CN113858649B - 一种承载用车载轻质复合材料框架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种承载用车载轻质复合材料框架极其制备方法。本发明通过整体成型及连续拉挤板材等成型方法的组合使用，实现了车载复合材料框架主受力结构无裁切加工导致的端部及连接部位易破坏问题；通过连接部位连续纤维设置加强层，实现了车载复合材料框架长期使用过程中连接疲劳松动、不可靠问题。本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架，解决了复合材料在汽车轻量化使用过程中连接不可靠及加工导致的易破坏问题，各层复合材料承重梁的数量与是否安装复合材料面板视载重而定，具有一定的可调节性。另外，本发明对于大小尺寸结构框架均具有很好的适用性，特别是对复合材料在汽车行业的推广应用具有积极的促进作用。

Description

一种承载用车载轻质复合材料框架及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，特别涉及一种承载用车载轻质复合材料框架及其制备方法。
背景技术
现有的车载框架基本采用金属材质，使用螺栓固定方式连接，致使框架结构存在如下缺点：1）金属生锈，腐蚀较为严重；2）满足承载要求时，整体重量较重；3）长时间使用，螺栓松动，整体刚性变差。纤维增强树脂基复合材料承能有效降低框架结构的重量，同时具有优异的抗腐蚀性能；专利CN208045324U公开了一种集合式电容器用全绝缘玻璃纤维复合材料框架，采用复合材料型材，利用连接片、绝缘螺栓和绝缘支座进行组合组装得到;专利CN108262998A公开了一种复合材料缠绕管铆接成整体框架的制备方法；专利CN111828445A公开了一种复合材料管梁通过卯孔槽连接组成的框架结构，其他对复合材料框架制备并未有所报道。上述发明复合材料框架均使用单一复合材料制件通过设置连接方式制备，框架仅限于支撑作用，载重物在复合材料框架中的大空间放置问题没有描述，同时，在车载使用过程中，其连接方式在长期使用过程中会出现连接疲劳松动、不可靠问题；组合使用的复合材料制件会因组装时的裁切加工导致端部与连接部位易破坏问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种承载用车载轻质复合材料框架及其成型制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其步骤如下：
（1）承载用车载轻质复合材料框架，包括复合材料承重梁和复合材料承重框，所述复合材料承重梁，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，杆状结构；复合材料承重框，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，包括口字型外框及其内部的多根中间横杆，中间横杆上设置有连接槽；复合材料承重梁，位于复合材料承重框的连接槽内，用于连接及固定纵向放置的多个复合材料承重框；
（2）根据复合材料结构框架的承载要求与尺寸，确定复合材料承重梁和复合材料承重框的结构尺寸与数量；
（3）复合材料承重框制备：
a）加工成型所需模具与缠绕用工装；
b）制备单向纤维预浸料；
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度不超过复合材料承重框纵杆总厚度的1/2；再在内侧铺放剩余厚度的单向纤维预浸料，铺放时，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设；将内侧铺贴的单向纤维预浸料取出，放置在缠绕用工装上，并在中间横杆上预置连接槽；在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，对称缠绕30-60度角缠绕方向的加强层；在中间横杆的两端或其与连接槽的两端，缠绕85-90度角缠绕方向的加强层；
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型；
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框2；
（4）制备复合材料承重梁；
（5）按要求纵向放置所有复合材料承重框；将复合材料承重梁固定放置在复合材料承重框的连接槽内，实现对所有复合材料承重框的固定与连接，即制得车载轻质复合材料结构框架。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述复合材料承重框纵杆上的加强层，其缠绕方向的角度为45度。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述复合材料承重框中间横杆上的加强层，其缠绕方向的角度为90度。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述复合材料承重框在同一层、同一侧的所有连接槽位于同一直线上。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述连接固定所有复合材料承重框在同一层、同一侧所有连接槽的是一根复合材料承重梁。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述连接固定所有复合材料承重框在同一层、同一侧所有连接槽的是多根复合材料承重梁。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述多根复合材料承重梁不在同一条直线上。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架，其特征在于：包括复合材料承重梁和复合材料承重框，所述复合材料承重梁，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，杆状结构；复合材料承重框，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，包括口字型外框及其内部的多根中间横杆，中间横杆上设置有连接槽；所述复合材料承重梁，用于连接及固定纵向放置的多个复合材料承重框。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架，其特征在于：还包括复合材料面板，由纤维增强热固性树脂基复合材料制成，板状结构；按照需要选择合适位置的复合材料承重梁，将复合材料面板固定在其上方。
本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，通过整体成型及连续拉挤板材等成型方法的组合使用，实现了车载复合材料框架主受力结构无裁切加工导致的端部及连接部位易破坏问题；通过连接部位连续纤维设置加强层，实现了车载复合材料框架长期使用过程中连接疲劳松动、不可靠问题；通过铆接与胶结组合使用，实现了车载复合材料框架固定连接的疲劳松动问题。本发明涉及的承载用车载轻质复合材料框架，可有效替代目前市面的车载金属框架，有效解决汽车轻量化问题、金属防锈问题及长期使用过程中连接松动不可靠问题，解决了复合材料在汽车轻量化使用过程中连接不可靠及加工导致的易破坏问题，各层复合材料承重梁的数量与是否安装复合材料面板视载重而定，具有一定的可调节性；各层复合材料承重框、承重梁面板采用铆接与胶结相结合的方式，可防止连接的松动，能防止框架结构长时间使用刚性变差。另外，本发明对于大小尺寸结构框架均具有很好的适用性，特别是对复合材料在汽车行业的推广应用具有积极的促进作用。
附图说明
图1为本发明复合材料结构框架结构示意图；
图2为复合材料承重框铺层比例示意图；
图3为复合材料承重框中间横杆与纵杆连接处包缠示意图；
图4为复合材料承重框单层预成型连接槽示意图；
图5为复合材料承重梁与承重框铆接与胶结相结合连接示意图。
其中，1-复合材料承重梁；2-复合材料承重框；3-复合材料面板，4-连接槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。此处所描述的实施例仅解释本发明，并不用于限定本发明，同时，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突即可组合使用。
实施例一
本实施例承载用车载轻质复合材料框架，由复合材料承重梁1、复合材料承重框2和复合材料面板3构成的组合式结构，如图1所示。
复合材料承重梁1，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，杆状，截面为方形。
复合材料承重框2，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，为八横两纵十根方形杆构成的框架式结构。其中，最上端与最下端的两根横杆与两根纵杆首尾相连形成其外框；六根中间横杆上端的两侧分别设置有连接槽4，其深度为中间横杆厚度的四分之一。
复合材料面板3，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，板状结构。
本实施例的承载用车载轻质复合材料框架，复合材料承重框2，四个，以恒定间距纵向排列；四个复合材料承重框2在同一层、同一侧的四个连接槽4，位于同一条直线上。在复合材料承重框2每条直线上的连接槽4内分别设置一根复合材料承重梁1，借助结构胶和铆钉进行固定密封连接，从而对四个承重框2起到连接、固定作用，同时负责复合材料框架的承载。复合材料面板3放置于第一层和第六层的两复合材料承重梁1上方。
本实施例车载轻质复合材料结构框架，其制备方法如下：
（1）复合材料承重框2制备
a）加工复合材料承重框2成型所需模具与缠绕用工装。
b）预浸料制备：利用连续玻璃纤维与环氧树脂，制备成单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料。
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度为复合材料承重框2纵杆总厚度的1/2。再在内侧铺放剩余1/2厚度的单向纤维预浸料，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设，如图2所示，即内侧铺放单向纤维预浸料时，相邻两横杆与两纵杆之间形成闭合。铺放完成后，将内侧铺贴的预浸料取出，放置在缠绕用工装上，再在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，以10N的缠绕张力、45度角的缠绕方向，对称缠绕5层、宽10cm的单向连续玻璃纤维加强层，并在中间横杆上、紧邻纵杆的加强层，以10N的缠绕张力、0度角的缠绕方向，缠绕5层、宽5cm的单向连续玻璃纤维加强层，如图3所示。在中间横杆设置连接槽4处，基于上面铺层，在连接槽4两侧继续铺放单向纤维预浸料至所需厚度，如图4所示。
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型。
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框2。
（2）复合材料承重梁1和复合材料面板3制备：
复合材料承重梁1和复合材料面板3可分别采用外部包裹纤维布拉挤成型的复合材料型材，经裁切加工得到满足公差要求的尺寸。
（3）定位四个复合材料承重框2，在相邻两中间横杆的连接槽4处放置复合材料承重梁1，放置时，先在连接槽4处涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封，如图5所示。静置30min。
（4）在第一层和第六层上分别将安装复合材料面板3，复合材料面板3与复合材料承重梁1接触位置，先涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min，制得车载轻质复合材料结构框架。
实施例二
本实施例承载用车载轻质复合材料框架，由复合材料承重梁1、复合材料承重框2和复合材料面板3构成的组合式结构，如图1所示。
复合材料承重梁1，由单向连续碳纤维增强酚醛树脂基复合材料制成，杆状，截面为方形。
复合材料承重框2，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，为八横两纵十根方形杆构成的框架式结构。其中，最上端与最下端的两根横杆与两根纵杆首尾相连形成其外框；六根中间横杆上端的两侧分别设置有连接槽4，其深度为中间横杆厚度的四分之一。
复合材料面板3，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，板状结构。
本实施例的承载用车载轻质复合材料框架，复合材料承重框2，四个，以恒定间距纵向排列；四个复合材料承重框2在同一层、同一侧的四个连接槽4，位于同一条直线上。复合材料承重框2每条直线上的连接槽4内设置一根复合材料承重梁1，借助结构胶和铆钉进行固定密封连接，从而对四个承重框2起到连接、固定作用，同时负责复合材料框架的承载。复合材料面板3放置于第一层和第六层的两复合材料承重梁1上方。
本实施例车载轻质复合材料结构框架，其制备方法如下：
（1）复合材料承重框2制备
a）加工复合材料承重框2成型所需模具与缠绕用工装。
b）预浸料制备：利用连续玻璃纤维与环氧树脂，制备成单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料。
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度为复合材料承重框2纵杆总厚度的1/2。再在内侧铺放剩余1/2厚度的单向纤维预浸料，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设，如图2所示，即内侧铺放单向纤维预浸料时，相邻两横杆与两纵杆之间形成闭合。铺放完成后，将内侧铺贴的预浸料取出，放置在缠绕用工装上，再在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，以10N的缠绕张力、30度角的缠绕方向，对称缠绕5层、宽10cm的单向连续玻璃纤维加强层，并在中间横杆上、紧邻纵杆的加强层，以10N的缠绕张力、0度角的缠绕方向，缠绕2层、宽5cm的单向连续玻璃纤维加强层，如图3所示。在中间横杆设置连接槽4处，基于上面铺层，在连接槽4两侧继续铺放单向纤维预浸料至所需厚度，在连接槽4的两侧及中间横杆的两端，分别以10N的缠绕张力、0度角的缠绕方向，缠绕2层、宽5cm的单向连续玻璃纤维加强层。
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型；
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框2。
（2）复合材料承重梁1和复合材料面板3制备：
复合材料承重梁1和复合材料面板3可分别采用外部包裹纤维布拉挤成型的复合材料型材，经裁切加工得到满足公差要求的尺寸。
（3）定位四个复合材料承重框2，在相邻两中间横杆的连接槽4处放置复合材料承重梁1，放置时，先在连接槽4处涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封，如图5所示。静置30min。
（4）在第一层和第六层上分别将安装复合材料面板3，复合材料面板3与复合材料承重梁1接触位置，先涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min，制得车载轻质复合材料结构框架。
实施例三
本实施例承载用车载轻质复合材料框架，由复合材料承重梁1、复合材料承重框2和复合材料面板3构成的组合式结构，如图1所示。
复合材料承重梁1，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，杆状，截面为方形。
复合材料承重框2，由芳纶纤维布增强环氧树脂基复合材料制成，为八横两纵十根方形杆构成的框架式结构。其中，最上端与最下端的两根横杆与两根纵杆首尾相连形成其外框；六根中间横杆上端的两侧分别设置有连接槽4，其深度为中间横杆厚度的四分之一。
复合材料面板3，由单向连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料制成，板状结构。
本实施例的承载用车载轻质复合材料框架，复合材料承重框2，四个，以恒定间距纵向排列；四个复合材料承重框2在同一层、同一侧的四个连接槽4，位于同一条直线上。复合材料承重框2的每条直线上的连接槽4内都设置一根复合材料承重梁1，借助结构胶和铆钉进行固定密封连接，从而对四个承重框2起到连接、固定作用，同时负责复合材料框架的承载。复合材料面板3放置于第一层和第六层的两复合材料承重梁1上方。
本实施例车载轻质复合材料结构框架，其制备方法如下：
（1）复合材料承重框2制备
a）加工复合材料承重框2成型所需模具与缠绕用工装。
b）预浸料制备：利用连续芳纶纤维与环氧树脂，制备成单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料。
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度为复合材料承重框2纵杆总厚度的1/3。再在内侧铺放1/3厚度的单向纤维预浸料，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设，即内侧铺放单向纤维预浸料时，相邻两横杆与两纵杆之间形成闭合。再在最内侧铺放剩余1/3厚度的单向纤维预浸料，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设至连接槽4处；在同一中间横杆的两连接槽4之间，铺放1/3厚度的单向纤维预浸料。铺放完成后，将内侧铺贴的2/3厚预浸料取出，放置在缠绕用工装上，再在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，以10N的缠绕张力、60度角的缠绕方向，对称缠绕5层、宽10cm的单向连续玻璃纤维加强层，并在中间横杆上、紧邻纵杆的加强层以及连接槽4的两侧，以10N的缠绕张力、0度角的缠绕方向，缠绕2层、宽5cm的单向连续玻璃纤维加强层。
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型；
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框2。
（2）复合材料承重梁1和复合材料面板3制备：
复合材料承重梁1和复合材料面板3可分别采用外部包裹纤维布拉挤成型的复合材料型材，经裁切加工得到满足公差要求的尺寸。
（3）定位四个复合材料承重框2，在相邻两中间横杆的连接槽4处放置复合材料承重梁1，放置时，先在连接槽4处涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min。
（4）在第一层和第六层上分别将安装复合材料面板3，复合材料面板3与复合材料承重梁1接触位置，先涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min。，制得车载轻质复合材料结构框架。
实施例四
本实施例承载用车载轻质复合材料框架，由复合材料承重梁1、复合材料承重框2和复合材料面板3构成的组合式结构，如图1所示。
复合材料承重梁1，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，杆状，截面为方形。
复合材料承重框2，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，为八横两纵十根方形杆构成的框架式结构。其中，最上端与最下端的两根横杆与两根纵杆首尾相连形成其外框；六根中间横杆上端的两侧分别设置有连接槽4，其深度为中间横杆厚度的四分之一。
复合材料面板3，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，板状结构。
本实施例的承载用车载轻质复合材料框架，复合材料承重框2，四个，以恒定间距纵向排列；四个复合材料承重框2在同一层、同一侧的四个连接槽4，位于同一条直线上。复合材料承重框2的每条直线上的连接槽4内都设置一根复合材料承重梁1，借助结构胶和铆钉进行固定密封连接，从而对四个承重框2起到连接、固定作用，同时负责复合材料框架的承载。在承载用车载轻质复合材料框架第三层中间的两复合材料承重梁1之间，设置有与两者连接的两个复合材料短承重梁1，用于承载部位局部加强处理。
复合材料面板3放置于第一层和第六层的两复合材料承重梁1上方。
本实施例车载轻质复合材料结构框架，其制备方法如下：
（1）复合材料承重框2制备
a）加工复合材料承重框2成型所需模具与缠绕用工装。
b）预浸料制备：利用连续玻璃纤维与环氧树脂，制备成单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料。
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度为复合材料承重框2纵杆总厚度的1/2。再在内侧铺放剩余1/2厚度的单向纤维预浸料，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设，即内侧铺放单向纤维预浸料时，相邻两横杆与两纵杆之间形成闭合。铺放完成后，将内侧铺贴的预浸料取出，放置在缠绕用工装上，再在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，以10N的缠绕张力、45度角的缠绕方向，对称缠绕5层、宽10cm的单向连续玻璃纤维加强层，并在中间横杆上、紧邻纵杆的加强层，以10N的缠绕张力、5度角的缠绕方向，缠绕5层、宽5cm的单向连续玻璃纤维加强层。在中间横杆设置连接槽4处，基于上面铺层，在连接槽4两侧继续铺放单向纤维预浸料至所需厚度。
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型；
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框2。
（2）复合材料承重梁1和复合材料面板3制备：
复合材料承重梁1和复合材料面板3可分别采用外部包裹纤维布拉挤成型的复合材料型材，经裁切加工得到满足公差要求的尺寸。
（3）定位四个复合材料承重框2，在相邻两中间横杆的连接槽4处放置复合材料承重梁1及局部承载加强的短承重梁1，放置时，先在连接槽4处涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min。
（4）在第一层和第六层上分别将安装复合材料面板3，复合材料面板3与复合材料承重梁1接触位置，先涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min。，制得车载轻质复合材料结构框架。
实施例五
本实施例承载用车载轻质复合材料框架，由复合材料承重梁1、复合材料承重框2和复合材料面板3构成的组合式结构，如图1所示。
复合材料承重梁1，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，杆状，截面为方形。
复合材料承重框2，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，为八横两纵十根方形杆构成的框架式结构。其中，最上端与最下端的两根横杆与两根纵杆首尾相连形成其外框；六根中间横杆上端的两侧分别设置有连接槽4，其深度为中间横杆厚度的四分之一。
复合材料面板3，由单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制成，板状结构。
本实施例的承载用车载轻质复合材料框架，五个纵向放置的复合材料承重框2，同一层、同一侧相邻两中间横杆的连接槽4中，设置一复合材料承重梁1；同一层、同一侧的相邻两复合材料承重梁1不在同一条直线上。复合材料承重框2的每条直线上的连接槽4内都设置一根复合材料承重梁1，借助结构胶和铆钉进行固定密封连接，从而对四个承重框2起到连接、固定作用，同时负责复合材料框架的承载。复合材料面板3放置于第一层和第六层的两复合材料承重梁1上方。
本实施例车载轻质复合材料结构框架，其制备方法如下：
（1）复合材料承重框2制备
a）加工复合材料承重框2成型所需模具与缠绕用工装。
b）预浸料制备：利用连续玻璃纤维与环氧树脂，制备成单向连续玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料。
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度为复合材料承重框2纵杆总厚度的1/2。再在内侧铺放剩余1/2厚度的单向纤维预浸料，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料沿中间横杆铺设，如图3所示，即内侧铺放单向纤维预浸料时，相邻两横杆与两纵杆之间形成闭合。铺放完成后，将内侧铺贴的预浸料取出，放置在缠绕用工装上，再在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，以10N的缠绕张力、45度角的缠绕方向，对称缠绕5层、宽10cm的单向连续玻璃纤维加强层，并在中间横杆上、紧邻纵杆的加强层，以10N的缠绕张力、0度角的缠绕方向，缠绕5层、宽5cm的单向连续玻璃纤维加强层，如图4所示。在中间横杆设置连接槽4处，基于上面铺层，在连接槽4两侧继续铺放单向纤维预浸料至所需厚度。
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型；
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框2。
（2）复合材料承重梁1和复合材料面板3制备：
复合材料承重梁1和复合材料面板3可分别采用外部包裹纤维布拉挤成型的复合材料型材，经裁切加工得到满足公差要求的尺寸。
（3）定位四个复合材料承重框2，在相邻两中间横杆的连接槽4处放置复合材料承重梁1，放置时，先在连接槽4处涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min。
（4）在第一层和第六层上分别将安装复合材料面板3，复合材料面板3与复合材料承重梁1接触位置，先涂抹结构胶粘剂，再用铆钉连接，最后用结构胶粘剂密封。静置30min，制得车载轻质复合材料结构框架。

Claims (9)

1.一种承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其步骤如下：
（1）承载用车载轻质复合材料框架，包括复合材料承重梁（1）和复合材料承重框（2），所述复合材料承重梁(1)，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，杆状结构；复合材料承重框(2)，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，包括口字型外框及其内部的多根中间横杆，中间横杆上设置有连接槽（4）；复合材料承重梁（1），位于复合材料承重框(2)的连接槽（4）内，用于连接及固定纵向放置的多个复合材料承重框（2）；
（2）根据复合材料结构框架的承载要求与尺寸，确定复合材料承重梁(1)和复合材料承重框(2)的结构尺寸与数量；
（3）复合材料承重框（2）制备：
a）加工成型所需模具与缠绕用工装；
b）制备单向纤维预浸料；
c）铺层：在模具内首先沿外框整体铺放单向纤维预浸料，铺放厚度不超过复合材料承重框（2）纵杆总厚度的1/2；再在内侧铺放剩余厚度的单向纤维预浸料，铺放时，在中间横杆与纵杆的连接处，单向纤维预浸料开始沿中间横杆铺设；将内侧铺贴的单向纤维预浸料取出，放置在缠绕用工装上，并在中间横杆上预置连接槽（4）；在中间横杆与纵杆的连接处、中间横杆两侧的纵杆上，对称缠绕30-60度角缠绕方向的加强层；在中间横杆的两端或其与连接槽（4）的两端，缠绕85-90度角缠绕方向的加强层；
d）固化成型：将铺层、模具及缠绕用工装放置于真空袋中，铺设对应的辅助材料后，抽取真空，按照预浸料固化制度，进行固化成型；
e）后处理：脱模，清理树脂飞边，得到整体成型的单个复合材料承重框（2）；
（4）制备复合材料承重梁（1）；
（5）按要求纵向放置所有复合材料承重框（2）；将复合材料承重梁（1）固定放置在复合材料承重框（2）的连接槽（4）内，实现对所有复合材料承重框（2）的固定与连接，即制得车载轻质复合材料结构框架。
2.根据权利要求1所述的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述复合材料承重框（2）纵杆上的加强层，其缠绕方向的角度为45度。
3.根据权利要求1所述的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述复合材料承重框（2）中间横杆上的加强层，其缠绕方向的角度为90度。
4.根据权利要求1所述的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述复合材料承重框（2）在同一层、同一侧的所有连接槽（4）位于同一直线上。
5.根据权利要求1所述的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述连接固定所有复合材料承重框（2）在同一层、同一侧所有连接槽（4）的是一根复合材料承重梁（1）。
6.根据权利要求1所述的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述连接固定所有复合材料承重框（2）在同一层、同一侧所有连接槽（4）的是多根复合材料承重梁（1）。
7.根据权利要求6所述的承载用车载轻质复合材料框架的制备方法，其特征在于：所述多根复合材料承重梁（1）不在同一条直线上。
8.一种根据权利要求1所述方法制备的承载用车载轻质复合材料框架，其特征在于：包括复合材料承重梁（1）和复合材料承重框（2），所述复合材料承重梁(1)，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，杆状结构；复合材料承重框(2)，由单向连续纤维增强热固性树脂基复合材料制成，包括口字型外框及其内部的多根中间横杆，中间横杆上设置有连接槽（4）；所述复合材料承重梁(1)，用于连接及固定纵向放置的多个复合材料承重框（2）。
9.根据权利要求8所述的承载用车载轻质复合材料框架，其特征在于：还包括复合材料面板（3），由纤维增强热固性树脂基复合材料制成，板状结构；按照需要选择合适位置的复合材料承重梁（1），将复合材料面板（3）固定在其上方。
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