一种新型结构复合材料汽车前防撞梁制造技术

本发明专利技术涉及汽车零部件技术领域，尤其是一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，包括前防撞梁本体和若干前防撞梁圆弧弯折段，若干所述前防撞梁圆弧弯折段分别设置在所述前防撞梁的两侧。本发明专利技术装置采用薄壁结构，第一帽体和三角齿形横板体以及第二帽体呈“弓”字形横截面，第一帽体和第二帽体均包括第一肋板、第二肋板以及前板，前板的作用是在发生碰撞时与碰撞物正面接触，然后将冲击力传递到整个防撞梁上，尤其是传递到肋板上；肋板的作用是在低速碰撞时使防撞梁具有抵抗碰撞冲击导致变形的能力；高速碰撞时，肋板通过在碰撞过程中发生形变以吸收冲击载荷，从而减少传递到汽车主体的冲击力。

A new structure composite material for automobile front collision prevention beam

The invention relates to the technical field of automotive parts, in particular to a novel structural composite automotive front anti-collision beam, which comprises a front anti-collision beam body and a number of front anti-collision beam arc bending sections, and a number of front anti-collision beam arc bending sections are respectively arranged on both sides of the front anti-collision beam. The device adopts a thin-walled structure, the first cap body, the triangular tooth-shaped transverse plate body and the second cap body have a \bow\ cross-section, and the first cap body and the second cap body all include the first rib plate, the second rib plate and the front plate. The front plate acts as a front contact with the collision object during the collision, and then transfers the impact force to the whole anti-collision device. The role of the ribs is to make the anti-collision beam have the ability to resist the deformation caused by collision impact in low-speed collision. In high-speed collision, the ribs absorb the impact load by deforming in the process of collision, thus reducing the impact force transmitted to the main body of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种新型结构复合材料汽车前防撞梁
本专利技术涉及汽车零部件
，具体涉及一种新型结构复合材料汽车前防撞梁。
技术介绍
前防撞梁是影响汽车碰撞安全性关键的薄壁零件。汽车防撞梁是通过减少碰撞震动以保护汽车及车内人员的重要结构。现有防撞梁主要为空腔结构的钢质或铝合金材料，增加了汽车的总重量。因此研发新结构新材料防撞梁对汽车轻量化和安全性极为重要。CN205854070公开了一种汽车防撞梁主梁结构，本体为长条形的金属板件一体弯折而成，结构简单。CN206884960公开了一种泡沫铝/纤维织布复合型汽车防撞梁,将纤维机织布包裹泡沫铝，保留了泡沫铝的吸能特性，提高了防撞梁的抗横向撕裂强度。金属防撞梁重量大，不利于轻量化设计；现有的复合材料防撞梁大多采用纤维布包裹填充物的形式，成型工艺复杂，碳纤维和泡沫铝两种材料的包容性较差，并且单一碳纤维布吸能特性较差，机织布较致密在结构突变处的变形适应性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决金属防撞梁重量大，不利于轻量化设计；现有的复合材料防撞梁大多采用纤维布包裹填充物的形式，成型工艺复杂，碳纤维和泡沫铝两种材料的包容性较差，并且单一碳纤维布吸能特性较差，机织布较致密在结构突变处的变形适应性较差的技术问题，而提出一种新型结构复合材料汽车前防撞梁。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：设计一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，包括前防撞梁本体和若干前防撞梁圆弧弯折段，若干所述前防撞梁圆弧弯折段分别设置在所述前防撞梁的两侧，所述前防撞梁本体包括第一帽体、三角齿形横板体以及第二帽体，所述第一帽体和所述三角齿形横板体以及所述第二帽体呈“弓”字形横截面，所述第一帽体和所述三角齿形横板体以及所述第二帽体结构宽度比例为3：4：3，所述第一帽体和所述第二帽体均包括第一肋板、第二肋板以及前板，所述第一帽体和所述第二帽体通过所述三角齿形横板体连接，所述前防撞梁本体由0°芳纶纤维束、90°芳纶纤维束、-45°碳纤维束、45°碳纤维束组成，所述0°芳纶纤维束、所述90°芳纶纤维束、所述-45°碳纤维束、所述45°碳纤维束的垂直纤维束方向设置有捆绑纱线。优选的，所述第一帽体和所述第二帽体关于所述三角齿形的中线保持对称。优选的，所述前防撞梁圆弧弯折段的数量为两个。优选的，所述前防撞梁本体由所述0°芳纶纤维束、所述90°芳纶纤维束、所述-45°碳纤维束、所述45°碳纤维束经过所述捆绑纱线混杂多轴向经编。优选的，所述三角齿形横板体由多个正三角形组成。本专利技术提出的一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，有益效果在于：(1)本专利技术装置采用薄壁结构，第一帽体和三角齿形横板体以及第二帽体呈“弓”字形横截面，第一帽体和第二帽体均包括第一肋板、第二肋板以及前板，前板的作用是在发生碰撞时与碰撞物正面接触，然后将冲击力传递到整个防撞梁上，尤其是传递到肋板上；肋板的作用是在低速碰撞时使防撞梁具有抵抗碰撞冲击导致变形的能力；高速碰撞时，肋板通过在碰撞过程中发生形变以吸收冲击载荷，从而减少传递到汽车主体的冲击力。采用双帽结构可增加肋板的数量，提高防撞梁的抗冲击性能；(2)本专利技术装置的第一帽体和第二帽体通过三角齿形横板体连接，三角齿形横板体由多个正三角形组成，利用三角形的稳定性增加横板的刚度与强度，并使防撞梁能更有效得将撞击力传递到整个防撞梁装置，减少局部变形，使防撞梁承载能力更强；(3)本专利技术装置通过设置前防撞梁圆弧弯折段，前防撞梁圆弧弯折段的数量为两个，前防撞梁跨距方向由两个圆弧弯折段和一块直型前防撞梁本体构成，在两侧圆弧弯折端保留最外围两侧肋板，中间两段肋板与齿形横板过渡趋于为一个平面，造型简单，可实现一次整体成型。(4)本专利技术装置由0°芳纶纤维束、90°芳纶纤维束、-45°碳纤维束、45°碳纤维束组成，多轴向经编织物结构优点在于在防撞梁结构突变处成型适应性好，不会造成由于纤维堆积而出现缺胶等质量问题。芳纶纤维韧性好，解决了纯碳纤维断裂韧性差、材料脆的问题，可以与碳纤维形成互补。附图说明下面结合附图中的实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术装置的整体结构示意图；图2是本专利技术装置的底部结构示意图；图3是本专利技术装置的横截面结构示意图；图4是本专利技术装置的剖面示意图；图5是本专利技术装置的第一帽体的整体结构示意图；图6是本专利技术装置的前防撞梁圆弧弯折段整体示意图；图7是本专利技术装置前防撞梁圆弧弯折底部示意图；图8是本专利技术装置的复合材料织物结构示意图；图9是本专利技术装置的捆绑纱线的整体结构示意图。图中：1、前防撞梁本体；2、第一帽体；3、第二帽体；4、三角齿形横板体；5、第一肋板；6、第二肋板；7、前板；8、前防撞梁圆弧弯折段；9、0°芳纶纤维束；10、90°芳纶纤维束；11、-45°碳纤维束；12、45°碳纤维束；13、捆绑纱线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参阅附图1-附图9所示，本专利技术的一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，包括前防撞梁本体1和若干前防撞梁圆弧弯折段8，若干前防撞梁圆弧弯折段8分别设置在前防撞梁1的两侧，前防撞梁本体1包括第一帽体2、三角齿形横板体4以及第二帽体3，第一帽体2和三角齿形横板体4以及第二帽体3呈“弓”字形横截面，第一帽体2和三角齿形横板体4以及第二帽体3结构宽度比例为3：4：3，第一帽体2和第二帽体3均包括第一肋板5、第二肋板6以及前板7，第一帽体2和第二帽体3通过三角齿形横板体4连接，前防撞梁本体1由0°芳纶纤维束9、90°芳纶纤维束10、-45°碳纤维束11、45°碳纤维束12组成，0°芳纶纤维束9、90°芳纶纤维束10、-45°碳纤维束11、45°碳纤维束12的垂直纤维束方向设置有捆绑纱线13。第一帽体2和第二帽体3关于三角齿形4的中线保持对称，提高了前防撞梁本体1的稳定性。前防撞梁圆弧弯折段8的数量为两个，便于前防撞梁本体1的安装和固定。前防撞梁本体1由0°芳纶纤维束9、90°芳纶纤维束10、-45°碳纤维束11、45°碳纤维束12经过捆绑纱线13混杂多轴向经编，断裂韧性加，防撞梁结构突变处成型适应性好。三角齿形横板体4由多个正三角形组成，利用三角形的稳定性增加横板的刚度与强度。该装置是一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，结构形式正反面如图1、图2所示，本专利技术涉及的前防撞梁本体1为薄壁结构，防撞梁横截面呈“弓”字形，梁跨距方向由两个圆弧弯折段和一块直板构成，如图4所示；前防撞梁本体1由第一帽体2、第二帽体3以及三角齿形横板体4组成，第一帽体2和第二帽体3形成双帽结构，两个帽体通过三角齿形横板体4连接，第一帽体和第二帽体3均由第一肋板5、前板7以及第二肋板6组成，前板,7的作用是在发生碰撞时与碰撞物正面接触，然后将冲击力传递到整个防撞梁上，尤其是传递到肋板上，第一肋板5和第二肋板6的作用是在低速碰撞时使防撞梁具有抵抗碰撞冲击导致变形的能力；高速碰撞时，肋板通过在碰撞过程中发生形变以吸收冲击载荷，从而减少传递到汽车主体的冲击力。双帽结构的优点在于增加前板7的面积及增加第一肋板5和第二肋板6的数量，进一步提高防撞梁的吸能特性；三角齿形横板体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，包括前防撞梁本体(1)和若干前防撞梁圆弧弯折段(8)，若干所述前防撞梁圆弧弯折段(8)分别设置在所述前防撞梁(1)的两侧，其特征在于：所述前防撞梁本体(1)包括第一帽体(2)、三角齿形横板体(4)以及第二帽体(3)，所述第一帽体(2)和所述三角齿形横板体(4)以及所述第二帽体(3)呈“弓”字形横截面，所述第一帽体(2)和所述三角齿形横板体(4)以及所述第二帽体(3)结构宽度比例为3：4：3，所述第一帽体(2)和所述第二帽体(3)均包括第一肋板(5)、第二肋板(6)以及前板(7)，所述第一帽体(2)和所述第二帽体(3)通过所述三角齿形横板体(4)连接，所述前防撞梁本体(1)由0°芳纶纤维束(9)、90°芳纶纤维束(10)、‑45°碳纤维束(11)、45°碳纤维束(12)组成，所述0°芳纶纤维束(9)、所述90°芳纶纤维束(10)、所述‑45°碳纤维束(11)、所述45°碳纤维束(12)的垂直纤维束方向设置有捆绑纱线(13)。

【技术特征摘要】
1.一种新型结构复合材料汽车前防撞梁，包括前防撞梁本体(1)和若干前防撞梁圆弧弯折段(8)，若干所述前防撞梁圆弧弯折段(8)分别设置在所述前防撞梁(1)的两侧，其特征在于：所述前防撞梁本体(1)包括第一帽体(2)、三角齿形横板体(4)以及第二帽体(3)，所述第一帽体(2)和所述三角齿形横板体(4)以及所述第二帽体(3)呈“弓”字形横截面，所述第一帽体(2)和所述三角齿形横板体(4)以及所述第二帽体(3)结构宽度比例为3：4：3，所述第一帽体(2)和所述第二帽体(3)均包括第一肋板(5)、第二肋板(6)以及前板(7)，所述第一帽体(2)和所述第二帽体(3)通过所述三角齿形横板体(4)连接，所述前防撞梁本体(1)由0°芳纶纤维束(9)、90°芳纶纤维束(10)、-45°碳纤维束(11)、45°碳纤维束(12)组成，所述0°芳纶纤维束(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱睿，李琪，肖为昶，曹清林，钱克仕，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32