多材料车顶加强件制造技术

一种多材料车顶加强件，包括至少一个纤维增强聚合物(FRP)部和至少一个金属或金属合金部。所述FRP部包括含有金属或金属合金的至少一个过渡结构。所述FRP部的至少一些纤维嵌入所述过渡结构中。所述金属或金属合金部固定至所述FRP部的所述过渡结构。在一个示例车顶加强件中，所述金属部平行于车辆的纵向轴线延伸，并且所述FRP部横向于所述纵向轴线延伸。示例车顶加强件可以包括前FRP部、后FRP部和两个金属侧部。所述金属侧部和所述FRP部可以通过将所述过渡结构焊接至所述金属部而结合在一起。

【技术实现步骤摘要】
多材料车顶加强件
技术介绍
传统车顶包括金属加强件构件。金属加强件构件为相对薄的顶板提供结构支撑并帮助车辆维持其形状。但是，金属加强件构件会在车辆重心上方显著增加车辆重量。因此，在不抬高车辆重心的情况下，较重的金属加强件构件会减少车顶下方的轻量化量。鉴于此，需要改进的车顶加强件。根据下面提供的公开，更多优点将变得显而易见。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以便于以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征，也非旨在辅助确定所要求保护的主题的范围。一方面，本公开提供一种车顶加强件。所述车顶加强件可以包括纤维增强聚合物(FRP)部，其包括含有金属或金属合金的至少一个过渡结构。所述FRP部的至少一些纤维嵌入所述过渡结构中。所述车顶加强件可以包括固定至所述FRP部的所述过渡结构的至少一个金属或金属合金部。另一方面，本公开提供一种制造车顶的方法。所述方法可以包括：提供车顶加强件的至少一个FRP部，所述FRP部包括嵌有纤维束的多个金属突片。所述方法可以包括：将所述FRP部的所述多个金属突片与至少一个金属部结合，以形成具有中央开口的所述车顶加强件。附图说明被认为是本公开特征的新颖特征在所附权利要求书中列出。在以下描述中，类似部件在整个说明书和附图中分别用相同编号标记。附图不一定按比例绘制，并且为清楚和简洁起见，某些附图可能以夸张或概略的形式示出。但是，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述的本公开的示例性方面，可以最好地理解本公开本身及其优选使用方式、进一步的目的和发展，在附图中：图1是车体的透视图。图2是根据本公开一方面的示例车顶加强件的顶视图。图3是根据本公开一方面的图2所示示例车顶加强件及顶板的底视图。图4是根据本公开一方面的结合至部分车架的图2所示示例车顶加强件的底视图。图5是根据本公开一方面的图4所示示例车顶加强件与车架之间界面的透视图。图6是根据本公开一方面的另一示例车顶加强件的透视图。图7是图6所示示例车顶加强件的顶视图。图8是根据本公开一方面的图6所示示例车顶加强件的后角的分解顶视透视图。图9是根据本公开一方面的图6所示示例车顶加强件的后角的分解底视透视图。图10是根据本公开一方面的图6所示示例车顶加强件的前角的分解顶视透视图。图11是图6所示示例车顶加强件的前角的分解底视透视图。图12是根据本公开一方面的FRP构件与金属构件之间界面的侧视透视图。图13是根据本公开一方面的图12所示FRP构件与金属构件之间界面的底视透视图。图14是包括过渡构件的界面区域的顶视图。图15是根据本公开一方面的制造车顶的示例方法的流程图。图16是经过推压运动(rackingmotion)的车顶加强件的顶视图。具体实施方式以下包括本文中使用的选定术语的定义。定义包括术语范围内并且可以用于实施的构件的各种实例和/或形式。实例并非限定性的。在本文中，“车辆”是指能够移动并由任意形式的能量提供动力的有人或无人驾驶结构。术语“车辆”包括但不限于：小客车、卡车、厢式货车、小货车、SUV、摩托车、踏板摩托车、船、私人船艇、潜水艇、飞机及宇宙飞船。在一些情况下，机动车包括一个或多个引擎。应当理解的是，本文的描述和附图仅仅是说明性的，并且可以对所公开的结构进行各种修改和改变而不偏离本公开。一般地，示例车顶结构的图并非按比例绘制。在本文中，横向方向是横跨车辆的方向，即左右方向。类似地，纵向方向是指车辆行驶的前后方向，竖直方向与高度相关，即上下方向。同样应当理解的是，本文公开的示例车顶结构的各种识别构件仅仅是可能因制造商而异的本领域术语，不应视为对本公开的限制。总的来说，本公开提供一种车顶加强件，其包括结合至至少一个纤维增强聚合物(FRP)部的至少一个金属部。该至少一个金属部和所述至少一个FRP部可以通过金属或金属合金过渡结构结合，所述过渡结构包括嵌入其中的纤维。过渡结构可以是插片或突片形状。虽然本文中描述的过渡结构是突片，但过渡结构不被限定为任何形状或几何结构。纤维可以从金属突片延伸。FRP部可以包括多层FRP，过渡结构的纤维与FRP层交织。相应地，过渡结构可以形成FRP部的永久集成特征。由于过渡结构是金属的，因而可以通过诸如电阻点焊等焊接方式焊接至金属部。相应地，金属部与FRP部之间的牢固永久附接可以为车顶加强件提供结构刚性。一方面，FRP部可以包括碳纤维。可以使用的其它纤维，包括：玻璃纤维、芳纶纤维、聚对苯撑-苯并二恶唑(PBO)纤维、SiC等陶瓷纤维及其任意组合。在传统车顶加强件使用金属的情况下，使用FRP部可以减轻车顶加强件的重量。使用具有嵌入在金属突片中的纤维的集成过渡结构可以允许使用不会对FRP部造成损害的金属对金属结合工艺。相应地，FRP部的结构特性可以优于固体金属车顶加强件。此外，与金属车顶加强件相比，FRP部可以更好地抵抗推压运动(如相对角的塌缩和打开)，从而有利于提高车体刚性。图16示出经过推压运动的示例车顶加强件700。参见附图，附图中用相似的参考编号表示相似构件。图1示出示例车体104，其可以支撑附接至金属合金车体104的金属合金车顶结构(未示出)。如图1示意性示出的，车体104包括用于限定客厢116的侧部的一对横向隔开的主体部件112、114，以及跨越在主体部件之间的车顶前梁118和车顶后梁120。横跨部件或车顶梁122设置在车顶前梁118与车顶后梁120之间，并且在隔开的主体部件112、114之间延伸。主体部件及车顶前梁118、车顶后梁120共同将车顶结构支撑在客厢116上方。隔开的主体部件112、114部分限定车门框架。图2示出示例车顶加强件200。车顶加强件200可以包括金属侧部210、前FRP部220和后FRP部240，金属侧部210、前FRP部220和后FRP部240结合在一起以限定中央开口260。金属侧部210可以形成车顶加强件的侧部并大体平行于纵向车轴线延伸。也就是说，金属侧部210可以沿车辆一侧从前向后延伸。前FRP部220可以在车顶前方横向于纵向车轴线延伸。后FRP部240可以横向于纵向车轴线延伸作为用于车顶的结构支撑的后部。每个金属侧部210可以是具有大体通道状结构的大体细长框架部件。例如，金属侧部210可以包括内唇部212、凹形中央通道214和外唇部216。金属侧部210的通道状结构可以提供结构刚性以帮助加强车顶组件。金属侧部210可以用常规金属工艺形成，如金属板冲压。金属侧部210可以由兼容本文所述工艺的任意金属或金属组合形成。例如，金属侧部210可以由钢、铝、镁、钛、钴、铍、镍、钶、钽、钨及其合金或其它结构合金形成。前FRP部220也可以是具有大体通道状结构的大体细长框架部件。例如，前FRP部220可以包括内唇部222、凹形中央通道224和外唇部226。前FRP部220的通道状结构可以提供结构刚性以帮助加强车顶组件。前FRP部220可以包括车顶加强件200的两个前角。前FRP部220可以延伸跨过车顶加强件200的整个前部。前FRP部220还可以包括后向突起部228，从而使前FRP部220的端部纵向地面向后方，并且后向突起部228的边缘横向于纵向轴线。相应地，后向突起部228可以与金属侧部210的前向端相配合。前FRP部220可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车顶加强件，包括：纤维增强聚合物(FRP)部，其包括含有金属或金属合金的至少一个过渡结构，所述FRP部的至少一些纤维嵌入所述过渡结构中；以及至少一个金属或金属合金部，其固定至所述FRP部的所述过渡结构。

【技术特征摘要】
2017.05.31 US 15/610,1461.一种车顶加强件，包括：纤维增强聚合物(FRP)部，其包括含有金属或金属合金的至少一个过渡结构，所述FRP部的至少一些纤维嵌入所述过渡结构中；以及至少一个金属或金属合金部，其固定至所述FRP部的所述过渡结构。2.根据权利要求1所述的车顶加强件，其中，所述至少一个金属部及所述至少一个FRP部限定中央开口。3.根据权利要求2所述的车顶加强件，进一步包括螺柱，所述螺柱附接至所述FRP部的靠近所述中央开口的表面，用于安装玻璃组件。4.根据权利要求3所述的车顶加强件，进一步包括开口，所述开口位于靠近所述中央开口的所述至少一个金属部内，用于安装所述玻璃组件。5.根据权利要求1所述的车顶加强件，进一步包括至少一个细长过渡结构，其中，所述FRP部的至少一些纤维嵌入沿所述FRP部的边缘延伸的所述细长过渡结构的金属或金属合金突片内。6.根据权利要求5所述的车顶加强件，进一步包括附接至所述至少一个细长过渡结构的车架，其中，所述车架为金属合金，并且所述至少一个细长过渡结构包括铝。7.根据权利要求5所述的车顶加强件，进一步包括焊接至所述至少一个细长过渡结构的车顶板，其中，所述车顶板包括铝，并且所述至少一个细长过渡结构包括铝。8.根据权利要求1所述的车顶加强件，其中，所述至少一个金属部与所述至少一个FRP部之间的界面包括位于所述至少一个金属部中的偏置凸缘，其中，所述过渡结构填充至少部分偏置。9.根据权利要求1所述的车顶加强件，其中，所述过渡结构经由至少一个点焊连接至所述至少一个金属部。10.根据权利要求1所述的车顶加强件，其中，所述至少一个金属部平行于车辆的纵向轴线延伸，并且所述至少一个FRP部横向于所述纵向轴线延伸。11.根据权利要求10所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·B·谢尔登，B·霍夫曼，D·T·戴维乐，R·M·哈恩伦恩，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP