实施例3
[0062](I)根据车辆载重要求选用高性能碳纤维与玻璃纤维混杂组合，进行立体织物编织用的丝束制备。选用碳纤维纱线与玻璃纤维纱线的重量比为5:1。纱线经匹配组成混合纱线后进行表面处理，处理通常采用真空气氛高温除胶，将混杂纤维表面的上浆剂除去，之后根据三维编织机排线要求进行卷绕备用。
[0063](2)分别选用UHMffPE纤维进行纱线卷绕。将上述卷绕后的碳纤维/玻璃纤维混合纱线与UHMffPE纤维纱线在三维立体编织机上装配后，制备板簧用混杂纤维三维织物。
[0064](3)根据载重车辆使用要求，在特定受力部位选择适宜的纤维纱线材质及编织结构。将板簧结构分为中间刚性区、两侧韧性区和表面高强区三个部分。中间刚性区的长度占板簧总长度的40%，该区域选用碳纤维与玻璃纤维的混合纱线进行三维立体编织，编织结构中的纤维含量为70%，其中沿厚度方向(Z向)的纤维含量占总织物纤维含量的35%以保证层间强度稳定。选用的编织结构为三维七向。该区域的厚度为100mm。
[0065]两侧韧性区在中间刚性区两侧对称分布，各占总长度的30%，选用碳纤维与玻璃纤维的混合纱线进行立体编织，编织结构中的纤维含量为65%，其中厚度方向(Z向)的纤维含量占总织物纤维含量的40%。选用的编织结构为三维六向。该区域的厚度为80mm。
[0066]中间刚性区和两侧韧性区界面组合采用过渡型织物编织结构设计，缝合主要纱线结构为三维六向，所用的纤维为高强度碳纤维纱线，同时增加沿着XY平面的纱线进行界面结构强化，过渡区域纱线含量为70%，其中界面强化的碳纤维纱线比例占到60%以保证界面足够的强度，使刚性区和韧性区形成整体。该区域的厚度为90_。
[0067]表面高强区主要采用芳纶纤维纱线进行三维立体编织，织物结构为三维四向。该区域的厚度为8_。表面高强区与刚性区和韧性区之间通过高强度碳纤维纱线进行Z向缝入口 ο
[0068](4)特种复合树脂的配制及其树脂真空传递模塑成型。三维立体织物采用环氧树脂进行树脂真空传递模塑成型。树脂含量为45%，整个真空导入过程的真空度控制在0.7MPa0
[0069](5)热固化成型。固化过程采用梯度升温的工艺，首先在75°C保温50min，之后温度提高至135°C保温60min。
[0070](6)后处理。后处理过程的温度范围在120°C，时间在3h。
[0071]本实施例适用的车型为重型载重卡车，所要求的板簧长度为2米。
[0072]实施例4
[0073](I)根据车辆载重要求选用高性能碳纤维与玻璃纤维混杂组合，进行立体织物编织用的丝束制备。选用碳纤维纱线与玻璃纤维纱线的重量比为3:1。纱线经匹配组成混合纱线后进行表面处理，处理采用氮气保护高温除胶，将混杂纤维表面上浆剂除去，之后根据三维编织机排线要求进行卷绕备用。
[0074](2)混杂纤维的组合及其三维立体编织结构制备。选用UHMffPE纤维纱线卷绕。将卷绕后的碳纤维/玻璃纤维混合纱线与芳纶纤维纱线在三维立体编织机上进行装配，制备板簧用混杂纤维三维织物。
[0075](3)织物结构设计。根据载重车辆使用要求，在特定受力部位选择适宜的纤维纱线材质及编织结构。将板簧结构分为中间刚性区、两侧韧性区和表面高强区三个部分。其中中间刚性区的长度占板簧总长度的40%，该区域选用碳纤维与玻璃纤维的混合纱线进行三维立体编织，编织结构中的纤维含量为65%，其中沿厚度方向(Z向)的纤维含量占总织物纤维含量的35%以保证层间强度稳定。选用的编织结构为三维五向。该区域的厚度为85mm0
[0076]两侧韧性区在中间刚性区两侧对称分布，各占总长度的30%，选用碳纤维与玻璃纤维的混合纱线进行立体编织，编织结构中的纤维含量为55%，其中厚度方向(Z向)的纤维含量占总织物纤维含量的45%。选用的编织结构为三维五向。该区域的厚度为65mm。
[0077]中间刚性区和两侧韧性区界面组合采用过渡型织物编织结构设计，缝合主要纱线结构为三维七向，所用的纤维为高强度碳纤维纱线，同时增加沿着XY平面的纱线进行界面结构强化，过渡区域纱线含量为75%，其中界面强化的碳纤维纱线比例占到55%以保证界面足够的强度，使刚性区和韧性区形成整体。该区域的厚度为75_。
[0078]表面高强区主要采用UHMffPE纤维进行三维立体编织，织物结构为三维四向。该区域的厚度为6_。表面高强区与刚性区和韧性区之间通过高强度碳纤维纱线进行Z向缝合。
[0079](4)特种复合树脂的配制及其树脂真空传递模塑成型。三维立体织物采用酚醛树脂进行树脂真空传递模塑成型。树脂含量为42%，整个真空导入过程的真空度控制为0.75MPa。
[0080](5)热固化成型。固化过程采用梯度升温的工艺，首先在84°C保温50min，之后温度提高至125°C保温1.5h。
[0081](6)后处理。后处理过程的温度范围在120°C，时间在2h。
[0082]以上多种三维织物结构组合制备的复合材料板簧适用车型为重型载重卡车，所要求的板簧长度为2米。
[0083]上述虽然对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种三维编织复合材料汽车板簧，所述板式弹簧分为中间刚性区、两侧韧性区和表面高强区三个部分，中间刚性区和两侧韧性区通过过渡型织物编织结构进行编织连接成整体，表面的高强区与所述中性刚性区、两侧韧性区之间通过缝边连接，形成整体复合材料板式弹簧。2.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述中间刚性区的长度占板簧总长度的40%，选用碳纤维与玻璃纤维的混合纱线进行三维立体编织，编织结构中的纤维含量为60% -80%。3.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述中间刚性区沿厚度方向(Z向)的纤维含量占总织物纤维含量的30-40%。4.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述中间刚性区的编织结构为三维五向、三维六向、三维七向中的一种或多种组合，厚度为10-100mm。5.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述两侧韧性区在中间刚性区两侧对称分布，各占总长度的30%，选用碳纤维与玻璃纤维的混合纱线进行立体编织，编织结构中的纤维含量为0-60%。6.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述中间刚性区和两侧韧性区界面组合采用过渡型织物编织结构，还沿着XY平面的纱线进行界面结构强化线结构。7.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述表面高强区采用芳纶纤维或UHMffPE纤维的一种或两种组合形成的混杂纱线进行三维立体编织。8.如权利要求1所述的汽车弹簧，其特征在于，所述表面高强区与刚性区和韧性区之间通过高强度碳纤维纱线进行Z向缝合。9.一种三维编织复合材料汽车板簧的制作方法，其特征在于，首先，采用混合纱线三维立体编织中间刚性区和两侧韧性区并缝合成整体，再通过Z向缝合在中间刚性区和两侧韧性区外侧形成表面高强区，最后，经树脂真空导入成型和梯度升温固化成型，即得。10.权利要求9所述的方法，其特征在于，树脂真空导入过程中，树脂含量为织物总重量的 40% -50%。
【专利摘要】本发明公开了一种三维编织复合材料汽车板簧及其制备方法，本发明的三维编织复合材料板簧由混杂纤维组合编织形成立体织物结构，通过调整纤维材质、丝束用量以及织物结构使板簧重要部位具备较高强度、疲劳刚度及较长使用耐久度，同时配合树脂真空传递模塑技术将特种复合树脂均匀浸渍固化成型，能够得到一种重量轻、抗疲劳性强、强度高、刚性大、尺寸稳定性强、寿命较长的三维结构复合材料载重汽车用板簧，以克服普通二维叠层结构复合材料板簧在疲劳载荷状态下的层间破坏问题。
【IPC分类】B29C70/44, F16F1/26
【公开号】CN105134849
【申请号】CN201510497856
【发明人】朱波, 曹伟伟, 王永伟, 于宽, 乔琨, 张敏
【申请人】北京勤达远致新材料科技股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月13日