CN209870054U - 一种组合式碳纤维车门防撞梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种组合式碳纤维车门防撞梁，涉及汽车制造领域。所述组合式车门防撞梁，由钢管及多层碳纤维铺层构成，不同区域的铺层数量及角度不同。所述组合式车门防撞梁连接方法为胶接，防撞梁前后两端与车门内板胶接，防撞梁中段与车门外板胶接。本实用新型采用钢管及碳纤维材料组合以及对碳纤维铺层的改进，使车门防撞梁具有较轻重量的同时具有较好的强度和刚度特性。在汽车侧面碰撞事故中最大限度地保护车内乘员。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车制造领域，特别涉及一种组合式碳纤维车门防撞梁。
背景技术
车门防撞梁是非常重要的汽车侧面防护部件，能够在汽车侧面碰撞中有效地保护乘员舱的完整性，减轻车内乘员伤害。受汽车宽度的限制，车内乘员距离车门的距离非常近，这就要求车门必须具有足够的刚度和强度，来抵抗侧面碰撞的冲击。因此，车门防撞梁是汽车不可或缺的重要部件。
现有的汽车车门防撞梁，大都是热成型的超高强钢，通过合理的结构设计可以满足侧面耐撞性要求，但防撞梁容易发生断裂，且随着国家对汽车排放的要求越来越严格，汽车轻量化的形势越来越严峻，急需更轻、更强的车门防撞梁来替代传统的热成型钢防撞梁。
发明内容
本实用新型的主要目的是为了提高汽车侧面耐撞性的同时，降低整车重量，提供一种质量轻，强度高，刚度大的组合式碳纤维车门防撞梁及其连接方法。
本实用新型公开了一种组合式碳纤维车门防撞梁，所述组合式车门防撞梁由钢管和碳纤维增强复合材料板组成，碳纤维增强复合材料板与车门连接的一面中部设有两个圆形凹槽用于安装钢管，二者之间通过胶接方式固定连接；
碳纤维增强复合材料板由多层碳纤维布构成，下层由2～6层碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错铺覆而成，中间层由3～9层面积由下至上逐渐减小的碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错方式沿中心轴线对称铺覆而成，上层由2～6层碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错铺覆而成，下层、中间层和上层之间通过固化方式连接为一体，其中下层为连接车门一面。
优选的，上层和下层铺覆4层碳纤维布，纤维方向分别为：0°/-45°/45°/0°。
中间层铺覆碳纤维布为5层，纤维方向分别为：0°/45°/0°/-45°/0°。
本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：
(1)、本实用新型采用钢管及碳纤维增强复合材料组合的方式，实现整车轻量化的同时，提高车门防撞梁强度和刚度；
(2)、本实用新型所采用的车门防撞梁，中间的承载区域铺层数多，两端支撑区域铺层数少，有效减少铺覆过程中碳纤维畸变，并能进一步降低防撞梁的重量；
(3)、本实用新型所采用的车门防撞梁连接方法可以采用胶接方式，相较于螺栓连接，具有抗疲劳性好，连接质量轻，避免电化学腐蚀，所需操作空间小的优点。
附图说明
图1为本实用新型中组合式碳纤维车门防撞梁的结构示意图
图2为本实用新型中碳纤维铺覆方式示意图
图3为本实用新型中组合式碳纤维车门防撞梁与车门内板的连接
图4为本实用新型中组合式碳纤维车门防撞梁与车门外板的连接
图5为本实用新型中组合式碳纤维车门防撞梁挤压分析方法
图6为本实用新型中组合式碳纤维车门防撞梁挤压分析结果
附图标记说明
1为钢管，2为碳纤维增强复合材料板，3为车门内板，4为车门外板
具体实施方式
为进一步理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明，以下实施案例将有助于本领域技术人员进一步理解本实用新型。
本实用新型公开了一种组合式碳纤维车门防撞梁，所述组合式车门防撞梁由钢管和碳纤维增强复合材料板组成，碳纤维增强复合材料板与车门连接的一面的中部设有两个圆形凹槽用于安装钢管，二者之间通过胶接方式固定连接；
碳纤维增强复合材料板由多层碳纤维布构成，下层由2～6层碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错铺覆而成，中间层由3～9层面积由下至上逐渐减小的碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错方式沿中心轴线对称铺覆而成，上层由2～6层碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错铺覆而成，下层、中间层和上层之间通过固化方式连接为一体，其中下层为连接车门一面。
本实用新型公开了一种组合式碳纤维车门防撞梁及其连接方法，所述防撞梁在生产制造时，碳纤维布的铺覆分为以下几个步骤：
(1)、以靠近车门外板的表面为贴模面，首先在模具表面铺覆2-6层碳纤维布，此碳纤维布覆盖整个模具表面。本实用新型中，优选的在模具表面铺覆4层碳纤维布，纤维方向分别为：0°/-45°/45°/0°。
(2)、在上一步铺覆的碳纤维布之上，按照设计边界铺覆3-9层碳纤维布，此碳纤维布覆盖面积逐层减小，祥见附图2。本实用新型中，优选的铺覆碳纤维布为5层，纤维方向分别为：0°/45°/0°/-45°/0°。
(3)、在上一步铺覆的碳纤维布之上，铺覆与第一步相同数量的碳纤维布，此碳纤维布覆盖整个零件表面，纤维方向分别为：0°/45°/-45°/0°。
按照以上步骤铺覆碳纤维后，进行固化、裁边等后续生产工序。
在本实用新型中所述连接方法为胶接，钢管与碳纤维增强复合材料板之间通过胶接连接，组合为一个整体的防撞梁。防撞梁两端通过胶接与车门内板连接，起固定作用；防撞梁中段通过胶接与车门外板连接。
本实用新型中对所述碳纤维车门防撞梁进行挤压分析，挤压方式如图5。对比本实用新型中的组合式碳纤维车门防撞梁与传统热成型钢车门防撞梁力学性能，挤压力-位移结果如图6。本实用新型中所述的组合式碳纤维车门防撞梁强度及刚度均高于传统热成型钢车门防撞梁。
传统热成型钢车门防撞梁重2.43千克，本实用新型中的组合式碳纤维车门防撞梁重1.95千克。本实用新型所述碳纤维车门防撞梁相比于传统热成型钢车门防撞梁，具有质量轻、强度高、刚度大的优点。
Claims (3)
1.一种组合式碳纤维车门防撞梁，其特征在于，所述组合式车门防撞梁由钢管和碳纤维增强复合材料板组成，碳纤维增强复合材料板与车门连接的一面的中部设有两个圆形凹槽用于安装钢管，二者之间通过胶接方式固定连接；
碳纤维增强复合材料板由多层碳纤维布构成，下层由2～6层碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错铺覆而成，中间层由3～9层面积由下至上逐渐减小的碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错方式沿中心轴线对称铺覆而成，上层由2～6层碳纤维布，纤维方向以-45°、0°和45°的角度交错铺覆而成，下层、中间层和上层之间通过固化方式连接为一体，其中下层为连接车门一面。
2.根据权利要求1所述的组合式碳纤维车门防撞梁，其特征在于，上层和下层铺覆4层碳纤维布，纤维方向分别为：0°/-45°/45°/0°。
3.根据权利要求1所述的组合式碳纤维车门防撞梁，其特征在于，中间层铺覆碳纤维布为5层，纤维方向分别为：0°/45°/0°/-45°/0°。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920223020.3U CN209870054U (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种组合式碳纤维车门防撞梁 |
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| CN201920223020.3U CN209870054U (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种组合式碳纤维车门防撞梁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN209870054U true CN209870054U (zh) | 2019-12-31 |
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ID=68952976
Family Applications (1)
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| CN201920223020.3U Active CN209870054U (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种组合式碳纤维车门防撞梁 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209870054U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112009217A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-12-01 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种复合材料车门防撞梁及其制备方法 |
| CN112793402A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-14 | 宁波吉利汽车研究开发有限公司 | 一种防撞梁结构 |
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2019
- 2019-02-22 CN CN201920223020.3U patent/CN209870054U/zh active Active
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