纤维增强复合材料汽车板簧及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维增强复合材料汽车板簧及其制备方法。纤维增强复合材料汽车板簧，包括：本体，所述本体包括多个复合材料层合件，多个所述复合材料层合件沿第一预设方向层叠设置；剪力键，所述剪力键沿所述第一预设方向穿设在至少两个所述复合材料层合件上；和缠绕布，所述缠绕布缠绕在所述本体的外表面。本发明专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧，具有轻质、高强、耐腐和耐疲劳的特点，可大幅降低传统汽车板簧的重量，从而提高燃油汽车的燃油经济性或电力汽车的电力经济性。济性或电力汽车的电力经济性。济性或电力汽车的电力经济性。

【技术实现步骤摘要】
纤维增强复合材料汽车板簧及其制备方法


[0001]本专利技术属于板式弹簧
，具体涉及一种纤维增强复合材料汽车板簧及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前大型载重车辆使用的多为金属钢质板簧，这种板簧采用多片金属叠层后固定在车辆的悬架底部，在车辆行驶过程中遇到震动或颠簸，通过板簧的片层之间摩擦而使其整体具备较强的缓冲特性，目前这种结构形式的板簧在各种大载重量车辆上得到广泛应用。但是传统钢质的板簧由于材质自身问题，存在自重较大，使用寿命较短和耐环境侵蚀性能不好的问题，同时自重也会降低载重车辆的承载空间，同时对安全性也带来了较大的隐患。
[0003]纤维增强复合材料具有轻质、高强、耐腐等优点，广泛应用于汽车制造领域。在国内外“节能减碳”背景下，在汽车中采用复合材料构件替换传统金属构件可大幅降低汽车结构自重，有效提高燃油汽车的燃油经济性或电力汽车的电力经济性。
[0004]但是目前的复合材料板簧存在以下问题：在汽车行驶中产生的疲劳荷载作用对构件损伤最为严重，而在疲劳荷载下复合材料板簧最典型的破坏模式是发生“层间剪切开裂”。“层间剪切性能较弱”是复合材料构件的典型“痛点”，所以如何克服纤维复合材料板簧在载重要求较高的车辆的疲劳加载条件下的层间结合强度较弱的问题，成为汽车复合材料板簧研究的重点内容。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种纤维增强复合材料汽车板簧及其制备方法。
[0006]根据本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧包括：本体，所述本体包括多个复合材料层合件，多个所述复合材料层合件沿第一预设方向层叠设置；剪力键，所述剪力键沿所述第一预设方向穿设在至少两个所述复合材料层合件上；和缠绕布，所述缠绕布缠绕在所述本体的外表面。
[0007]根据本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧，具有轻质、高强、耐腐和耐疲劳的特点，可大幅降低传统汽车板簧的重量，从而提高燃油汽车的燃油经济性或电力汽车的电力经济性。
[0008]可选地，每个所述复合材料层合件为柔性板，每个所述复合材料层合件构造成圆弧状以便所述本体呈圆弧状，其中所述第一预设方向与所述本体的径向一致。
[0009]可选地，所述剪力键的横截面为圆形，所述剪力键的长度方向与所述第一预设方向一致，所述剪力键沿所述第一预设方向穿设在全部所述复合材料层合件上。
[0010]可选地，每个所述复合材料层合件具有多个贯穿孔，所述贯穿孔沿着第一预设方向贯穿所述复合材料层合件，所述剪力键为多个，多个所述剪力键一一对应的插入每个所
述复合材料层合件的多个所述贯穿孔中。
[0011]可选地，所述复合材料层合件为柔性复合材料毡、柔性复合材料片或柔性复合材料板，所述剪力键为刚性复合材料筋或刚性复合材料棒，所述缠绕布为复合材料布。
[0012]可选地，所述复合材料层合件、所述剪力键和所述缠绕布中的每一者含有纤维和树脂，所述纤维是碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。
[0013]可选地，所述复合材料层合件的纤维体积含量为50％
‑
70％，所述剪力键的纤维体积含量为60％
‑
75％，所述缠绕布的纤维体积含量为50％
‑
70％。
[0014]可选地，所述缠绕布在所述本体的外表面的缠绕方向与所述本体的周向之间的角度为 80度
‑
90度。
[0015]根据本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)将多个所述复合材料层合件组装成汽车板簧要求的曲线形构造；
[0017](2)将所述剪力键贯穿插入所述本体的多个所述复合材料层合件中；
[0018](3)将所述缠绕布紧密缠绕在所述本体的外表面；
[0019](4)将缠绕有缠绕布的本体通过真空导入或模压工艺使树脂固化，完成板簧的制作。
[0020]根据本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧的制备方法，所制作的纤维增强复合材料汽车板簧，可大幅降低传统汽车板簧的重量，提高了燃油汽车的燃油经济性或电力汽车的电力经济性。
[0021]可选地，所述缠绕布上施加有不大于缠绕布极限抗拉强度的10％的预应力。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧的结构示意图。
[0023]图2是本专利技术实施例的复合材料层合件与剪力键的位置关系图。
[0024]图3是本专利技术实施例的本体的结构示意图。
[0025]图4是本专利技术实施例的缠绕布和本体的位置关系图。
[0026]附图标记：
[0027]纤维增强复合材料汽车板簧100；
[0028]本体1；第一表面101；第二表面102；复合材料层合件2；剪力键3；缠绕布4。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]如图1
‑
图4所示，根据本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧100包括本体1、剪力键3和缠绕布4，本体1包括多个复合材料层合件2，多个复合材料层合件2沿第一预设方向层叠设置；剪力键3沿第一预设方向穿设在至少两个复合材料层合件2上；缠绕布 4缠绕在本体1的外表面。换言之，剪力键3沿第一预设方向穿设在两个或两个以上复合材料层合件2层叠设置的本体1上，本体1的外表面缠绕有缠绕布4。
[0031]本体1包括多个复合材料层合件2，即可以是两个、三个、四个、五个或者更多，以最终形成汽车板簧所要求的几何尺寸来决定需要层叠设置的复合材料层合件2的数量。复合
材料层合件2提供汽车板簧的主要纵向强度和刚度。
[0032]剪力键3沿第一预设方向穿设在至少两个复合材料层合件2上，也就是说如果本体1 包括两个复合材料层合件2，则剪力键3穿设在两个复合材料层合件2上，如果本体1包括三个复合材料层合件2，则剪力键3穿设在两个或三个复合材料层合件2上，如果本体1 包括四个复合材料层合件2，则剪力键3穿设在两个、三个或四个复合材料层合件2上，以此类推。
[0033]缠绕布4缠绕在本体1的外表面，是指缠绕布4可以用不同的方式缠绕在本体1的外表面，如可以是顺时针缠绕，也可以是逆时针缠绕，可以是只缠绕一层，也可以是多层缠绕。
[0034]下面参考图1
‑
图4简要地描述本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧100的组装过程，先将多个复合材料层合件2组装成汽车板簧要求的曲线形构造，再将剪力键3贯穿插入本体1的至少两个复合材料层合件2中，最后将缠绕布4紧密缠绕在本体1的外表面。
[0035]根据本专利技术实施例的纤维增强复合材料汽车板簧100，复合材料层合件2提供汽车板簧的主要纵向强度和刚度，剪力键3起到传递复合材料层合件2间剪力的作用，可降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强复合材料汽车板簧，其特征在于，包括：本体，所述本体包括多个复合材料层合件，多个所述复合材料层合件沿第一预设方向层叠设置；剪力键，所述剪力键沿所述第一预设方向穿设在至少两个所述复合材料层合件上；和缠绕布，所述缠绕布缠绕在所述本体的外表面。2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料汽车板簧，其特征在于，每个所述复合材料层合件为柔性板，每个所述复合材料层合件构造成圆弧状以便所述本体呈圆弧状，其中所述第一预设方向与所述本体的径向一致。3.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料汽车板簧，其特征在于，所述剪力键的横截面为圆形，所述剪力键的长度方向与所述第一预设方向一致，所述剪力键沿所述第一预设方向穿设在全部所述复合材料层合件上。4.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料汽车板簧，其特征在于，每个所述复合材料层合件具有多个贯穿孔，所述贯穿孔沿着所述第一预设方向贯穿所述复合材料层合件，所述剪力键为多个，多个所述剪力键一一对应的插入每个所述复合材料层合件的多个所述贯穿孔中。5.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料汽车板簧，其特征在于，所述复合材料层合件为柔性复合材料毡、柔性复合材料片或柔性复合材料板，所述剪力键为刚性复合材料筋或刚性复合材料棒，所述缠绕布为复合材料布。6.根据权利要求5所述的纤维增强复合材料汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天桥，王锁柱，曾庆文，龚友坤，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：