性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料 的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属 基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、 芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。而本发明的纤维增强复合材 料的基体材料为橡胶，增强材料为碳纤维。
[0028] 进一步地，如图2所示，凸台7内通孔的轴线与板簧本体1的纵向中心线垂直。该 纵向中心线即板簧本体1的长度方向的中心线，因板簧本体1为弓形结构，所以该纵向中心 线为平面曲线。如此设置，可使板簧本体1的纵向力沿通孔的轴线方向分布均匀，从而使板 簧本体1产生均匀变形。
[0029] 刚性连接件2与板簧本体1通过胶水粘接并且通过多个紧固件连接，紧固件靠近 凸台7分布且分布于通孔的轴线的两侧，其中，本实施方式中的紧固件为螺栓6,螺栓6与螺 母配合对刚性连接件2与板簧本体1进行固定。因凸台7设于刚性连接件2的上表面上， 延长了板簧本体1的纵向长度，使刚性连接件2与板簧本体1的接触面积增加，从而使刚性 连接件2与板簧本体1的粘接面积增加，同样地，用于安装螺栓6的位置增加，螺栓的安装 数量增加(本实施方式中一个刚性连接件2上安装四个螺栓6)，使得刚性连接件2与板簧本 体1之间的连接更加安全可靠。
[0030] 另外，本发明的板簧结构还包括刚性护板5,刚性护板5设于板簧本体1的侧面上 靠近端面的部分，刚性护板5与板簧本体1通过胶水粘接。刚性护板5可以为板簧本体1 分担部分纵向力，能够更好地保护板簧本体1，从而延长复合材料板簧的疲劳寿命以及提高 复合材料板簧的安全性能。
[0031] 作为一种优选的实施方式，板簧结构还包括安装于板簧本体1的下曲面的中部的 第一刚性垫板3。第一刚性垫板3上设有用于定位车桥的定位销。板簧结构还包括安装于 板簧本体1的上曲面的中部的第二刚性垫板4。复合材料板簧的板簧本体1的中部通过悬 挂部件与车桥连接，其中，悬挂部件通常为U形螺栓，第一刚性垫板3设置于车桥与板簧本 体1之间，而第二刚性垫板4设置于U型螺栓与板簧本体1之间，从而避免了板簧本体1与 U型螺栓或者车桥的摩擦，而延长复合材料板簧的疲劳寿命。
[0032] 而且,第一刚性垫板3和第二刚性垫板4分别与板簧本体1通过胶水粘接，使第一 刚性垫板3和第二刚性垫板4分别与板簧本体1紧密贴合，从而减小摩擦，进一步地延长复 合材料板簧的疲劳寿命。
[0033] 具体地，本发明的复合材料板簧具有以下优点：
[0034] 1)轻质高强度：复合材料板簧的重量仅是钢板弹簧的30%左右，大大提高了车辆 的燃油效力，同时降低了簧下质量；
[0035] 2)良好的耐疲劳性能：由于复合材料板簧的纤维增强复合材料中纤维与基体的界 面能阻止裂纹扩展，破坏前有明显的征兆(金属材料的疲劳破坏是由里向外突然发展的，往 往事先无征兆）；复合材料板簧基体中含有大量独立的纤维，每平方厘米上的纤维多至上万 根，是典型的静不定体系，当构件超载并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配到未破坏 的纤维上，这样，在短期内不至于使整个构件失去承载能力；复合材料板簧的疲劳寿命是钢 制板簧的4-10倍，且全寿命费用合理，性价比高。
[0036] 3)好的阻尼减震性能：由于复合材料板簧中的特殊结构，其振动阻尼很高，具有良 好的吸振能力，且通过对其结构和组分的优化，可设计构件的固有频率，从而避免因共振而 导致的破坏；
[0037] 4)较高的"安全断裂性"；
[0038] 5)复合材料板簧的弹性模量比钢板簧要要高出5倍以上，舒适性大大提高；
[0039] 6)部件简化，重量轻，拆装操作更简便，杜绝了钢制板簧的相邻弹簧钢之间有摩擦 的问题，起到减震降噪的作用。
[0040] 以下通过具体的试验数据对本发明的复合材料板簧的各项性能进行说明：
[0041] 表1本发明的复合材料板簧的性能表
[0042]
【主权项】
1. 一种复合材料板簧，其特征在于，所述板簧结构包括弓形的板簧本体（1)和刚性连 接件（2)，所述板簧本体（1)由纤维增强复合材料形成；所述刚性连接件（2)上开设有凹槽， 所述板簧本体（1)的两端分别插入所述凹槽内；所述刚性连接件（2)的上表面上设有凸台 (7)，所述凸台（7)开设有安装用于连接所述刚性连接件（2)与车架吊耳的销轴的通孔。
2. 根据权利要求1所述的复合材料板簧，其特征在于，所述通孔的轴线与所述板簧本 体（1)的纵向中心线垂直。
3. 根据权利要求2所述的复合材料板簧，其特征在于，所述刚性连接件（2)与所述板簧 本体（1)粘接并且通过多个紧固件连接，所述紧固件靠近所述凸台（7)分布且分布于所述 通孔的轴线的两侧。
4. 根据权利要求1所述的复合材料板簧，其特征在于，所述凹槽包裹所述板簧本体（1) 的端面以及上曲面和下曲面的靠近端面的部分。
5. 根据权利要求4所述的复合材料板簧，其特征在于，所述板簧结构还包括刚性护板 (5)，所述刚性护板（5)设于所述板簧本体（1)的侧面上靠近端面的部分，所述刚性护板（5) 与所述板簧本体（1)粘接。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的复合材料板簧，其特征在于，所述板簧结构还包括 安装于所述板簧本体（1)的下曲面的中部的第一刚性垫板（3)。
7. 根据权利要求6所述的复合材料板簧，其特征在于，所述第一刚性垫板（3)上设有用 于定位所述车桥的定位销。
8. 根据权利要求6所述的复合材料板簧，其特征在于，所述板簧结构还包括安装于所 述板簧本体（1)的上曲面的中部的第二刚性垫板（4)。
9. 根据权利要求8所述的复合材料板簧，其特征在于，所述第一刚性垫板（3)和第二刚 性垫板（4)分别与所述板簧本体（1)粘接。
10. -种汽车，其特征在于，所述汽车包括车架、成对设置于所述车架上的车架吊耳、用 于安装车轮的车桥和权利要求1-9任一项所述的复合材料板簧，所述复合材料板簧通过安 装于所述凸台（7)的通孔内的所述销轴与所述车架吊耳连接，所述复合材料板簧的板簧本 体（1)的中部通过悬挂部件与所述车桥连接。
【专利摘要】本发明涉及汽车技术领域，涉及一种复合材料板簧以及汽车，该复合材料板簧包括弓形的板簧本体和安装于板簧本体两端的刚性连接件，板簧本体由纤维增强复合材料形成；刚性连接件上开设有凹槽，板簧本体的两端分别插入凹槽内；刚性连接件的上表面上设有凸台，凸台开设有安装用于连接刚性连接件与车架吊耳的销轴的通孔。如此设置可以在前后车架吊耳中心距不变的情况下，增加板簧本体的纵向长度以及板簧本体与刚性连接件的接触面积。本发明的刚性连接件可更大程度地分担板簧本体所承受的纵向力，并改变板簧本体在制动过程中受力的作用点和作用方向，使板簧本体所承受的剪切力减小，从而延长疲劳寿命以及提高安全性能。
【IPC分类】B60G11-02, B60G11-10
【公开号】CN104842734
【申请号】CN201410051572
【发明人】赵海龙, 刘知汉
【申请人】北汽福田汽车股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年2月14日...