碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及汽車被動安全保護裝置，具體涉及碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁。在滿足汽車在64～100km/h中、高速行駛中發(fā)生碰撞或追尾時，使車內(nèi)所有司乘人員基本免于傷亡和減輕汽車損壞程度的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)前提下，選用碳纖維復(fù)合材料制作前、后梁與罩殼，選用碳纖維增強金屬多孔材料制作吸能器，選用高強度高分子粘合劑將三組件粘連為一體，組裝成剛?cè)峤Y(jié)合高效緩沖吸能的前、后安全梁。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡化，重量輕、性能優(yōu)于鋼組件、投資省等特點。
【專利說明】碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型專利涉及汽車被動安全保護裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]剛?cè)峤Y(jié)合高效緩沖吸能的汽車前、后安全梁(CN102582546A)是一種適用于汽車高、中速行駛發(fā)生碰撞和追尾時能替代原保險杠(即橫梁或防撞梁)、保護司乘人員基本實現(xiàn)零傷亡的定量設(shè)計的產(chǎn)品，但是內(nèi)中配置的吸能器、罩殼、底梁等全部組件都是采用普通鋼材制作，對于高中擋乘用車的用戶無選擇替代的余地。
[0004]碳纖維復(fù)合材料及碳纖維增強金屬多孔材料，由于具有比剛度大、比強度高、吸能性好、比重輕等優(yōu)異性能，作為結(jié)構(gòu)與功能材料已被廣泛用于航空航天飛行器、高速列車、汽車、輪船等交通工具及重要建筑物的緩沖吸能、減震裝置中，制作汽車保險杠及其吸能器也有不少文獻(xiàn)與專利文件的報導(dǎo)，但都存在一些缺陷，特別是定量設(shè)計制作適合于在高速公路以64?100km/h行駛的汽車被動安全保護裝置，未見其他類似的報導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型專利目的是在 申請人:提出的CN102582546A專利基礎(chǔ)上，用碳纖維復(fù)合材料和碳纖維增強金屬多孔材料替代普通鋼材制作的汽車前、后安全梁，是原專利的發(fā)展與創(chuàng)新。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案是:在滿足汽車在64?100 km/h中、高速行駛中發(fā)生碰撞或追尾時，使車內(nèi)所有司乘人員基本免于傷亡和減輕汽車損壞程度的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)前提下，
[0007]選用碳纖維復(fù)合材料制作前、后底梁與罩殼，選用碳纖維增強金屬多孔材料制作吸能器，選用高強度高分子粘合劑將三組件粘連為一體，組裝成剛?cè)峤Y(jié)合高效緩沖吸能的前、后安全梁。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0009]1、結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡化，投資??；
[0010]2、重量減輕50%以上,與現(xiàn)有的保險杠重量相當(dāng)；
[0011]3、所用多個輕質(zhì)吸能器裝入底梁內(nèi)腔，不改變汽車的任何結(jié)構(gòu)、外形外貌，適合新車、舊車、大車、小車都可選用；
[0012]4、碳纖維復(fù)合材料底梁、罩殼的強度與碳纖維增強金屬多孔材料吸能器的吸能率均優(yōu)于普通鋼制件；
[0013]5、當(dāng)發(fā)生低速碰撞或追尾的沖擊力處于吸能器彈性變形區(qū)時，被壓縮的吸能器可自行收復(fù)原狀，安全梁仍可繼續(xù)有效使用。
[0014]為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，所要解決的技術(shù)問題是:
[0015]1、安全梁由底梁、罩殼與吸能器組合粘連而成，其中前、后底梁與罩殼選用碳纖維復(fù)合材料制作，吸能器選用碳纖維增強金屬多孔材料制作，組合粘連選用高強度高分子粘合劑。
[0016]2、前、后底梁與罩殼，按不同車型保險杠幾何尺寸、采用一體化成型方式制成，底梁厚度為罩殼厚度的3-4倍。
[0017]3、吸能器吸能率為(3?5)104kJ/m3，采用一體化成型方式制成與底梁相匹配的立方體形或圓柱體形或長方體形的吸能器。
[0018]4、安全梁的組裝方式是:根據(jù)車型、車速、載重等基本參數(shù)，計算確定的多個吸能器下方用高強度高分子粘合劑粘連在底梁內(nèi)側(cè)的底部，再將罩殼粘連在吸能器上方，組裝為一體。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為碳纖維復(fù)合材料及碳纖維增強金屬多孔材料的汽車安全梁結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】
[0021]參見圖1，I為碳纖維復(fù)合材料罩殼，2為碳纖維復(fù)合材料底梁，3為碳纖維增強金屬多孔材料吸能器；參見圖1中A—A剖面，其中主吸能器3中心線正對著汽車前、后縱梁的中心線安裝，輔吸能器則對著前、后安全梁的中心線左右分布；在前、后安全梁的前底梁和后底梁內(nèi)，按設(shè)計計算的要求和位置，采用粘連方法，將吸能器下方與底梁底部粘連，吸能器上方與罩殼粘連，構(gòu)建為前、后安全梁，然后用螺栓與汽車縱梁的前端、后端連接在一起。
【權(quán)利要求】
1.碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁，其特征在于:選用碳纖維復(fù)合材料制作前、后底梁與罩殼，選用碳纖維增強金屬多孔材料制作吸能器，選用高強度高分子粘合劑將三組件粘連為一體，組裝成前、后安全梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁，其特征在于:前、后底梁與罩殼，按不同車型保險杠幾何尺寸、采用一體化成型方式制成，底梁厚度為罩殼厚度的3-4倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁，其特征在于:吸能器吸能率為3?5X104kJ/m3，采用一體化成型方式制成與前、后底梁相匹配的立方體形或圓柱體形或長方體形的吸能器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維復(fù)合材料及增強金屬多孔材料的汽車前、后安全梁，其特征在于:多個吸能器下方用高強度高分子粘合劑粘連在前、后底梁的內(nèi)側(cè)，再將罩殼粘連在吸能器上方，組裝為一體。
【文檔編號】B60R19/18GK203651675SQ201320781555
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】柳正清, 蔡桂元 申請人:黃玉蘭, 蔡梅媛