CN208233189U - 碳纤维件的连接结构以及汽车 - Google Patents
碳纤维件的连接结构以及汽车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208233189U CN208233189U CN201820467282.XU CN201820467282U CN208233189U CN 208233189 U CN208233189 U CN 208233189U CN 201820467282 U CN201820467282 U CN 201820467282U CN 208233189 U CN208233189 U CN 208233189U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- fiber part
- fibre reinforced
- connection piece
- connector
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种碳纤维件的连接结构以及采用该结构的汽车，该结构包括：至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。本实用新型使用碳纤维增强的热塑性连接件来替代金属连接件，连接件与碳纤维电位相近，电化学腐蚀速率慢，同时，通过优化设计热塑性连接件的碳纤维排布方向，提升了接头强度并降低了重量。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车的装配技术，特别涉及一种碳纤维件的连接结构、以及应用该连接结构的汽车。
背景技术
随着新能源汽车对整车重量提出越来越严厉的要求，碳纤维作为高强度、高刚度的轻质材料已经得到越来越广泛的应用。
碳纤维在整车的应用包括车身骨架的主承力结构，以及例如前机盖、翼子板、侧围板及后背门等覆盖件。碳纤维的大范围应用对整车轻量化及客户体验有极大的提升效应。
碳纤维因其比强度、比刚度的优势在整车上有较大的应用前景，但是碳纤维与碳纤维之间的连接仍是一个行业内亟需解决的问题。
目前，碳纤维和碳纤维之间的连接包括机械连接、胶接、缝合连接以及混合连接方式，这四种方式的选择主要考虑对连接强度的需求。
例如，对于强度要求不高的部位，通过胶接的方法实现连接；在结构承力部位，则通过机械连接与胶接的混合方式，以保证该连接部位能够承受足够的剪切力及剥离力。
然而，胶接的性能受环境(湿、热、腐蚀介质)影响大，且胶接的耐剥离能力差；机械连接通常是通过螺栓、螺钉等金属部件作为连接件，碳纤维与连接件之间易发生电化学腐蚀缺陷，且配合连接件的开孔会降低碳纤维基材强度；缝合连接是通过特殊材料连接，对设备及缝线的要求高，投资成本大；混合连接由于前述三种方式的独立并存，不能规避任意一种连接方式存在的缺陷。
可见，现有技术中，碳纤维和碳纤维之间的连接不能兼顾连接的耐剥离能力、抗腐蚀能力和缝合成本大、并同时避免破坏碳纤维基材的强度的问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种碳纤维件的连接结构及汽车，以提升接头强度并降低重量，并且减缓电化学腐蚀问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种碳纤维件的连接结构，包括：
至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，
碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。
进一步，所述连接件的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。
进一步，所述连接件的两个端部分别位于所述堆叠结构的两侧并卡接于所述堆叠结构的外侧，并且所述连接件的两个端部为短切碳纤维。
进一步，所述通孔的孔径等于所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部的外径。
进一步，所述接头部的横截面呈圆形、方形或多边形。
进一步，所述堆叠结构中的各层碳纤维件之间由结构胶粘接。
进一步，所述结构胶的厚度为0.1～10mm。
进一步，所述碳纤维件为两层。
进一步，两层所述碳纤维件之间厚度的比值为0.5～3。
一种汽车，采用如上任一项所述的碳纤维件的连接结构。
从上述方案能够看出，本实用新型的碳纤维件的连接结构，使用碳纤维增强的热塑性连接件来替代金属连接件，连接件与碳纤维电位相近，电化学腐蚀速率慢。本实用新型实施例，优化设计热塑性连接件的碳纤维排布方向，保证连接件在接头受剪切方向使用长切碳纤维，两端使用短切碳纤维以保证熔化后的重新成形；熔化过程中热塑性碳纤维基材的树脂与连接件的树脂发生交联反应形成整体，规避金属连接过程中碳纤维走线断开引起的应力集中缺陷。碳纤维增强热塑性连接件重量远低于金属连接件，有助于控制整车重量。
本实用新型的碳纤维件的连接结构具有较强的耐剥离能力及耐剪切能力，且能有效避免现有技术的混合连接中预制孔导致碳纤维基材强度下降的问题，保证连接部位具有足够强度。另外，本实用新型实现了强度与轻量化的平衡，在提升接头强度的前提下降低了重量，并且减缓了接头处电化学腐蚀问题，由于本实用新型技术方案中是通过加热设备对连接部位进行局部加热，因此，无需对设备进行大规模改造。
本实用新型提出新的螺接/胶接混合方法所获效果好于现有连接结构。
附图说明
以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型实施例的碳纤维件的连接结构示意图。
附图中，各部分的标号如下：
1、第一碳纤维件
2、第二碳纤维件
3、碳纤维增强热塑性连接件
4、结构胶
具体实施方式
为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
本实用新型实施例提供了一种碳纤维件的连接结构，包括：
至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，
碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。
其中，为了增强碳纤维增强热塑性连接件的接头部的抗弯折力，本实用新型实施例中，所述连接件的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。
另外，所述连接件的两个端部分别位于所述堆叠结构的两侧并卡接于所述堆叠结构的外侧，并且所述连接件的两个端部为短切碳纤维，这样能够保证所述连接件的两个端部融化后的重新定型，并更加便于卡接于所述堆叠结构的外侧。
本实用新型实施例中，所述通孔的孔径等于所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部的外径，并保证通孔孔径的负偏差，这样，保证了所述连接件与各层碳纤维件的接触面积，使得连接更加牢固。
本实用新型实施例中，所述接头部的横截面呈圆形、方形或多边形，这样可便于各种应用场合和需求。
本实用新型实施例中，所述堆叠结构中的各层碳纤维件之间由结构胶粘接。这样便形成了一种混合连接结构，保证了较强的耐剥离能力和耐剪切能力。
本实用新型实施例中，所述结构胶的厚度为0.1～10mm。
本实用新型实施例还提供了一种汽车，其采用如上所述的碳纤维件的连接结构。
以下参考图1对本实用新型的碳纤维件的连接结构进行进一步说明。
如图1所示的实施例中，所述碳纤维件为两层，分别为第一碳纤维件1和第二碳纤维件2，其中，所述第一碳纤维件1为热塑性碳纤维件，所述第二碳纤维件2可以为热塑性碳纤维件也可以为热固性碳纤维件，所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2堆叠形成堆叠结构，所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2之间厚度的比值为0.5～3。所述堆叠结构中形成有穿过所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2的通孔。
如图1所示的实施例中，碳纤维增强热塑性连接件3的接头部穿设于所述通孔中，并且所述碳纤维增强热塑性连接件3与所述第一碳纤维件1(即热塑性碳纤维件)之间通过化学交联反应固化成为整体。
其中，所述碳纤维增强热塑性连接件3的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。
所述碳纤维增强热塑性连接件3的两个端部分别位于所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2的两侧并卡接于由所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2构成的堆叠结构的外侧，并且所述碳纤维增强热塑性连接件3的两个端部为短切碳纤维。
另外，所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2之间由结构胶4粘接。
图1所示实施例的碳纤维件的连接结构的形成过程如下。
首先，在所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2上预制通孔。之后，将所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2通过结构胶4粘接成为整体。之后，将所述碳纤维增强热塑性连接件3插入粘接的第一碳纤维件1和第二碳纤维件2的通孔，对所述碳纤维增强热塑性连接件3所处的局部进行加热，使得所述碳纤维增强热塑性连接件3和所述第一碳纤维件1的基材熔化，所述第一碳纤维件1的基材与所述碳纤维增强热塑性连接件3的树脂发生化学交联反应固化成为整体。最后，控制重新固化后的所述碳纤维增强热塑性连接件3的端部的形式。
本实用新型的碳纤维件的连接结构，使用碳纤维增强的热塑性连接件来替代金属连接件，连接件与碳纤维电位相近，电化学腐蚀速率慢。本实用新型实施例，优化设计热塑性连接件的碳纤维排布方向，保证连接件在接头受剪切方向使用长切碳纤维，两端使用短切碳纤维以保证熔化后的重新成形；熔化过程中热塑性碳纤维基材的树脂与连接件的树脂发生交联反应形成整体，规避金属连接过程中碳纤维走线断开引起的应力集中缺陷。碳纤维增强热塑性连接件重量远低于金属连接件，有助于控制整车重量。
本实用新型的碳纤维件的连接结构具有较强的耐剥离能力及耐剪切能力，且能有效避免现有技术的混合连接中预制孔导致碳纤维基材强度下降的问题，保证连接部位具有足够强度。另外，本实用新型实现了强度与轻量化的平衡，在提升接头强度的前提下降低了重量，并且减缓了接头处电化学腐蚀问题，由于本实用新型技术方案中是通过加热设备对连接部位进行局部加热，因此，无需对设备进行大规模改造。
本实用新型提出新的螺接/胶接混合方法所获效果好于现有连接结构。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳纤维件的连接结构，其特征在于，包括：
至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，
碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。
2.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述连接件的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。
3.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述连接件的两个端部分别位于所述堆叠结构的两侧并卡接于所述堆叠结构的外侧，并且所述连接件的两个端部为短切碳纤维。
4.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述通孔的孔径等于所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部的外径。
5.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述接头部的横截面呈圆形、方形或多边形。
6.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述堆叠结构中的各层碳纤维件之间由结构胶粘接。
7.根据权利要求6所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述结构胶的厚度为0.1～10mm。
8.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
所述碳纤维件为两层。
9.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：
两层所述碳纤维件之间厚度的比值为0.5～3。
10.一种汽车，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的碳纤维件的连接结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820467282.XU CN208233189U (zh) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 碳纤维件的连接结构以及汽车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820467282.XU CN208233189U (zh) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 碳纤维件的连接结构以及汽车 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208233189U true CN208233189U (zh) | 2018-12-14 |
Family
ID=64585638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820467282.XU Active CN208233189U (zh) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 碳纤维件的连接结构以及汽车 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208233189U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113903508A (zh) * | 2020-07-06 | 2022-01-07 | 矢崎总业株式会社 | 复合材料结构和复合材料结构生产方法 |
-
2018
- 2018-04-03 CN CN201820467282.XU patent/CN208233189U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113903508A (zh) * | 2020-07-06 | 2022-01-07 | 矢崎总业株式会社 | 复合材料结构和复合材料结构生产方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3239403A (en) | Method of joining two members by means of an adhesive coated carbon cloth resistance member | |
| US4015035A (en) | Method of forming fiber-reinforced epoxy composite joints, and product thereof | |
| TWI449186B (zh) | A method of connecting an electrical conductor, an electrical conductor connecting member, a connecting structure, and a solar cell module | |
| US3885071A (en) | Fiber-reinforced epoxy composite joints | |
| EP1423256B1 (en) | Welding techniques for polymer or polymer composite components | |
| US11230084B2 (en) | Metallic mesh transition for joining fiber reinforced polymers and metallic structures | |
| CN208233189U (zh) | 碳纤维件的连接结构以及汽车 | |
| CN113165331B (zh) | 电工钢板制品的制造方法 | |
| WO2013031663A1 (ja) | 補助陽極、それを用いたコンクリート構造物の防食構造および防食方法 | |
| WO2017140002A1 (zh) | 树脂基复合薄膜材料及其制备方法、太阳电池组件 | |
| JP2017069151A (ja) | 金属端子用接着性フィルム | |
| CN105172317A (zh) | 一种已固化复合材料及其修补结构和连接结构的增强方法 | |
| CN108724752A (zh) | 碳纤维件与金属件的连接方法和连接结构以及汽车 | |
| CN215792266U (zh) | 一种可承受荷载的防除冰碳纤维复合材料结构 | |
| CN212424036U (zh) | 一种电池模组用捆扎带及电池模组 | |
| CN107104345A (zh) | 一种usb插座及其制备方法 | |
| CN218867123U (zh) | 一种光伏轻质组件咬合结构及光伏发电板 | |
| CN111578027B (zh) | 一种异型板材增强的电热熔带 | |
| CN109677039B (zh) | 一种高强度的碳钎维平板及其加工工艺 | |
| CN221022666U (zh) | 一种玻璃纤维板 | |
| CN208208776U (zh) | 一种应用于光伏组件的分段聚光焊带 | |
| CN213861067U (zh) | 一种耐腐蚀的gmt复合板材 | |
| CN212564886U (zh) | 一种新型增强电热熔带 | |
| CN112983949A (zh) | 一种碳纤维复合材料管连接结构及连接方法 | |
| CN212131687U (zh) | 一种钢板增强的电热熔带 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190320 Address after: 215009 No. 150 Keats Road, Suzhou High-tech Zone, Jiangsu Province Patentee after: Great Wall Huaguan Automobile Technology (Suzhou) Co., Ltd. Address before: 101300 the 4 Building (1) of Beijing science and Technology Innovation Zone, Renjun North Street, Renhe Town, Shunyi District. Patentee before: BEIJING CHANGCHENG HUAGUAN AUTOMOBILE TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |