一个可包括由包含单向层压板的第二连续纤维复合材料形成的第二表面，其中至少基于相应表面的应力分析选择所述第一表面和所述第二表面分别由所述第一连续纤维复合材料和所述第二连续纤维复合材料形成，其中所述第一表面与所述第二表面相比表现出更高的应力剖面。

Description

复合混合顶部框架及其制造方法

技术领域

本公开大体涉及但不限于顶部框架。更具体地，本公开涉及复合混合顶部框架和用于制造该复合混合顶部框架的方法。

背景技术

汽车工业和原始设备制造商一直寻求减轻汽车结构部件的重量。日益趋紧的二氧化碳排放标准对制造商施加压力以开发更轻型的交通工具。

可以增加交通工具主体大量重量的一种交通工具部件是顶部面板，例如太阳顶部/太阳天窗(sun roof)或舱口(hatch)。支撑顶部面板的框架(例如，顶部框架)尤其占交通工具重量的很大一部分。由于机械要求、空间限制和成本限制，设计更轻重量的顶部框架的任务对制造商提出挑战。顶部框架传统上主要由钢或其他金属制成。制造商和工程师已经尝试使用替代钢的一系列材料制造框架，该一系列材料包括铝、塑料和复合材料。然而，需要改进顶部框架设计。

发明内容

本公开涉及顶部框架。这种顶部框架可以被构造成支撑顶部面板的至少一部分，例如太阳顶部、月亮顶部/月亮天窗(moon roof)、金属面板和/或被构造成控制这样的顶部面板的系统。顶部框架可包括复合混合材料。复合混合材料与传统的金属顶部框架相比具有各种优点。复合混合框架可以具有比传统的金属框架(例如，基本上由相同部件组成但由诸如钢的金属形成的大致类似的框架)更少的重量(例如，可以更轻)。顶部框架(和/或相关组件)的重量减轻可能影响交通工具的重心，这可能影响动态稳定性。复合混合框架可以比传统的金属框架更耐用，例如比传统的金属框架更耐腐蚀和疲劳。此外，制造复合混合框架的过程允许设计自由度，例如交通工具顶部或顶部面板的功能或部件的集成。而且，复合混合框架可以节省组装成本。此外，与仅由金属制成的传统框架相比，复合混合框架可以便于更容易进行回收利用。

尽管其重量较轻，但是根据本公开的方面的复合混合框架可以被构造为像传统的金属框架那样机械地表现。复合混合框架在静态和动态载荷下具有足够的强度和刚度。复合混合框架可以是空间紧凑的并且满足安装空间限制。

复合混合物或混合复合材料可包括连续纤维复合材料和聚合物树脂。连续纤维复合材料可以是有机片材、单向层压板、多向层压板或任何其他热塑性塑料层压板。例如，连续纤维复合材料中的纤维可以是碳、玻璃、芳纶(aramid)或织物。层压板可以是混合层压板。层压板中的纤维可以是单向的或多向的。层压板可具有均匀或可变的层压板取向。层压板可具有对称或不对称的层压板取向。聚合物树脂可以为经填充的或未经填充的热塑性塑料材料。可以使用的热塑性塑料的示例包括聚丙烯、尼龙6、尼龙66或聚碳酸酯-ABS，或任何其他合适的热塑性塑料或它们的组合。聚合物树脂可包含聚合物树脂基体。聚合物树脂基体可以用作框架的基础。连续纤维复合材料可以嵌入聚合物树脂基体中。聚合物基体可通过提供增强层并将连续纤维复合材料保持在稳定位置中来支撑连续纤维复合材料。连续纤维复合材料可以被选择性地放置在框架的区域中，以优化框架的重量、强度和刚度。连续纤维复合材料在框架中的位置和连续纤维复合材料中纤维的取向至少部分地决定了框架的物理性质。

复合混合框架可以通过一次包覆成型工艺(one-shot overmolding process)或二次包覆成型工艺(two-shot overmolding process)用注塑机制造。在一次工艺中，在注塑机中产生具有整体形成的横梁的复合混合框架。在二次工艺中，在单独形成的横梁被附接到框架之前，在注塑机中产生没有横梁的复合混合框架。二次包覆成型工艺可以实现比一次包覆成型工艺更轻的框架的形成。二次包覆成型工艺允许框架设计的更多自由度，包括优化框架几何构造的潜力。例如，采用二次包覆成型工艺制造的框架可以被设计成具有桥接排水通道的横梁，而对通过一次包覆成型工艺制造的框架而言具有桥接排水通道的横梁的设计是具有挑战性的。

复合混合框架可以支撑顶部面板。顶部面板可包括一个或多个固定面板或可移动面板，例如滑动面板。顶部面板可包括固定面板和可移动面板的组合。顶部面板可由任何合适的材料(例如玻璃)制成。顶部面板可以通过任何合适的方式附接到框架。例如，固定面板可以胶合到框架。

顶部面板的附加部件(例如，伸缩式网屏盒(screen cassette)或导轨或控制顶部面板的系统)可通过任何适当的方式(例如用螺丝或胶水)贴附贴附到复合混合框架。复合混合框架可以被设计有袋或区域以接收或附接到顶部面板的附加部件，例如电缆敷设或闩锁。

如本文所述的复合混合框架可使用任何适当的安装方法被安装在交通工具中。在钣金(sheet metal)已经焊接在一起的制造阶段，框架可以固定到交通工具的白车身(bodyin white)。

该概述旨在提供本专利申请的主题的概述。其目的不是提供对本装置或技术的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以描述不同视图中的类似部件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似部件的不同例子。附图通过示例而非通过限制的方式示出了本文件中讨论的各种示例。在附图中：

图1A示出了在示例性环境中支撑示例性顶部面板的示例性框架。

图1B示出了示例性框架。

图2是包含连续纤维复合材料和聚合物树脂的复合混合材料的横截面的放大视图。

图3是连续纤维复合材料的层压板的板层的分解图。

图4示出了示例性复合混合框架。

图4A、图4B、图4C、图4D和图4E分别示出了沿图4中的示例性复合材料框架的线A-A、B-B、C-C、D-D和E-E的横截面视图。

图5A示出了用二次包覆成型工艺形成的示例性开放复合混合框架和单独形成的横梁。

图5B是图5中的示例性开放框架的区域的近视图。

图5C是图5中的附接有横梁的示例性开放框架的区域的放大视图。

图5D示出了沿图5C中的线A-A的横截面视图。

图6A示出了用一次包覆成型工艺形成的示例性闭合复合混合框架。

图6B是图6A中的示例性闭合框架的区域的放大视图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本公开的各方面。贯穿整个附图和说明书，相同的数字指代相同的元件。在以下描述中使用某些术语仅是为了方便而不是限制。如本文中使用的术语“多个”意味着不止一个。术语结构的“一部分”和“至少一部分”均包括整个结构。本文在单独示例的上下文中描述的本公开的某些特征也可以在单个示例中组合提供。相反，在单个示例的上下文中描述的本公开的各种特征也可以被单独提供或以任何子组合被提供。

图1A描绘了具有示例性顶部框架组件102的示例性交通工具100。例如，尽管图1A中的示例性交通工具100被示出为汽车(例如，轿车)，但是交通工具100也可以是飞行器、船、火车、拖拉机或汽车，汽车包括但不限于卡车、公共汽车或活动房屋。如图1A所示，顶部框架组件102可以被构造成支撑顶部面板108、109的至少一部分。顶部面板108、109可以是例如但不限于舱口、太阳顶部面板、月亮顶部面板或它们的组合。太阳顶部面板可包括基本上不透明的材料(诸如金属或织物)片材。月亮顶部面板可包括基本上透明的材料(诸如玻璃或织物网屏)片材。舱口可包括通过滑动、绕铰链转动或通过任何其他打开机构打开的门。太阳顶部面板或月亮顶部面板可以是一种类型的舱口。例如，顶部框架组件102可包括为舱口的一部分和不可操作以打开的一部分。顶部面板108、109可以被固定。顶部框架组件102可以被构造成支撑不只一个顶部面板108、109的至少一部分。如图1A所示，示例性顶部框架组件102支撑可操作以滑动的顶部面板108和设置在固定位置的顶部面板109。顶部框架组件102可包括结构元件和被构造成操作顶部框架组件102的可移动部分的操作元件，例如电气、机械和机电系统部件。

顶部框架组件102可包括顶部框架103，顶部框架103可支撑顶部面板108、109的至少一部分。参考图1A和图1B，顶部框架103可以限定孔105的至少一部分。孔105可以被构造成接收顶部面板108、109的至少一部分，例如玻璃或金属片材。孔105可以定位在交通工具100的内部隔间116(例如乘客舱或货舱)与在交通工具100外面的元件之间。当暴露时，孔105可以便于交通工具100的外部和内部之间的流体连通。

顶部框架103可包括一对纵向侧部111，每个纵向侧部111包括设置在孔105的相对侧上的结构(例如，支撑结构)。顶部框架103还可包括被构造成联接在纵向侧部111中的每一个之间的横向端部112。横向端部中的一个或多个可以与纵向侧部111中的一个或多个正交地设置。然而，可以使用其他构造，例如相对于横向端部112和纵向侧部111的接合处大于或小于90度的角度。每个横向端部112可以包括在纵向侧部111的端部处邻近孔105设置的结构(例如，支撑结构)。顶部框架103可包括一组拐角113，其中拐角113中的一个或多个被限定在纵向侧部111和横向端部112的交叉点处。可以使用其他构造。

顶部框架103可包括至少一个横梁107。横梁107可包括支撑结构，例如Ω结构。横梁107可以设置在横向端部112之间。横梁107可以横跨孔105的至少一部分从一个纵向侧部111延伸到另一个纵向侧部111。横梁107可以包括条状物、Ω形横截面、帽形横截面或H形横截面。其他横截面形状和构造可用于提供期望的应力剖面。

在图1A中描绘，顶部面板108、109可以是或包括盖构件，例如板、平面片材、窗或诸如此类。顶部面板108、109可以通过连接组件106(例如导轨或铰链)附接到顶部框架103。连接组件106可以设置在纵向侧部111中的至少一个上或附近。连接组件106可以被设置在横向端部112中的至少一个上。顶部面板108、109可以是玻璃窗格(glass pane)、织物片材、金属片材或任何其他一片可操作以覆盖顶部框架103的至少一部分的任何其他材料。顶部面板108、109可以是伸缩式的并且可以被盒卷绕。盒可以附接到顶部框架103，例如，附接在横向端部112上。顶部面板108、109可以设置在顶部框架组件102上和/或顶部框架103上的各种位置中的一个位置中。顶部面板108、109可以位于顶部框架组件102的顶部。顶部面板108、109可设置在孔105内。

附加地或替代地，顶部框架组件102可包括导风板(未示出)。导风板可以是翅片或护罩。导风板可以连接到横向端部112中的至少一个。导风板可以连接到纵向侧部111中的至少一个。

根据本公开的一个方面，顶部框架组件102可以基本上在顶部框架103的平面中呈现低轮廓。

顶部面板108、109可以独立于顶部框架组件102和交通工具100制造。顶部面板108、109可以安装在交通工具100的顶部框架组件102的开口中。当交通工具100处于白车身阶段时，顶部面板108、109可以被安装在顶部框架组件102中。顶部面板108可以使用任何适当的方式(例如通过焊接技术或胶合技术)被贴附到顶部框架组件102。

如本文所述，顶部框架(例如，顶部框架103(图1A-1B))的一个或多个表面和/或部件可由复合混合材料形成。参考图2，复合混合物200包括连续纤维复合材料201和聚合物树脂202。框架(例如，顶部框架103(图1A-1B))的一部分可包括连续纤维复合材料201和聚合物树脂202。然而，并非框架的所有部分都必须包括连续纤维复合材料201和聚合物树脂202。框架的一部分可包括连续纤维复合材料201而不包含聚合物树脂202。框架的一部分可包括聚合物树脂202而不包括连续纤维复合材料201。在框架的至少一些部分中，连续纤维复合材料201可以被粘合到聚合物树脂202。

如图2所示，连续纤维复合材料201可包括层压板203。层压板203可包括一个或多个板层204。板层204可包括由纤维206增强的热塑性基体205的层。层压板203可以是混合层压板，其包括一个或多个板层204，其中一个板层204包括与另一个板层204不同的材料。例如，混合层压板的一个板层204可包括与该混合层压板的另一个板层204不同的热塑性塑料或不同的纤维206。而且，例如，混合层压板的一个板层204可具有与该混合层压板的另一个板层204不同的纤维含量。替代地，层压板203可包括包含相同材料的一个或多个板层204。

层压板203可具有限定的层压板取向。层压板取向是指层压板203的板层204中的纤维206的方向。例如，在图2中，层压板203是单向层压板。单向层压板可包括多个板层204，其中每个板层204被定向成使得其纤维206基本上平行于其他板层204的纤维206。单向层压板可包括单个板层204。在某些方面，层压板203可以具有使得纤维206沿着关键的载荷路径(例如，经建模或已知经受超过某一阈值的载荷的表面或路径)构造的取向。

在其他情况下，如图3中所示，层压板303可具有由多个板层304限定的层压板取向，所述多个板层304堆叠成使得至少一个板层304的纤维306的方向与至少另一个板层304的纤维306以非零角度交叉。在图3中，板层304A的示例性纤维306A以±90°的角度与板层304B的纤维306B交叉。板层304C的示例性纤维306C以±45°的角度与板层304B的纤维306B交叉。层压板303可具有均匀的层压板取向，其中层压板中的每个板层304与层压板303中的另一个板层304接触，使得板层304的纤维306以特定角度交叉。这种角度可以在0和180度之间，并且可以包括任何相对交叉角度。层压板303能够具有可变的层压板取向，其中层压板303中的板层304接触板层304，使得它们的纤维306以特定角度交叉。例如，图3中的层压板303示出了可变层压板取向，其中板层304A的纤维306A以±90°的角度与板层304B的纤维306B交叉，但板层304C的纤维306C以±45°的角度与板层304B的纤维306B交叉。层压板303可以具有对称的层压板取向，其中中间平面上面的板层304是中间平面下面的板层304的镜像。中间平面是指形成层压板中线的平面。层压板303可具有不对称的层压板取向，其中中间平面上面的板层304不是中间平面下面的板层304的镜像。连续纤维复合材料的强度和刚度至少部分地由构成的层压板的层压板取向决定。可以选择这种取向构造以为特定的最终用途提供定制的支撑或强度剖面。

层压板的纤维含量可以为30-70体积％；但是，其他纤维体积也是可能的。层压板可具有期望的厚度。例如但不限于，层压板的厚度可以在0.5mm至4mm的范围内。

层压板可包括有机片材、织物、单向带材(例如，由沙特基础工业公司(SABIC)制造的UDMAX带材)或任何其他热塑性塑料层压板或它们的组合。参考图2中描绘的特征，层压板203中的纤维206可以是例如但不限于碳纤维、织物纤维、玻璃纤维或芳纶纤维或它们的组合。基体205中的热塑性塑料可以是例如但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)系列聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(1-,4-环亚己基环己烷-1,4-二羧酸酯)(PCCD)，其共聚物或其共混物。基体205中的热塑性塑料可包含添加剂。添加剂的非穷举示例包括偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、流动改性剂、着色剂或其任何组合。

聚合物树脂202可以是经填充的热塑性塑料(如由短的或长的不连续玻璃纤维填充的聚丙烯(例如，由SABIC制造的STAMAX))，或未经填充的热塑性塑料。经填充的热塑性塑料可包括填料，例如丁二烯、铝粉、玻璃、碳或任何高性能填料或它们的组合。聚合物树脂202的纤维含量可以在10-70重量％之间，然而其他纤维含量也是可能的。聚合物树脂202的基础热塑性塑料可以是PP、PA6、PA66、PC+ABS或任何其他合适的热塑性塑料或它们的组合。根据本公开的一个方面，层压板203的聚合物树脂202和热塑性基体205包含相同的热塑性塑料，这可以增强聚合物树脂202和层压板203之间的粘合。

图4示出了根据本公开的方面的示例性复合混合框架403。与仅由金属(例如钢)形成的传统框架相比，框架403可以被构造成使重量最小化。除了如下所述之外，框架403可以类似于顶部框架103(图1A-1B)。框架403可包括由聚合物树脂基体401和/或连续纤维复合层压板404(其可类似于层压板203(图2))形成的一个或多个部分。聚合物基体401可以是聚合物树脂的整体板坯(slab)。作为一个示例，框架403的某些部分可以由层压板404形成，无论有或没有聚合物树脂基体301。作为另一个示例，框架403的某些部分可以由聚合物树脂基体401形成，无论有或没有层压板404。作为又一个示例，框架403的某些部分可以由层压板404与聚合物树脂基体401粘合(例如通过包覆成型)的混合物形成。框架403的由层压板404和聚合物树脂基体401中的一个或多个形成的部分的选择可以基于优化技术，例如关于可以并入/组装入(incorporate)框架403的特定交通工具的应力模型和分析。优化技术可以寻求最小化框架403的重量并最大化框架403的强度和刚度。框架403的由一个或多个层压板404和聚合物树脂基体401形成的部分的选择可以基于成本分析。应当理解，可以使用层压板404和聚合物树脂基体401中的一个或多个来选择性地形成任何数量的零件和部件，如本文所述。

如图4所示，框架403的部分可以由层压板404形成。这些部分可以是框架403的一旦框架403被并入在交通工具中就预期静态或动态载荷的区域。这些部分可能需要聚合物树脂可能无法独立地提供的刚度和强度。作为示例，可以使用应力分析和/或建模来确定哪些部件或部件的哪些表面可能暴露于超过预定阈值的应力。可以使用本领域已知的任何数字预测工程工具(例如Abaqus、NASTRAN、LS-Dyna或Ansys)来执行应力分析和/或建模。因此，某些部件或表面可由混合复合材料形成，以在应力下提供所需的支撑。框架403的由层压板404形成的部分也可以由聚合物树脂基体401形成。层压板404和聚合物树脂基体401可以粘合。聚合物树脂基体401可以为层压板404提供增强和/或稳定性。框架的不包括连续纤维层压板404的部段包括聚合物树脂。层压板404的选择性放置限制了框架403的重量，因为连续纤维复合材料通常比聚合物树脂重。而且，层压板404的选择性放置限制了框架的成本，因为连续纤维复合材料可能比聚合物树脂更昂贵，包括材料的成本和/或材料成形的成本。而且，框架403的部分可以由聚合物树脂基体401形成而没有层压板404。

框架403可以包括Ω横梁407。除了如下所述之外，横梁407可以类似于横梁107(图1A-1B)。图4C是沿线C-C截取的Ω横梁407的横截面图。横梁407可具有Ω形轮廓。Ω形轮廓可具有颠倒的大写字母Ω形状。横梁407可以包括通道440。通道440可以由通过底表面443连结的两个壁442和444限定。壁442和444可以具有相同的高度或者可以具有不同的高度。壁442和444可以各自分别联接到凸缘441或445，其中凸缘441、445分别从壁442或444的顶端壁架(ledge)远离底表面443延伸。

作为示例，壁442、444、底表面443和凸缘441、445可以由层压板404形成。层压板404可以是一个或多个条状物。参考图4中的特征，当框架403被并入在交通工具中时，横梁407可以经受从框架403的纵向侧部411被指引朝向横梁407的中间部段415的压缩力。为了进一步说明，如果框架403被并入在交通工具中并且交通工具经受了翻车碰撞时，横梁407必须具有足够的强度和刚度以承受压缩和拉应力，而且还为交通工具的顶部和乘客舱提供支撑。因此，例如，横梁407可以最佳地由层压板404形成，以抵抗由于压缩力和拉力引起的变形。框架403可以包括孔405。作为附加示例，横梁407可以悬停在框架403的孔405上。一旦框架403被并入在交通工具中，横梁407因此就可能经受风载荷。如果横梁407由层压板404形成，则横梁可以响应于风载荷而适应于弯曲或折断。

作为附加示例，框架403可包括后横向端部412A和前横向端部412B。除了如下所述之外，后横向端部412A和前横向端部412B可以类似于横向端部112(图1A-1B)。后横向端部412A可以比前横向端部412B更靠近框架403被并入的交通工具的后部。图4D是沿着线D-D截取的后横向端部的横截面图。如图所示，后横向端部412A可包括通道451。通道451可以由通过底表面454连结的壁453和455限定。壁453和455可各自分别联接到凸缘452或456。后横向端部412A可包括在凸缘452和框架403的孔405之间的谷(valley)450。

作为预期载荷的示例，后横向端部412A可以经受来自交通工具后部或来自设置在孔405中的物体的压缩力或拉力。作为另一示例，顶部面板的部件可以附接在谷450或通道451中。顶部面板的部件可以是例如电动或机械电缆组件或用于卷绕伸缩式网屏的盒。作为附加示例，凸缘452可以支撑导风板。结果，后横向端部412A可以经受静态载荷。在预期这些载荷的情况下，底表面454以及凸缘452和456可以由层压板404组成。层压板404可以是条状物。而且，底表面454以及凸缘452和456可以在图4中的聚合物树脂基体401上由层压板404形成。

壁453、455中的一个或多个可以由层压板形成，以承受剪切载荷或弯曲载荷。替代地，壁453、455中的一个或多个可以由聚合物树脂形成。

为了进一步说明，当框架403被并入交通工具中时，后横向端部412A可以搁置在交通工具的表面上。因此，后横向端部412A可以主要由聚合物树脂基体401形成而没有层压板404，因为横向端部412A不必像Ω横梁407那样自支撑。例如，壁453、455可以由聚合物树脂和图4中的聚合物基体401形成。聚合物基体401可以进一步包括谷450，使得谷450与后横向端部412A的壁453、455、凸缘452、456和底表面454是一个连续模制的聚合物树脂件。

参考图4中描绘的特征，框架403可包括前横向端部412B。前横向端部412B可以比后横向端部412A更靠近框架403被并入的交通工具的前部。图4B是沿着线B-B截取的前横向端部412B的横截面图。如图所示，前横向端部412B可包括通道430。通道430可包括由底表面432连结的两个壁431和433。壁431和433可具有不同的高度或相同的高度。作为示例，一旦框架403被并入交通工具中，前横向端部412B可以经受来自交通工具前部或来自设置在框架403的孔405中的物体的压缩力。前横向端部412B可以搁置在交通工具的表面上。前横向端部412B可以不附接到顶部面板的任何部件。结果，前横向端部412B可以比后横向端部412A用更少的层压板404来形成。例如，壁431和433可以由聚合物树脂基体401形成，并且底表面432可以仅由层压板404形成。底表面432可以由层压板404的条状物形成。底表面432可以由嵌入聚合物基体401中的层压板404形成。

框架403可包括纵向侧部411。除了如下所述之外，纵向侧部411可类似于纵向侧部111(图1A-1B)。图4E是跨越线E-E的纵向侧部411的横截面图。如图4E所示，纵向侧部411可包括通道460。通道460可包括由底表面464连结的两个壁463和465。壁463和465可具有不同的高度或相同的高度。壁463和465可以分别联接到凸缘462或466，其中凸缘462或466分别从壁463或465的顶端壁架远离底表面464延伸。凸缘462或466可以处于不同的高度或相同的高度。纵向侧部411还可包括沿着纵向侧部411的外边缘467的排水通道426，其中外边缘467位于如图4所表征的孔405的通道426的相对侧。排水通道426可具有U形轮廓。一旦框架403被并入交通工具中，纵向侧部411就可能经受来自设置在孔405中的物体或来自作用在交通工具上的力的压缩或拉伸载荷。纵向侧部411还可能在如图4中所表征的位置416处经受静态载荷，在该处横梁407与纵向侧部411接触。通道460可以接收顶部面板的部件，例如用于盖构件的支撑结构，如螺栓或导轨。因此，纵向侧部411可能需要层压板404以获得强度和刚度。例如，底表面464以及凸缘462和466可以由层压板404形成。底表面464以及凸缘462和466中的层压板404可以是条状物。底表面464以及凸缘462和466可以由层压板404和聚合物树脂基体301形成，其中层压板404由聚合物树脂基体401增强。壁463和465可以由聚合物树脂基体401形成。排水通道426可以由聚合物树脂基体401形成。

图4A是跨越线A-A的纵向侧部411的横截面图。纵向侧部411可包括至少从线E-E延伸到线A-A的通道420。通道420可以连接到图4E中所示的纵向侧部411上的通道460。通道420可包括由底表面423连结的两个壁422和424。壁422和424可具有不同的高度或相同的高度。壁422和424可以分别联接到凸缘421或425，其中凸缘421或425分别从壁422、424的顶端壁架远离底表面423延伸。凸缘462可以处于不同的高度或相同的高度。图4A中的壁422和424可以在纵向侧部411上连接到图4E中的壁463和465。图4A中的底表面423可以在纵向侧部411上连接到图4E中的底表面464。图4A中的凸缘421和425可以在纵向侧部411上连接到图4E中的凸缘462和466。如图4A和图4E所示，纵向侧部411还可包括沿着纵向侧部411的外边缘427的排水通道426，其中外边缘427位于图4中表征的孔405的通道426的相对侧。排水通道426可具有U形轮廓。根据本公开的另一方面，框架403可包括由处于限定的层压板取向的层压板404形成的一个或多个部分。层压板404可以具有例如±0°-±10°、±11°-±20°、±21°-±30°、±31°-±40°、±41°-±50°、±51°-±60°、±61°-±70°、±71°-±80°、±81°-±90°或其任何组合或跨度的层压板取向。层压板404可具有对称的层压板取向，其中层压板404的中间平面上面的纤维是层压板404的中间平面下面的纤维的镜像。例如，具有对称取向的层压板可包括堆叠的板层，使得中间平面上面的层压板取向为+45°、0°、+60°，并且使得中间平面上面的层压板取向为+45°、0°、+60°。层压板404可具有不对称的层压板取向。层压板404可具有均匀的层压板取向，其中层压板404中的每个板层与层压板404中的另一个板层接触，使得两个板层的纤维以特定角度交叉。层压板404可具有可变的层压板取向，其中层压板404的板层未堆叠，使得它们的纤维和它们接触的板层的纤维以相同的角度交叉。

层压板404的强度和刚度可至少部分地取决于层压板404的层压板取向。例如，层压板取向为±0-45°的层压板可以比层压板取向为±46-90°的层压板具有更大的剪切刚度。层压板取向为±46-90°的层压板可以比层压板取向为±0-45°的层压板具有更大的弯曲刚度。框架403的由具有特定层压板取向的层压板404形成的部分的选择可以基于优化技术，例如关于框架403可被并入的特定交通工具的应力模型和分析。

例如，参考图4中描绘的特征，框架403可包括其中纵向侧部和横向端部相接(meet)的前拐角413和后拐角414。前拐角413可以比后拐角414更靠近框架403被并入的交通工具的前部。后拐角414比后拐角413可以更靠近框架403被并入的交通工具的后部。当框架403被并入交通工具中时，框架403可以在前拐角413和后拐角414处被固定到交通工具的主体。在框架固定之后，前拐角113可能经受来自在前拐角113处相接的纵向侧部411和前横向端部412B的方向的剪切载荷。因此，前拐角413可以由具有±0°-±45°的层压板取向的层压板形成。根据本公开的一个方面，框架403的由层压板404形成的部分(其中层压板404是条状物)可以由单向层压板形成。根据本公开的另一方面，框架403的由已被成形为例如Ω结构的层压板404形成的部分可以由多向层压板形成。根据本公开的又一方面，框架403的将发生螺栓连接的部分可由多向层压板形成。根据本公开的附加方面，单向层压板形成框架403的一部分，使得纤维沿着关键的载荷路径定向。

根据本公开的一个方面，框架403可以包括由具有特定纤维含量的层压板404形成的一个或多个部分。例如，层压板可具有30-70体积％的纤维含量。而且，框架403可包括由具有特定厚度的层压板404形成的一个或多个部分。例如，层压板的厚度可以在0.5mm至4mm的范围内。框架403的由具有特定纤维体积或层压板厚度的层压板404形成的部分的选择可以基于优化技术，例如关于框架403可被并入的特定交通工具的应力模型和分析。

根据本公开的另一方面，框架403可以被构造为通过包括一个或多个肋417来使重量最小化并使刚度最大化。肋417可以由聚合物树脂形成。肋417可以由未填充例如短纤维或长纤维或填充有例如短纤维或长纤维的聚合物树脂形成。肋417可以注塑成型或压缩成型。肋417可以设置在纵向侧部411或横向端部412上。例如，肋417可以设置在图4A中表征的纵向侧部411的通道420中。肋417可以设置在图4B中表征的横向端部412B的通道430中。肋417可以包括聚合物树脂基体401的一部分。肋403可以在形成框架403之后附接到框架403。肋417可以设置在层压板404的顶上。例如，参考图4B，肋417可以位于层压板404的形成通道430的底表面432的条状物上。确切地说，肋417的至少一部分可以搁置在纵向侧部411或横向端部412的凸缘上，例如，在图4D中的凸缘452和456上或者在图4E中的凸缘462和466上。

框架403可包括多个肋417。多个肋417可以以各种构造中的任何一种布置。例如，多个肋417可以布置成平行构造，如图4中的纵向侧部411在线A-A处或前横向端部412B在线B-B处的多个肋417。例如，多个肋417可以以锯齿或格子构造布置，如图4中的横向端部412A的线D-D处的多个肋417。根据本公开的一个方面，多个肋417可以以平行构造布置在框架403的可以设置顶部面板的可移动部件(如导轨上的滑动盖构件)的部分中。例如，处于平行构造的多个肋417可便于可移动部件的移动。多个肋417可以在框架403的可以设置顶部面板的固定部件或部分(如舱口或闩锁)的部分中以锯齿或格子构造布置。为了进一步说明，在纵向侧部411上的图4A中的通道420和图4E中的通道460可以连接以形成相同通道的部分，然而处于锯齿构造的多个肋417可以设置在通道460中以适应顶部面板的固定部件或部分。处于平行构造的多个肋417可被设置在通道420中，以适应顶部面板的可移动部件或部分。

应当注意的是，框架的构造可以至少部分地由框架将被并入的交通工具的类型来确定。而且，框架的构造可以至少部分地由框架将支撑的顶部面板的类型来确定。

尽管重量小于传统的金属框架，但已发现复合混合框架与传统框架(例如仅由金属(诸如钢)制成的框架)一样好的机械地表现。表1和表2展示了使用预测工程工具进行计算机结构分析的三次模拟的实验数据。第一次模拟测量了使用一次包覆成型工艺制造的复合混合框架、使用二次包覆成型工艺制造的复合混合框架和钢框架的重量。如表1的第一列和第二列中的测试数据所证明的，复合混合框架的重量比钢框架轻29％和37％。

第二次模拟测量了框架的拐角刚度。该程序模拟了将每个框架的四个拐角中的三个固定并使第四个拐角遭受具有以牛顿(N)测量的已知大小的力，特别是弯曲载荷。计算了由框架的被施加的力引起的第四个拐角的模拟变形并以毫米(mm)为单位进行了测量。记录在表1的第三和第四列中的拐角刚度被计算为在第四个拐角变形上施加的力。在每个框架上的两个拐角上测量了拐角刚度。复合混合框架和钢框架的拐角刚度对于第一个拐角为.21N/mm，而对于第二个拐角为.24N/mm，这支持复合混合框架与钢框架一样坚固的发现。

表1

第三模拟测量了框架抵抗风载荷偏转的能力。模拟建模了施加到框架的恒定风载荷，其中框架的孔安装有玻璃窗格。计算了框架的偏转并以毫米(mm)为单位进行了测量。在玻璃窗格被模拟处于打开构造和闭合构造的情况下计算了框架的偏转。计算了在框架的前部和框架的后部处框架的偏转，其中前部是最靠近其中实施有框架的交通工具前部的一半框架，而后部是最靠近其中实施有框架的交通工具后部的一半框架。如表2中的测量值所反映的，复合混合框架和钢框架的偏转被确定为是相同。与钢框架的风载荷偏转相比，复合混合框架的风载荷偏转提供了复合混合框架与钢框架一样坚固的进一步的证据。

表2

已经进行了更多模拟以预测对响应于侧面和顶部挤压载荷的变形的抵抗。与基本上由相同部件组成但是由钢形成的大致类似的框架相比，本公开的混合复合材料框架被确定为表现出相同或更好的变形特性。

根据本公开的一个方面，复合混合框架与传统顶部框架相比提供了额外的结构优点。例如，复合混合框架可以比传统框架(例如仅由金属形成的框架)更耐腐蚀。而且，复合混合框架比传统框架(例如仅由金属形成的框架)更耐疲劳。而且，复合混合框架可以比仅由金属形成的传统框架占据更少的空间而不会遭受任何机械缺陷。另外，复合混合框架的制造成本可能低于仅由金属形成的传统框架。复合混合框架可以简化组装框架的过程，因为与仅由金属制成的传统框架相比，更轻的框架允许更容易的处理。此外，复合混合框架提供比传统的金属框架更多的设计选择。例如，复合混合框架能够被设计成整体地包括顶部面板或交通工具的附加部件。而且，复合混合框架可能比传统的金属框架更易于回收。

根据本公开的一个方面，复合混合框架可以通过包覆成型工艺制造。包覆成型工艺可以使用注塑成型机和/或注塑成型技术。然而，也可以使用其他成型机和技术，包括但不限于压缩成型或注塑压缩成型。包覆成型工艺可以是一次包覆成型工艺或二次包覆成型工艺。以下对一次和二次包覆成型工艺的解释包括注塑成型技术的简化描述。然而，注塑成型技术对于制造领域的技术人员来说是公知的。

一次包覆成型工艺可包括以下步骤。连续纤维复合层压板可以插入注塑成型机的腔中，例如模腔。层压板可包括一个或多个条状物。层压板固定机构(例如用于将层压板保持在固定位置的工具，如一个或多个销、针或伸缩式工具)可设置在腔中。腔的外形可以符合框架的至少一部分的形状。成形系统可设置在腔中，该成形系统可操作以使层压板成形以形成横梁。成形系统可操作以使层压板成形以形成Ω横梁，其中Ω横梁具有Ω形轮廓。成形系统可以是通过施加压力使层压板成形的工具，例如折弯机(press brake)或一组板。该组板可以是模板。该组板可以可操作以在闭合位置中连结。当从打开位置到闭合位置时，该组板可以通过施加压力来使层压板成形。成形系统可包括腔。腔可以是模腔，例如在处于闭合位置的该组板之间的中空区域。

在已经形成横梁之后，聚合物树脂可以进入注塑成型机。聚合物树脂可以被送入到桶中，在该桶中其可以被加热到高于聚合物树脂中的基础热塑性塑料的软化点。可以将加热的聚合物树脂压入注塑成型机的腔中。经加热的聚合物树脂可以填充腔中的空的空间。腔中的空的空间可以是腔的任何未被层压板占据的区域。经加热的聚合物树脂可以填充腔中层压板上方的空的空间。当聚合物树脂冷却时，它可以硬化到腔的外形以形成聚合物树脂基体。当聚合物树脂冷却时，如果它被设置在层压板上方或与腔中的层压板接触，则它会粘合到层压板。在聚合物树脂冷却后，腔中的聚合物树脂和层压板可以包括封闭框架，其中封闭框架包括横梁。可以从腔中移除封闭框架。

根据本公开的一个方面，可以在聚合物树脂进入腔之前加热层压板，以改善层压板和聚合物树脂之间的粘合。

二次包覆成型工艺可包括以下步骤。横梁可以独立于框架的其他部分形成。横梁可以由层压板形成。横梁可以通过任何适当的成形技术(包括压制或热成型)成形。可以通过以下步骤独立于横梁形成没有横梁的开放框架。连续纤维复合层压板可以被插入注塑成型机的腔(例如模腔)中。层压板可包括一个或多个条状物。腔的外形可以符合框架的至少一部分的形状。聚合物树脂可以进入注塑成型机。聚合物树脂可以被送入到桶中，在该桶中其可以被加热到高于聚合物树脂中的基础热塑性塑料的软化点。可以将加热的聚合物树脂压入注塑成型机的腔中。经加热的聚合物树脂可以填充腔中的空的空间。腔中的空的空间可以是腔的任何未被层压板占据的区域。经加热的聚合物树脂可以填充腔中层压板上方的空的空间。当聚合物树脂冷却时，它可以硬化为腔的外形以形成聚合物树脂基体。当聚合物树脂冷却时，如果它被设置在层压板上方或与腔中的层压板接触，它会粘合到层压板。在聚合物树脂冷却后，腔中的聚合物树脂和层压板可包括没有横梁的开放框架。可以从腔中移除开放框架。在独立形成横梁并形成开放框架之后，可以通过任何适当的方式(包括胶合或焊接)将横梁附接到开放框架，以形成框架。

根据本公开的一个方面，可以在聚合物树脂进入腔之前加热层压板，以改善层压板和聚合物树脂之间的粘合。

根据本公开的一个方面，复合混合框架包括一个或多个排水通道。聚合物树脂基体可包含一个或多个排水通道。排水通道可沿纵向侧部轴向延伸。排水通道可包括半椭圆形凹槽。排水通道可以可操作以将水引导到框架上的一个或多个出口点，在所述一个或多个出口点水可从框架流出。排水通道可以可操作以将水引导到框架上的一个或多个出口点，使得水不会聚集在框架上。框架还可包括垂直于排水通道延伸的横梁。横梁可以是具有Ω形轮廓、U形轮廓或帽形轮廓的Ω横梁。横梁可包括可操作以排出水的通道。通道可以可操作以将水引导至排水通道或引导至框架上的出口点。

根据本公开的一个方面，横梁相对于排水通道的构造可以至少部分地取决于框架是否用一次包覆成型工艺或二次包覆成型工艺形成而不同。图5A示出了用于制造框架的二次包覆成型工艺的中间产品。图5A包括开放框架503和独立形成的横梁507，横梁507可以附接以形成框架。开放框架503可以是图1A和图1B中的顶部框架103的一部分。独立形成的横梁507可以像图1A和图1B中的横梁107。开放框架503可包括在纵向侧部511上的一个或多个接触点502，其中独立形成的横梁507上的一个或多个对应点506可附接到开放框架503。如图5A-5B所示，一个或多个接触点502可以布置在排水通道501的任一侧上。一个或多个接触点502可以包括聚合物树脂基体的一部分。

图5C是开放框架503的纵向侧部511的一部分和横梁507的近视图，其中横梁507附接到开放框架503以形成顶部框架。一个或多个接触点502可以分布在纵向侧部511上，使得当横梁507的一个或多个对应点506附接到开放框架503上的一个或多个接触点502时，横梁507的一部分可以桥接排水通道501的一部分。

图5D是跨越图5C中的纵向侧部511的线A-A的横截面图，其中当横梁507的一个或多个对应点506附接到开放框架503上的一个或多个接触点502时，横梁507桥接排水通道501。如图5D所示，横梁507的一部分可以桥接排水通道501的一部分而不阻碍排水通道501的一部分。

应当理解，使用当前的包覆成型技术，一次包覆成型工艺可以不用于形成包括横梁和排水通道的封闭框架，其中横梁的一部分桥接排水通道的一部分而没有阻碍排水通道的一部分。利用当前的包覆成型技术，为了允许从注塑成型机的腔中移除模制零件，模制零件的特征不得在腔打开的方向上悬垂于模制部件的另一特征上。传统上，注塑成型机的腔是两个板之间的模腔。腔可以在竖直方向上打开，其中第一板在竖直方向上从第二板移位。替代地，腔可以在水平方向上打开，其中第一板在水平方向上从第二板移位。因此，使用目前的注塑成型技术，形成包括由聚合物树脂形成的特征的复合混合框架可能是不可行的，该特征在腔打开的方向上直接在框架的另一特征的上面或下面出现。换句话说，通过当前注塑成型技术形成的复合混合框架可能不包括这样两个特征：如果所述特征中的至少一个由聚合物树脂形成，则在所述特征之间在腔打开的方向上存在空的空间。

将该技术约束应用于本公开，通过一次包覆成型工艺形成的封闭框架可以不被形成，使得横梁的一部分桥接在聚合物树脂基体中形成的排水通道的一部分而不阻碍排水通道的一部分。这样做可能需要在横梁的一部分和排水通道的一部分之间直接存在空的空间。使用二次包覆成型工艺制造的开放框架可以规避这种技术约束，因为在已经形成开放框架之后横梁被附接到开放框架。使用二次包覆成型工艺，横梁的一部分可以在形成于聚合物树脂基体中的排水通道的一部分上面形成。

图6A示出了封闭框架603，例如通过一次包覆成型工艺制造的封闭框架。除了如下所述之外，闭合框架603可以类似于顶部框架103(图1A-1B)。封闭框架603可包括在纵向侧部611上的排水通道601。如图6A所示，横梁607的一部分可以横向于纵向侧部611的一部分。然而，横梁607的一部分可以不延伸穿过排水通道601的一部分或者不延伸到排水通道601的一部分中。

应当理解，前述技术约束仅仅是对包覆成型技术和注塑成型技术的当前状态的反映，并且不应该被解释为对本公开的限制。

复合混合框架可被设计成使得其结构可操作以接收顶部面板的其他部件或用于操作顶部面板的系统。例如，框架可包括用于接收用于滑动零件的金属导轨的袋。框架可包括用于接收电缆敷设的袋。顶部面板的附加部件或用于操作顶部面板的系统可以通过任何适当的方式(例如焊接、胶合或机械连结技术)贴附到混合复合框架上。混合复合框架可以包覆成型以整体地包括顶部面板的其他部件或用于操作顶部面板的系统，如用于卷绕伸缩式面板的盒。

示例列表

除了制造上述框架的工艺的示例之外，下面还提供了上述顶部框架的示例的非穷举列表。

示例1：一种顶部框架，其被构造成支撑顶部面板，所述顶部框架包括、由或基本上由以下组成：一对纵向侧部，所述纵向侧部中的每一个包括设置在孔的相对侧上的第一结构，所述孔被构造成接收所述顶部面板的至少一部分；被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第一横向端部，所述第一横向端部包括在所述纵向侧部的第一端处邻近所述孔设置的第二结构；被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第二横向端部，所述第二横向端部包括在所述纵向侧部的与所述第一端相反的第二端处邻近所述孔设置的第三结构；以及包括第四结构的横梁，所述横梁设置在所述第一横向端部和所述第二横向端部之间，并且被构造成在所述纵向侧部之间延伸穿过所述孔的至少一部分，其中所述第一结构、第二结构、第三结构和第四结构中的至少一个包括由包含多向层压板的第一连续纤维复合材料形成的第一表面，其中所述第一结构、第二结构、第三结构和第四结构中的至少一个包括由包含单向层压板的第二连续纤维复合材料形成的第二表面，其中至少基于相应表面的应力分析选择所述第一表面和所述第二表面分别由所述第一连续纤维复合材料和所述第二连续纤维复合材料形成，其中所述第一表面与所述第二表面相比表现出更高的应力剖面。

示例2：如示例1所述的顶部框架，其中所述横梁包括所述第一表面。

示例3：如示例2所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有±45°的层压板取向。

示例4：如示例1-3中任一项所述的顶部框架，其中所述第一结构、第二结构、第三结构和第四结构中的至少一个包括由聚合物树脂形成的第三表面，其中至少基于对相应表面的应力分析选择所述第三表面由所述聚合物树脂形成，其中所述第一表面与所述第三表面相比表现出更高的应力剖面。

示例5：如示例4所述的顶部框架，其中所述第三表面的至少一部分是注塑成型的。

示例6：如示例1-4中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部框架使用一步包覆成型工艺包覆成型，所述一步包覆成型工艺包括：在注塑成型机中设置多件所述连续纤维复合材料；并且用所述聚合物树脂包覆成型所述多件所述连续纤维复合材料，以在所述注塑成型机中联接所述多件，其中所述多件中的至少一个包括横梁。

示例7：如示例1-4中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部框架使用两步包覆成型工艺包覆成型，所述两步包覆成型工艺包括：通过以下形成所述一对纵向侧部、所述第一横向端部和所述第二横向端部：以及将多件所述连续纤维复合材料设置在注塑成型机中；并且用所述聚合物树脂包覆成型所述多件所述连续纤维复合材料，以在所述注塑成型机中联接所述多件；独立形成所述横梁；并且将所述横梁附接到所述一对纵向侧部。

示例8：如示例7所述的顶部框架，其中所述横梁由压力机形成。

示例9：如示例7所述的顶部框架，其中所述横梁由热成型形成。

示例10：如示例1-3中任一项所述的顶部框架，其中所述第一结构、所述第二结构、所述第三结构和所述第四结构中的至少一个包括由连续纤维复合材料和聚合物树脂形成的第三表面。

示例11：如示例1-10中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂是经填充的热塑性塑料。

示例12：如示例1-10中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂是未经填充的热塑性塑料。

示例13：如示例1-10中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括碳纤维。

示例14：如示例1-10中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括玻璃纤维。

示例15：如示例1-10中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括：多个纤维和基体，所述基体由第一热塑性塑料形成，其中所述多个纤维嵌入所述基体中，并且其中所述聚合物树脂由第二热塑性塑料形成。

示例16：如示例15所述的顶部框架，其中所述第一热塑性塑料是聚酰胺。

示例17：如示例15所述的顶部框架，其中所述第一热塑性塑料是聚碳酸酯。

示例18：如示例15所述的顶部框架，其中所述第二热塑性塑料是聚丙烯。

示例19：如示例15所述的顶部框架，其中所述第一热塑性塑料和所述第二热塑性塑料是相同的。

示例20：如示例1-19中任一项所述的顶部框架，其中所述第一连续纤维复合材料或所述第二连续纤维复合材料为30-70体积％纤维。

示例21：如示例1-20中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂为10-70重量％纤维。

示例22：如示例1-21中任一项所述的顶部框架，其中所述第一横向端部还包括可操作以接收盒的袋；其中所述顶部面板的所述至少一部分包括盖构件；并且其中所述盒可操作以卷绕所述盖构件。

示例23：如示例1-22中任一项所述的顶部框架，其中所述纵向侧部还包括可操作以接收导轨的容器。

示例24：如示例1-23中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板是太阳顶部面板。

示例25：如示例1-23中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板是月亮顶部面板。

示例26：如示例1-23中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板为舱口。

示例27：如示例1-26中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板的至少一部分包括盖构件。

示例28：如示例27所述的顶部框架，其中，所述盖构件包括金属片材。

示例29：如示例27所述的顶部框架，其中，所述盖构件包括玻璃窗格。

示例30：如示例27所述的顶部框架，其中，所述盖构件包括织物片材。

示例31：如示例1-30中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板的所述至少一部分包括导轨。

示例32：如示例1-31中任一项所述的顶部框架，其中所述第一横向端部包括通道，所述通道包括由底表面连结的两个壁。

示例33：如示例32所述的顶部框架，其中所述两个壁由聚合物树脂形成。

示例34：如示例32所述的顶部框架，其中所述第二表面包括所述两个壁中的一个。

示例35：如示例1-34中任一项所述的顶部框架，其中所述横梁包括通道，所述通道包括由底表面连结的两个壁。

示例36：如示例35所述的顶部框架，其中所述底表面由所述连续纤维复合材料形成。

示例37：如示例35所述的顶部框架，其中所述第一表面包括所述横梁的所述底表面。

示例38：如示例1-37中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括层压板。

示例39：如示例1-38中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括层压板条状物。

示例40：如示例1-39中任一项所述的顶部框架，还包括聚合物树脂肋。

示例41：如示例1-40中任一项所述的顶部框架，其中所述第二表面被粘合到所述第一表面。

示例42：如示例4所述的顶部框架，其中所述第三表面被包覆成型在所述第一表面上。

示例43：如示例1-42中任一项所述的顶部框架，其中所述第一表面与所述第二表面接触。

示例44：如示例1-43中任一项所述的顶部框架，其中所述纵向侧部还包括排水通道。

示例45：如示例44所述的顶部框架，其中所述横梁桥接所述排水通道。

示例46：如示例1-45中任一项所述的顶部框架，其中所述横梁具有Ω形轮廓。

示例47：一种顶部框架，其被构造成支撑顶部面板，所述顶部框架包括、由或基本上由以下组成：一对纵向侧部，所述纵向侧部中的每一个包括设置在孔的相对侧上的第一支撑结构，所述孔被构造成接收所述顶部面板的至少一部分；被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第一横向端部，所述第一横向端部包括在所述纵向侧部的第一端处邻近所述孔设置的第二支撑结构；被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第二横向端部，所述第二横向端部包括在所述纵向侧部的与所述第一端相反的第二端处邻近所述孔设置的第三支撑结构；以及包括第四支撑结构的横梁，所述横梁设置在所述第一横向端部和所述第二横向端部之间，并且被构造成在所述纵向侧部之间延伸穿过所述孔的至少一部分，其中所述第一支撑结构、所述第二支撑结构、所述第三支撑结构和所述第四支撑结构中的至少一个包括由连续纤维复合材料形成的第一表面，其中所述第一支撑结构、所述第二支撑结构、所述第三支撑结构和所述第四支撑结构中的至少一个包括由聚合物树脂形成而没有连续纤维增强的第二表面，其中至少基于相应表面的应力分析选择所述第一表面和所述第二表面分别由所述第一连续纤维复合材料和所述聚合物树脂形成而没有连续纤维增，其中所述第一表面与所述第二表面相比表现出更高的应力剖面。

示例48：如示例47所述的顶部框架，其中所述第二表面的至少一部分是注塑成型的。

示例49：如示例47所述的顶部框架，其中所述顶部框架使用一步包覆成型工艺包覆成型，所述一步包覆成型工艺包括：在注塑成型机中设置多件所述连续纤维复合材料；并且用所述聚合物树脂包覆成型所述多件所述连续纤维复合材料，以在所述注塑成型中联接所述多件，其中所述多件中的至少一个包括横梁。

示例50：如示例47所述的顶部框架，其中所述顶部框架使用两步包覆成型工艺包覆成型，所述两步包覆成型工艺包括：通过以下方式形成所述一对纵向侧部、所述第一横向端部和所述第二横向端部：将多件所述连续纤维复合材料设置在注塑成型机中；以及用所述聚合物树脂包覆成型所述多件所述连续纤维复合材料，以在所述注塑成型机中联接所述多件；独立形成所述横梁；并且将所述横梁附接到所述一对纵向侧部。

示例51：如示例50所述的顶部框架，其中所述横梁由压力机形成。

示例52：如示例50所述的顶部框架，其中所述横梁由热成型形成。

示例53：如示例47所述的顶部框架，其中所述第一支撑结构、所述第二支撑结构、所述第三支撑结构和所述第四支撑结构中的至少一个包括由连续纤维复合材料和所述聚合物树脂形成的第三表面。

示例54：如示例47-53中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂是经填充的热塑性塑料。

示例55：如示例47-53中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂是未经填充的热塑性塑料。

示例56：如示例47-53中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括碳纤维。

示例57：如示例47-53中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括玻璃纤维。

示例58：如示例47-53中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括多个纤维和基体，所述基体由第一热塑性塑料形成，其中所述多个纤维嵌入所述基体中，并且其中所述聚合物树脂由第二热塑性塑料形成。

示例59：如示例58所述的顶部框架，其中所述第一热塑性塑料是尼龙。

示例60：如示例58所述的顶部框架，其中所述第一热塑性塑料是聚碳酸酯。

示例61：如示例58所述的顶部框架，其中所述第二热塑性塑料是聚丙烯。

示例62：如示例58所述的顶部框架，其中所述第一热塑性塑料和所述第二热塑性塑料是相同的。

示例63：如示例47-62中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括单向层压板。

示例64：如示例47-62中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括多向层压板。

示例65：如示例47-64中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料为30-70体积％纤维。

示例66：如示例47-65中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂为10-70重量％纤维。

示例67：如示例47-66中任一项所述的顶部框架，其中所述第一横向端部还包括可操作以接收盒的袋；其中所述顶部面板的至少一部分包括盖构件；并且其中所述盒可操作以卷绕所述盖构件。

示例68：如示例47-67中任一项所述的顶部框架，其中所述纵向侧部还包括可操作以接收导轨的容器。

示例69：如示例47-68中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板是太阳顶部面板。

示例70：如示例47-68中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板是月亮顶部面板。

示例71：如示例47-68中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板为舱口。

示例72：如示例47-71中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板的至少一部分包括盖构件。

示例73：如示例72所述的顶部框架，其中，所述盖构件包括金属片材。

示例74：如示例72所述的顶部框架，其中，所述盖构件包括玻璃窗格。

示例75：如示例72所述的顶部框架，其中，所述盖构件包括织物片材。

示例76：如示例47-75中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板的至少一部分包括导轨。

示例77：如示例47-76中任一项所述的顶部框架，其中所述第一横向端部包括通道，所述通道包括由底表面连结的两个壁。

示例78：如示例77所述的顶部框架，其中所述两个壁由聚合物树脂形成。

示例79：如示例77所述的顶部框架，其中所述第二表面包括所述两个壁中的一个。

示例80：如示例47-79中任一项所述的顶部框架，其中所述横梁包括通道，所述通道包括由底表面连结的两个壁。

示例81：如示例80所述的顶部框架，其中所述底表面由连续纤维复合材料形成。

示例82：如示例80所述的顶部框架，其中所述第一表面包括所述横梁的底表面。

示例83：如示例47-82中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括层压板。

示例84：如示例47-83中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括层压板条状物。

示例85：如示例47-84中任一项所述的顶部框架，其中所述聚合物树脂还包括肋。

示例86：如示例47-85中任一项所述的顶部框架，其中所述第二表面被粘合到所述第一表面。

示例87：如示例47-86中任一项所述的顶部框架，其中所述第二表面包覆成型在所述第一表面上。

示例88：如示例47-87中任一项所述的顶部框架，其中所述第一表面与所述第二表面接触。

示例89：如示例47-88中任一项所述的顶部框架，其中所述纵向侧部还包括排水通道。

示例90：如示例89所述的顶部框架，其中所述横梁桥接所述排水通道。

示例91：如示例47-90中任一项所述的顶部框架，其中所述横梁具有Ω形轮廓。

示例92：一种制造示例1-91中任一项所述的顶部面板的方法，该方法包括、由或基本上由以下组成：确定所述顶部面板的一个或多个表面的应力剖面；并且至少基于所确定的应力剖面选择形成所述一个或多个表面的工艺。

示例93：如示例1-91中任一项所述的顶部框架，其中所述横梁包括通道。

示例94：如示例1-91、93中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板具有滑动构件。

示例95：如示例1-91,93中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板至少具有第一构件和第二构件。

示例96：如示例95所述的顶部框架，其中所述第一构件是滑动构件，并且所述第二构件是固定构件。

示例97：如示例1-96中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有±0°-±90°的层压板取向。

示例98：如示例1-46、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有±0°-±45°的层压板取向。

示例99：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有±45°-±90°的层压板取向。

示例100：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有±0°、±30°、±60°、±90°的层压板取向。

示例101：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有±0°、±45°、±60°、±90°的层压板取向。

示例102：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有均匀的层压板取向。

示例103：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有可变的层压板取向。

示例104：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有对称的层压板取向。

示例105：如示例1-96、63中任一项所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有不对称的层压板取向。

示例106：如示例47、63所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括混合层压板。

示例107：如示例47、63所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括一个或多个板层包括相同材料的层压板。

示例108：如示例1所述的顶部框架，其中所述第一连续纤维复合材料或所述第二连续纤维复合材料中的至少一个包括混合层压板。

示例109：如示例1所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料中的至少一个包括一个或多个板层包括相同材料的层压板。

这些非限制性示例中的每一个可以独立存在，或者可以以各种排列或组合与一个或多个其他示例组合。

以上详细描述包括对附图的参考，附图形成详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实践本公开的具体方面。这些方面在本文中也称为“示例”。这些示例可以包括除了示出或描述的那些之外的元件。然而，本发明人还考虑其中仅提供了所示或所述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用关于本文所示或所述的特定示例(或其一个或多个方面)或者关于其他示例所示或所述的那些元素(或其一个或多个方面)的任何组合或置换。

在本文件中，使用术语“一”或“一个”(如在专利文献中常见的)以包括一个或多于一个，其独立于任何其他情况或“至少一个”或“一个或多个”的使用。在本文件中，术语“或”用于表示非排他性的或，使得“A或B”包括“A但不是B”，“B但不是A”和“A和B”，除非另有说明。在本文中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等同物。此外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即包括除了在权利要求中的这一术语之后列出的元件之外的元素的系统、装置、物品、组成、公式或过程仍被认为属于该权利要求的范围。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。可以使用其他方面，例如本领域普通技术人员在阅读以上描述时可以使用的其他方面。提供摘要以允许读者快速确定技术公开的本质。提交时的应理解是，它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为旨在未要求保护的本公开的特征对于任何权利要求是必不可少的。相反，发明主题可以在于少于特定公开方面的所有特征。因此，以下权利要求在此作为示例或方面并入到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的方面，并且预期这些方面可以以各种组合或排列彼此组合。应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本公开的范围。

Claims (19)

1.一种顶部框架，其被构造成支撑顶部面板，所述顶部框架包括：

一对纵向侧部，所述纵向侧部中的每一个包括设置在孔的相对侧上的第一结构，所述孔被构造成接收所述顶部面板的至少一部分；

被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第一横向端部，所述第一横向端部包括在所述纵向侧部的第一端处邻近所述孔设置的第二结构；

被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第二横向端部，所述第二横向端部包括在所述纵向侧部的与所述第一端相反的第二端处邻近所述孔设置的第三结构；以及

包括第四结构的横梁，所述横梁设置在所述第一横向端部和所述第二横向端部之间，并且被构造成在所述纵向侧部之间延伸穿过所述孔的至少一部分，特征在于

所述纵向侧部还包括排水通道，其中所述横梁桥接所述排水通道的至少一部分；

所述第一结构、所述第二结构、所述第三结构和所述第四结构中的至少一个包括由包含多向层压板的第一连续纤维复合材料形成的第一表面，并且

所述第一结构、所述第二结构、所述第三结构和所述第四结构中的至少一个包括由包含单向层压板的第二连续纤维复合材料形成的第二表面，其中至少基于相应表面的应力分析选择所述第一表面和所述第二表面分别由所述第一连续纤维复合材料和所述第二连续纤维复合材料形成，其中所述第一表面与所述第二表面相比表现出更高的应力剖面。

2.根据权利要求1所述的顶部框架，其中所述横梁包括所述第一表面。

3.根据权利要求2所述的顶部框架，其中所述多向层压板具有在±30°和±60°之间的层压板取向。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面板的所述至少一部分包括盖构件，所述盖构件包括金属片材、玻璃窗格或织物片材。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部框架使用两步包覆成型工艺包覆成型，所述两步包覆成型工艺包括：

通过以下形成所述一对纵向侧部、所述第一横向端部和所述第二横向端部：

将多件所述第一连续纤维复合材料或所述第二连续纤维复合材料设置在注塑成型机中；以及

用聚合物树脂包覆成型所述多件所述第一连续纤维复合材料或所述第二连续纤维复合材料，以在所述注塑成型机中联接所述多件；

独立形成所述横梁；并且

将所述横梁附接到所述一对纵向侧部。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的顶部框架，其中所述第一横向端部还包括可操作以接收盒的袋；

其中所述顶部面板的所述至少一部分包括伸缩式盖构件；并且

其中所述盒可操作以卷绕所述伸缩式盖构件。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的顶部框架，其中所述纵向侧部还包括可操作以接收导轨的容器。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面 板包括太阳顶部面板、月亮顶部面板或舱口。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的顶部框架，其中所述顶部面 板的所述至少一部分包括导轨。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的顶部框架，其中所述第一横向端部包括通道，所述通道包括由底表面连结的两个壁。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的顶部框架，其中所述横梁具有Ω形轮廓。

12.一种顶部框架，其被构造成支撑顶部面板，所述顶部框架包括：

一对纵向侧部，所述纵向侧部中的每一个包括设置在孔的相对侧上的第一支撑结构，所述孔被构造成接收所述顶部面板的至少一部分；

被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第一横向端部，所述第一横向端部包括在所述纵向侧部的第一端处邻近所述孔设置的第二支撑结构；

被构造成联接在所述纵向侧部中的每一个之间的第二横向端部，所述第二横向端部包括在所述纵向侧部的与所述第一端相反的第二端处邻近所述孔设置的第三支撑结构；以及

包括第四支撑结构的横梁，所述横梁设置在所述第一横向端部和所述第二横向端部之间，并且被构造成在所述纵向侧部之间延伸穿过所述孔的至少一部分，特征在于：

所述纵向侧部还包括排水通道，其中所述横梁桥接所述排水通道的至少一部分；

所述第一支撑结构、所述第二支撑结构、所述第三支撑结构和所述第四支撑结构中的至少一个包括由连续纤维复合材料形成的第一表面，

所述第一支撑结构、所述第二支撑结构、所述第三支撑结构和所述第四支撑结构中的至少一个包括由聚合物树脂形成而没有连续纤维增强的第二表面，并且

其中至少基于相应表面的应力分析选择所述第一表面和所述第二表面分别由第一连续纤维复合材料和所述聚合物树脂形成而没有连续纤维增强，其中所述第一表面与所述第二表面相比表现出更高的应力剖面。

13.根据权利要求12所述的顶部框架，其中所述顶部框架采用一步包覆成型工艺包覆成型，所述一步包覆成型工艺包括：

在注塑成型机中设置多件所述连续纤维复合材料；并且

用所述聚合物树脂包覆成型所述多件所述连续纤维复合材料，以在所述注塑成型机中联接所述多件，

其中所述多件中的至少一个包括所述横梁。

14.根据权利要求12所述的顶部框架，其中所述顶部框架使用两步包覆成型工艺包覆成型，所述两步包覆成型工艺包括：通过以下方式形成所述一对纵向侧部、所述第一横向端部和所述第二横向端部：

将多件所述连续纤维复合材料设置在注塑成型机中；以及

用所述聚合物树脂包覆成型所述多件所述连续纤维复合材料，以在所述注塑成型机中联接所述多件；

独立形成所述横梁；并且

将所述横梁附接到所述一对纵向侧部。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括碳纤维或玻璃纤维或它们的组合。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括：多个纤维和基体，所述基体由第一热塑性塑料形成，

其中所述多个纤维嵌入所述基体中，并且

其中所述聚合物树脂由第二热塑性塑料形成。

17.根据权利要求12-16中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括单向层压板。

18.根据权利要求12-16中任一项所述的顶部框架，其中所述连续纤维复合材料包括多向层压板。

19.一种制造根据权利要求1-18中任一项所述的顶部面板的方法，所述方法包括：确定所述顶部面板的一个或多个表面的应力剖面；以及

至少基于所确定的应力剖面选择形成所述一个或多个表面的工艺。

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