用于车辆的下底板框架系统的制作方法_2

文档序号:8914486阅读:来源:国知局
中央横向构件与主框架100整体地形成,并沿车辆的宽度方向延伸,并且该中央 横向构件连接两个侧部构件140的中部。
[0028] 如图1中所示,根据本发明,单件式的主框架100和中央横向构件200是用于车辆 的连续刚性的下底板框架系统。特别地,本发明的用于车辆的下底板框架系统具有用碳纤 维复合材料整体地形成的构件,以作为主要元件。该主框架100用作为用于车辆的下底板 框架系统,在该下底板框架系统中,构件整体地连接以形成封闭的四边形。
[0029] 在本发明的示例性实施例中,下底板框架系统由碳纤维复合材料形成,并且因此, 用于形成各种形状的自由度较大,并且构成车辆底板的车辆框架的边缘形成为四边形,并 且因此,相比于传统的下底板框架系统,刚度极大地增加。
[0030] 这里,四边形主框架100的前部是前保险杠构件120,其两个侧部分别是从主框架 的前部延伸到后部的侧部构件140,并且其后部是后保险杠构件160。此外,中央横向构件 200与主框架100整体地形成,并沿车辆的宽度方向延伸,并且该中央横向构件连接两个侧 部构件140的中部。
[0031] 图2是示出了用于车辆的下底板框架系统的主框架的透视图,该透视图从其底部 示出,并且根据本发明示例性实施例,中央横向构件200由一对部件构成,所述一对部件由 前中央横向构件220和后中央横向构件240构成。这对部件可彼此间隔开一预定的距离。
[0032] 同时,还可包括前横向构件400和后横向构件500。这些构件400和500也由碳纤 维复合材料制成,这些构件沿车辆的宽度方向延伸,并分别在主框架100的两侧处连接前 侧部构件部分142和后侧部构件部分146。
[0033] 此外,添加了中央通道构件300,该中央通道构件由碳纤维复合材料形成,以在车 辆的宽度方向上延伸并连接前横向构件400和后横向构件500。
[0034] 总体上,中央通道构件300的端部可沿前横向构件400或后横向构件500的侧部 分为两股组成部分(strand),并且各个分开端部320、340可与前横向构件400或后横向构 件500紧密接触,以在其相同的方向上延伸。另外,中央通道构件300的分开端部可连接于 主框架100的侧部构件140。侧部构件140、中央通道构件300的分开端部320、340以及对 应的前横向构件400或后横向构件500的端部可彼此连接,从而在它们之间留出三角形空 间"A"。各个构件变成三角形的边,从而在它们之间留出三角形空间,以便使得连接部分的 刚度增加。
[0035] 此外,中央通道构件300的分开点可与对应的前横向构件400或后横向构件500 一起形成三角形空间"B",以由此增加刚度。
[0036] 更详细地,中央通道构件300的端部可沿后横向构件500的侧部分成两个部分。这 些各个分开端部320、340可与后横向构件500紧密接触并在相同方向上延伸。另外,分开 端部320、340可连接于主框架100的侧部构件140。如此,侧部构件140、中央通道构件300 的分开端部以及后横向构件500的端部可彼此连接,从而在它们之间留出三角形空间"A"。
[0037] 特别地,如图中所示,中央通道构件300可包括平行延伸且紧密接触的两股组成 部分。特别地,每股组成部分在相同的方向上沿前横向构件400的侧部或沿后横向构件500 的侧部被分开。在该构造下,中央横向构件200不被分开,而是连续的,以便增加刚度。
[0038] 同时,如图2中所示,中央通道构件300可延伸成穿过中央横向构件200的上部空 间而延伸。此外,各个构件可由碳纤维复合材料形成,并且各个构件可由外壳10、内部隔离 物30和填充物50构成,所述外壳组成四边形的边,内部隔离物将由外壳10限定的内部空 间划分成矩阵(matrix),填充物由碳纤维复合材料制成,该填充物被填充到被隔开的空间 中,如图3中所示。
[0039] 图4是示出评估图2的部分C处的刚度的结果的曲线图。特别地,其示出了根据 本发明的刚度上的变化在封闭截面结构上具有增大的连续性,并且相比于由钢制成的传统 框架来说,该变化在构件连接部处是特别有效的。
[0040] 此外,如图5中所示,可以在车辆的外侧处设置附加侧部构件600和门密封构件 700,所述附加侧部构件和门密封构件由碳复合材料制成。更详细地,附加侧部构件600在 车辆的长度方向上延伸并连接于主框架100的侧部构件140。另外,门密封构件700可由碳 复合材料形成并且连接于附加侧部构件600的外端。
[0041] 这里,中央通道构件300的前端的分开端部301可连接于前横向构件400、侧部构 件140、附加侧部构件600以及门密封构件700。此外,中央通道构件300的后端的分开端 部可连接于后横向构件500和附加侧部构件600。通过此构造,车辆的整体扭转刚度可极大 地增加。
[0042] 同时,附加侧部构件600的前端可延伸以经由侧部构件140而连接于前横向构件 400。附加侧部构件600也可由碳纤维复合材料形成,并且可在向上的方向(相对于地面) 上被分出,并且该附加侧部构件沿中央通道构件300延伸。附加侧部构件600可进一步包 括支撑构件360,该支撑构件的端部连接于罩(cowl)横向构件CC。
[0043] 有利地,车辆的整体扭转刚度通过支撑构件360而增加。即,中央通道构件300与 罩横向构件CC利用支撑构件360通过形成特殊形状而连接,在所述特殊形状中,中央通道 构件300置于中央横向构件200上,从而额外地增加了刚度。
[0044] 下表示出了在设置有中央通道构件300和未设置有该中央通道构件的情况之间 的刚度的比较。
[0045] [表 1]
[0046]
[0047] 回顾上述比较结果,证实了:如在本发明中,通过使中央通道构件300分开,并 且然后使用结构粘合剂将该中央通道构件粘合或连接于其他构件,扭转静态刚度增加了 3. 4%,并且通过将扭转静态刚度除以BIW重量而得到的比刚度增加了 2. 4%。
[0048] 中央通道构件可由碳纤维复合材料形成,并且其优异的表面特性达到一程度以被 用作用于车辆的内部材料,并且结构刚度等于或大于钢的结构刚度。此外,由于优异的形成 特性,其结构设计是可能的,而这是难以应用于钢BIW的。
[0049] 因此,利用中央通道构件,中央控制台(console)结构可设计成增加车辆的结构 刚度,而作为内部材料同时保持外观质量。所述构件可以是中央通道构件。特别地,中央控 制台结合(粘合)于设置在车辆的底板下方处的其他构件以增加扭转刚度,并且进一步地, 相对于传统的中央通道构件,中央控制台在底板下方上被布置得更高,从而由于弯曲力矩 惯性的增加而提高了刚度。因此,可以确保车身的刚度,并且车身的重量可被减轻,而无需 添加由钢制成的部件或增加框架的厚度。
[0050] 图7至图9是分别示出了基于在根据本发明示例性实施例的用于车辆的下底板框 架系统中的弹簧片的载荷传递过程的视图。在根据本发明的下底板框架系统中,如图中所 示,附加侧部构件600的后端沿主框架100的后保险杠构件146延伸,以形成由碳纤维复合 材料制成的附加后部构件620。
[0051] 即,附加侧部构件600设置成一对,以对应于相应的侧部构件140。特别地,各个附 加侧部构件600的后端可通过由碳纤维复合材料制成的附加后部构件620而被连接,或者 如在附
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