一种复合式汽车吸能盒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车零部件设计与制造技术领域，具体涉及到一种利用不同材料制成的复合式汽车吸能盒。
【背景技术】
[0002]目前，随着排放标准的提高和节能减排的压力日益增大，国内外汽车制造商都注重对车身进行减重。在众多车身减重的措施中，采用比强度和比模量高的新材料就是一项有效的减重措施。如大量金属、高强钢、碳纤维复合材料等高强度材料正在应用于汽车结构的设计与制造。其中，碳纤维复合材料地应用不但能大幅度降低车身重量，还能极大地提高汽车的安全性能。
[0003]近年来，由于具有优异的比吸能(Specific energy absorpt1n)特性，碳纤维复合材料逐渐成为汽车抗碰撞性能设计的备选材料。碳纤维复合材料的比吸能能力远远高于传统的钢材与铝合金，也高于玻璃纤维增强复合材料和Kevlar/碳纤维等混杂复合材料。尽管碳纤维复合材料有出类拔萃的比吸能特性，但是由于各向异性材料独特的力学特性，只有对吸能盒的外型、结构、铺层等进行科学的优化设计才能发挥其最佳的冲击吸能能力，以保障汽车最佳的被动安全性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种轻量化、性能优异、稳定可靠的复合式汽车吸能盒。
[0005]本发明的复合式汽车吸能盒由安装基座及吸能筒构成，所述安装基座由钢材或者铝合金材料制成，所述吸能筒由碳纤维复合材料制成；所述安装基座和吸能筒均为锥形结构，所述安装基座设有法兰面；所述吸能筒的大头端套接于安装基座上，并与安装基座胶接固定。
[0006]安装基座的法兰面通过紧固螺栓与车身防撞主梁进行机械连接，吸能筒与安装基座通过插接与胶接的组合连接形式进行连接。采用这种连接的优点有:1、与机械连接相比，省去了不必要的紧固件；2、与传统的胶接相比，利用吸能筒与安装基座的间隙配合，能有效控制胶层的厚度；3、吸能筒与安装基座都为圆锥形，很容易安装，能保证很高的安装精度；
4、安装的稳固性很高，碰撞破坏后，即使圆锥型碳纤维复合材料部分已经损坏，吸能盒的安装基座部分还可以继续使用，最大限度保护了汽车车身。
[0007]进一步地，为避免吸能筒相对安装基座移动，所述吸能筒的大头端与所述安装基座的法兰面相抵。
[0008]进一步地，为了保证胶接强度，所述安装基座的长度大于50mm。另外，碰撞破坏后，即使吸能筒已经损坏，安装基座还可以继续使用，最大限度保护了汽车车身。
[0009]进一步地，所述吸能筒的内侧面与安装基座的外侧面为间隙配合，配合间隙为
0.2mm?0.25 mm,从而获得最佳的胶结强度。
[0010]进一步地，为实现更好的渐变溃缩效果，所述吸能筒及安装基座的厚度由小头端向大头端逐渐增加。
[0011]具体来说，所述吸能筒采用(0/90) 3/03 (0/90) 3的纤维铺层通过预浸料工艺或RTM工艺成型；所述纤维铺层采用3K、6K碳纤维斜纹织物和3Κ、6Κ碳纤维单向织物制成；所述吸能筒与安装基座通过环氧树脂胶粘结。
[0012]本发明的复合式汽车吸能盒中，圆锥型碳纤维复合材料制成的吸能筒为主要的吸能部分，可以大大减轻重量。由于采用了变截面的外形设计，在汽车正碰、偏置碰撞的过程中，吸能筒能够比较彻底地碎裂破坏，通过纤维断裂、层合板分层、树脂碎裂等诸多的形式吸收能量，从而获得稳定的吸能效果，同时安装基座能为吸能筒提高稳定的支撑。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的复合式汽车吸能盒的剖视图。
[0014]附图标示:1、安装基座；2、吸能筒；3、法兰面。
【具体实施方式】
[0015]下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
[0016]实施例1:
如图所示，本实施例的复合式汽车吸能盒由安装基座I及吸能筒2构成，安装基座I和吸能筒2均为锥形结构，所述安装基座I设有法兰面3 ;所述吸能筒2的大头端套接于安装基座I上，并与安装基座I胶接固定。
[0017]进一步地，为避免吸能筒2相对安装基座I移动，所述吸能筒2的大头端与所述安装基座I的法兰面3相抵。
[0018]其中:
吸能筒2采用预浸料工艺、RTM工艺等工艺成型，推荐的纤维铺层为[(0/90)3/03 (0/90) 3]。纤维可以采用3Κ、6Κ碳纤维斜纹织物和3Κ、6Κ碳纤维单向织物。
[0019]安装基座I采用钢材或者铝合金材料铸造成型，务必保证圆锥外表面光滑。安装基座I的圆锥面与吸能筒2的内圆锥面设计成间隙配合，配合间隙为0.2_?0.25 _，从而获得最佳的胶结强度。为了保证胶接强度，安装基座I的圆锥面部分的长度应控制在50mm以上。
[0020]吸能筒2与安装基座I采用套接与胶接组合的方式连接。连接前采用80 #无水砂纸进行打磨处理，对安装基座I的外圆锥面与吸能筒2的内圆锥面进行粗糙化处理。再采用湿胶接的方法完成安装基座I的外圆锥面与吸能筒2的内圆锥面的胶接，最后在室温下固化成型。推荐采用环氧树脂胶，如3M环氧结构胶。
【主权项】
1.一种复合式汽车吸能盒，其特征在于由安装基座及吸能筒构成，所述安装基座由钢材或者铝合金材料制成，所述吸能筒由碳纤维复合材料制成；所述安装基座和吸能筒均为锥形结构，所述安装基座设有法兰面；所述吸能筒的大头端套接于安装基座上，并与安装基座胶接固定。2.根据权利要求1所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述吸能筒的大头端与所述安装基座的法兰面相抵。3.根据权利要求1所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述安装基座的长度大于50mmo4.根据权利要求1所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述吸能筒的内侧面与安装基座的外侧面为间隙配合，配合间隙为0.2mm?0.25 mm。5.根据权利要求1所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述吸能筒及安装基座的厚度由小头端向大头端逐渐增加。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述吸能筒采用(0/90) 3/03 (0/90) 3的纤维铺层通过预浸料工艺或RTM工艺成型。7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述纤维铺层采用3K、6K碳纤维斜纹织物和3Κ、6Κ碳纤维单向织物制成。8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的复合式汽车吸能盒，其特征在于所述吸能筒与安装基座通过环氧树脂胶粘结。
【专利摘要】本发明的目的是提出一种轻量化、性能优异、稳定可靠的复合式汽车吸能盒。本发明的复合式汽车吸能盒由安装基座及吸能筒构成，所述安装基座由钢材或者铝合金材料制成，所述吸能筒由碳纤维复合材料制成；所述安装基座和吸能筒均为锥形结构，所述安装基座设有法兰面；吸能筒的大头端套接于安装基座上，并与安装基座胶接固定。本发明的复合式汽车吸能盒中，圆锥型碳纤维复合材料制成的吸能筒为主要的吸能部分，可以大大减轻重量。由于采用了变截面的外形设计，在汽车正碰、偏置碰撞的过程中，吸能筒能够比较彻底地碎裂破坏，通过纤维断裂、层合板分层、树脂碎裂等诸多的形式吸收能量，从而获得稳定的吸能效果。同时安装基座能为吸能筒提高稳定的支撑。
【IPC分类】B60R19/02, B60R19/03
【公开号】CN105128785
【申请号】CN201510521773
【发明人】张静, 汤颖颖, 洪丽, 熊建民, 陈效华
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月24日