CN203836045U - 一种基于模压成型的复合材料板簧 - Google Patents
一种基于模压成型的复合材料板簧 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203836045U CN203836045U CN201320793736.XU CN201320793736U CN203836045U CN 203836045 U CN203836045 U CN 203836045U CN 201320793736 U CN201320793736 U CN 201320793736U CN 203836045 U CN203836045 U CN 203836045U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leaf spring
- length
- plate spring
- composite material
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims description 4
- 241001101025 Lilaeopsis Species 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 6
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229920006387 Vinylite Polymers 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 208000020442 loss of weight Diseases 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000274582 Pycnanthus angolensis Species 0.000 description 1
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 239000011157 advanced composite material Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
一种基于模压成型的复合材料板簧，其特征在于，复合材料板簧包括不等长度层合板结构，采用面密度为140～560g/m2的等长增强材料，以8层为一个单元，单元厚度为1～4mm，设板簧长度方向为0度铺设方向，其0度：45度：-45度：90度铺层比例为50%：20%：20%：10%，根据不同的单元厚度，由板簧内侧向外侧依次铺设15～60个单元，每个单元长度方向的中心线与板簧整体长度中心线对齐。与金属板簧比较，在满足使用条件的情况下，复合材料板簧具有明显的减重优势，可以减重40%以上，复合材料板簧具有优异的疲劳性能，大大增加板簧的寿命，为实现新能源汽车轻量化提供了新的技术途径。
Description
技术领域
本实用新型属于复合材料设计及其制造技术，涉及基于模压成型的复合材料板簧。
背景技术
汽车轻量化是新能源汽车发展与推广使用的迫切要求，航空领域通过用复合材料替代金属材料使飞机轻量化的途径和技术，势必推广应用于汽车领域。由于复合材料相对金属有高的比强度和比刚度，可设计性强，可实现结构及功能一体化设计，使制件具有减震、隔热、降噪、抗冲击损伤、装饰等功能，复合材料替代金属材料制造汽车零部件，将有效减轻汽车结构重量，降低能源消耗，并能提高汽车安全及舒适度。
为了降低因汽车使用化石燃料而大量排放出的温室气体给大气环境造成的污染，全世界，尤其发达国家开始发展新能源汽车，目前重点是电池动力汽车，并将复合材料应用于如翼子板、车顶板、底盘、行李箱板、门内板、轮毂、引擎罩、避震弹簧、传动轴结构加强和耐热件等。以板簧为例，轿车或载重汽车的板簧是由多层钢片叠加在一起使用，不但重量较重，而且还要经过特殊组装才能承载。而采用复合材料，可以大大降低板簧的结构重量。
现有钢制板簧大量运用于货车，客车等领域，其结构质量重，刚度大，疲劳寿命短。采用钢制板簧，造成运输成本增长，污染及排放较多，疲劳舒适性降低，疲劳破坏时钢制板簧从中间锻炼，容易造成交通事故。常规复合层压板刚度过小，强度不能满足实际运行的需求。
发明内容
本实用新型的目的是：提出一种利用模压成型技术制备复合材料板簧，替代原钢制板簧，除达到一般承载要求外，还要满足减重和抗疲劳性要求的。
本实用新型的技术方案是：复合材料板簧包括不等长度层合板结构，采用面密度为140～560g/m2的等长增强材料，设板簧长度方向为0度铺设方向，其0度：45度：-45度：90度铺层比例为50%：20%：20%：10%，根据不同的单元厚度，由板簧内侧向外侧依次铺设15～60个单元，每个单元长度方向的中心线与板簧整体长度中心线对齐，设板簧长度为L，宽度为B，长度范围为1200mm～1900mm，宽度范围为50mm～150mm，铺层从板簧内侧开始至外侧，从板簧内侧到板簧四分之一厚度处每个单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，板簧四分之一厚度处到板簧二分之一厚度处，首个单元长度为0.57L，后续单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，以板簧二分之一厚度处为对称面铺设后续的单元直至板簧外侧，板簧的两端用金属卷耳包裹并用螺栓固定，板簧的中部安装金属加载盒。
所述板簧所采用的树脂是改性环氧树脂、双马树脂、乙烯基树脂或其他低粘度树脂。
所述板簧的增强材料是玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、天然植物纤维中的一种或几种复合，材料的状态是单向的纱线形式或者织物形式。
本实用新型的优点是：利用先进的复合材料层合结构的设计、制造和应用技术，用复合材料层板结构替代钢制板材制造板簧，相对于钢制板簧，使板簧减重达40%以上，减少污染排放，节省油耗和运输成本，强度提高，刚度实现可调控，增加乘员舒适性，疲劳寿命增长2倍，其发生破坏时能保证车辆能正常靠边停车修理，避免发生交通事，故可以广泛应用于汽车的板簧设计制造领域。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型做进一步详细说明。以一种板簧为例，见图1。复合材料板簧1包括不等长度层合板结构，采用面密度为140～560g/m2的等长增强材料，设板簧1长度方向为0度铺设方向，其0度：45度：-45度：90度铺层比例为50%：20%：20%：10%，根据不同的单元厚度，由板簧1内侧向外侧依次铺设15～60个单元，每个单元长度方向的中心线与板簧1整体长度中心线对齐，设板簧1长度为L，宽度为B，长度范围为1200mm～1900mm，宽度范围为50mm～150mm，铺层从板簧1内侧开始至外侧，从板簧内侧到板簧四分之一厚度处每个单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，板簧四分之一厚度处到板簧二分之一厚度处，首个单元长度为0.57L，后续单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，以板簧二分之一厚度处为对称面铺设后续的单元直至板簧外侧，板簧的两端用金属卷耳3包裹并用螺栓4固定，板簧的中部安装金属加载盒2。
实施例1：
一种模压成型技术制造板簧的设计技术，其设计结构如下：
（1）将SW280玻璃布（面密度280g/m2）上涂上定型剂（EST-321，采用丙酮作为溶剂配制溶液，浓度为5%，用量为100ml/m2），以8层为一个单元（单元厚度为2mm），共计剪裁22个单元，其尺寸如下：
| 铺层顺序（由下往上） | 尺寸（mm） |
| 1 | 1440X80 |
| 2 | 1440X80 |
| 3 | 1400X80 |
| 4 | 1300X80 |
| 5 | 1200X80 |
| 6 | 1000X80 |
| 7 | 800X80 |
| 8 | 600X80 |
| 9 | 500X80 |
| 10 | 400X80 |
| 11 | 410X80 |
| 12 | 420X80 |
| 13 | 440X80 |
| 14 | 460X80 |
| 15 | 500X80 |
| 16 | 600X80 |
| 17 | 800X80 |
| 18 | 1000X80 |
| 19 | 1200X80 |
| 20 | 1440X80 |
| 21 | 1450X80 |
| 22 | 1460X80 |
（2）模具清理洁净，并涂脱模剂烘干；
（3）铺第一单元第一层玻璃纤维，依次铺其余的纤维；
（4）选用SY-24B胶膜填塞模具边缘区域；
（5）合模，合模间隙小于0.02mm；
（6）加热，以0.5～2.0℃/min的速度，升温至80℃±2℃下保温2小时；
（7）抽真空，保持真空压差不低于0.098MPa；
（8）选用环氧树脂，两端同时注胶，中间位置开出胶孔，上下分别出胶，直至完成注射，注射时间小于12小时；
（9）进烘箱在真空加压加热条件下固化，固化条件为：120℃±3℃下固化3小时；
（10）脱模，去除边角毛刺，表面打磨，经外形尺寸检测和超声C-扫描检测，达到设计要求。
实施例2
一种模压成型技术制造板簧的设计与制造技术，其设计和制备的过程和方法如下：
（1）将植物纤维LYF（面密度140g/m2，16层为一个单元，单元厚度为2mm）和EW220玻璃布（面密度220g/m2，10层为一个单元，单元厚度为2mm），涂上定型剂（EST-321，采用丙酮作为溶剂配制溶液，浓度为2%，用量为200ml/m2），其尺寸如例1，其中奇数单元为植物纤维LYF，偶数单元为EW220玻璃布，共计剪裁22个单元。
（2）模具清理洁净，并涂脱模剂烘干；
（3）在模具上铺一层导流网，其厚度为0.2mm，网孔直径为尺寸为3mm，每单位面积的孔密度为：10个/cm2，导流网的尺寸为：1430mmX70mm，将导流网置于模具中，与边缘的距离是5mm。
（4）铺第一单元第一层植物纤维，依次铺其余的纤维；
（5）选用腻子条填塞模具边缘区域；
（6）合模，合模间隙小于0.06mm；
（7）加热，以1.0℃/min的速度，升温至60℃±2℃下保温2小时；
（8）抽真空，保持真空压差不低于0.097MPa；
（9）选用乙烯基树脂，从带有导流网的模具中间开始注胶，从另一面的中间位置开出胶孔，直至完成注射，注射时间6小时；
（10）进烘箱在真空加压加热条件下固化，固化条件为：100℃±3℃下固化4小时；
（11）脱模，去除边角毛刺，表面打磨，经外形尺寸检测和超声C-扫描检测，达到设计要求。
实施例3
一种模压成型技术制造板簧的设计与制造技术，其设计和制备的过程和方法如下：
（1）将碳纤维织物（面密度372g/m2，6层为一个单元，单元厚度为2mm）和玄武岩纤维（面密度220g/m2，10层为一个单元，单元厚度为2mm），涂上定型剂（EST-321，采用丙酮作为溶剂配制溶液，浓度为10%，用量为200ml/m2），其尺寸如例1，其中奇数单元为碳纤维织物，偶数单元为玄武岩纤维，共计剪裁22个单元。
（2）模具清理洁净，并涂脱模剂烘干；
（3）在模具上铺导流网，其厚度为0.5mm，网孔直径为尺寸为4mm，每单位面积的孔密度为：2个/cm2，导流网的尺寸为：1430mmX70mm，将导流网置于模具中，与边缘的距离是5mm。
（4）铺第一单元第一层碳纤维，依次铺其余的纤维，在最后铺上的一层纤维上再次铺上导流网，导流网尺寸同上；
（5）选用SY-24B胶膜填塞模具边缘区域；
（6）合模，合模间隙小于0.05mm；
（7）加热，以2.0℃/min的速度，升温至60℃±2℃下保温2小时；
（8）抽真空，保持真空压差不低于0.095MPa；
（9）选用双马树脂，从模具侧面中间的位置开始注胶，从另一面的中间位置开出胶孔，直至完成注射，注射时间小于12小时；
（10）进烘箱在真空加压加热条件下固化，固化条件为：180℃±3℃下固化3.5小时；
（11）脱模，去除边角毛刺，表面打磨，经外形尺寸检测和超声C-扫描检测，达到设计要求。
Claims (1)
1.一种基于模压成型的复合材料板簧，其特征在于，复合材料板簧包括不等长度层合板结构，采用面密度为140～560g/m2的等长增强材料，以8层为一个单元，单元厚度为1～4mm，设板簧长度方向为0度铺设方向，其0度：45度：-45度：90度铺层比例为50%：20%：20%：10%，根据不同的单元厚度，由板簧内侧向外侧依次铺设15～60个单元，每个单元长度方向的中心线与板簧整体长度中心线对齐，设板簧长度为L，宽度为B，长度范围为1200mm～1900mm，宽度范围为50mm～150mm，铺层从板簧内侧开始至外侧，从板簧内侧到板簧四分之一厚度处每个单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，板簧四分之一厚度处到板簧二分之一厚度处，首个单元长度为0.57L，后续单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，以板簧二分之一厚度处为对称面铺设后续的单元直至板簧外侧，板簧的两端用金属卷耳包裹并用螺栓固定，板簧的中部安装金属加载盒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320793736.XU CN203836045U (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 一种基于模压成型的复合材料板簧 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320793736.XU CN203836045U (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 一种基于模压成型的复合材料板簧 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203836045U true CN203836045U (zh) | 2014-09-17 |
Family
ID=51513890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320793736.XU Expired - Lifetime CN203836045U (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 一种基于模压成型的复合材料板簧 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203836045U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105508483A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-04-20 | 精功（绍兴）复合材料技术研发有限公司 | 一种车用板簧 |
| CN106402222A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-15 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 复合材料板簧结构 |
| CN108930743A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-04 | 沈阳航空航天大学 | 采用横铺竖铺交错设置的双拱叠合变刚度板簧及制作方法 |
| CN111649084A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-11 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种用拉挤工艺制造的车用复合材料板簧结构 |
-
2013
- 2013-12-04 CN CN201320793736.XU patent/CN203836045U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105508483A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-04-20 | 精功（绍兴）复合材料技术研发有限公司 | 一种车用板簧 |
| CN106402222A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-15 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 复合材料板簧结构 |
| CN108930743A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-04 | 沈阳航空航天大学 | 采用横铺竖铺交错设置的双拱叠合变刚度板簧及制作方法 |
| CN111649084A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-11 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种用拉挤工艺制造的车用复合材料板簧结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6752860B2 (ja) | 高い曲げ剛性を有する複合材サンドイッチ | |
| JP6189285B2 (ja) | 自動車の複合材料および構造部材 | |
| CN203836045U (zh) | 一种基于模压成型的复合材料板簧 | |
| CN102765361B (zh) | 一种碳纤维/芳纶增强复合材料制备的汽车前防撞梁 | |
| CN105172216B (zh) | 一种缠绕强化复合材料汽车板簧及其制备方法 | |
| CN110148690A (zh) | 一种碳纤维复合材料电池箱体及含有该电池箱体的汽车 | |
| CN105711106A (zh) | 一种复合材料的汽车尾门 | |
| WO2020106678A1 (en) | High-strength low-heat release composites cross-reference to related applications | |
| CN109050681A (zh) | 三维编织复合材料的上边梁 | |
| EP3863910B1 (de) | Sicherheitskabine für ein wohn- bzw. reisemobil mit deformationselementen und herstellungsverfahren für eine solche sicherheitskabine | |
| CN111516303A (zh) | 一种车厢板及其制备方法 | |
| CN110194115B (zh) | 一种复合材料保险杠横梁总成 | |
| CN203770362U (zh) | 一种复合材料传动轴 | |
| CN207747513U (zh) | 一种复合材料厢板 | |
| KR101845443B1 (ko) | 천연복합소재 다층구조물 및 그의 제조방법 | |
| CN205273637U (zh) | 一种复合材料乘用车前舱盖 | |
| CN104553238A (zh) | 热膜吹破法增强类蜂窝孔状结构芯材表面稳定性的方法 | |
| CN111391437A (zh) | 一种车厢板及其制备方法 | |
| CN111391418A (zh) | 一种高速动车三维编织夹芯承重结构、车体及结构件 | |
| CN204077553U (zh) | 大客车复合材料吸音隔热装饰板 | |
| CN207643824U (zh) | 一种pp蜂窝复合板材 | |
| CN105835483A (zh) | 车辆用高强度轻量化纸蜂窝复合板的制备方法 | |
| CN212725494U (zh) | 一种汽车复合材料电池箱边框与底板连接结构 | |
| CN201272068Y (zh) | 低克重汽车内饰聚氨酯复合板 | |
| CN205930939U (zh) | 一种电动汽车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140917 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |