汽車用碳纖維復合材料保險杠結構的制作方法
【專利摘要】一種碰撞沖力阻尼領域的汽車用碳纖維復合材料保險杠結構，本體與汽車的前縱梁相連，拖鉤塊與填充泡沫包覆于本體的內部，本體包括：兩個對稱位于后側面的兩側且分別與汽車的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域、位于前側面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域、位于上側面、下側面和后側面且三個面連續(xù)設置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域、兩個分別位于后側面且分別連接一個背板區(qū)域和第二抗擊區(qū)域用于實現拖鉤塊預埋的平臺結構，以及位于兩端部且各個側面邊界分別與背板區(qū)域、第一抗擊區(qū)域和第二抗擊區(qū)域相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域。本發(fā)明能夠提高汽車的耐撞安全性。
【專利說明】汽車用碳纖維復合材料保險杠結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種碰撞沖力阻尼領域的裝置，具體是一種汽車用碳纖維復合材料保險杠結構。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機、環(huán)境保護和安全問題的日益突出，汽車的輕量化和高性能設計已經成為當前汽車領域的研究熱點。作為汽車車身的重要組成部分，保險杠系統(tǒng)是汽車正面碰撞時主要的吸能構件之一，當汽車發(fā)生低速碰撞時，保護汽車其它零部件以及行人和駕乘人員的安全。當車體進入危險環(huán)境后，汽車需要通過拖鉤借助外力走出困境。所以，作為拖鉤的安裝基礎，保險杠系統(tǒng)需要具備足夠的強度，以使車體盡快脫離險境。除此之外，保險杠系統(tǒng)還需要滿足NVH的要求。因此，保險杠的性能對整車性能有重要影響。
[0003]經過對現有技術的檢索發(fā)現，中國專利文獻號CN101134451，
【公開日】2008_3_5，記載了一種車輛保險杠結構，潰縮盒、保險杠梁、能量吸收部件、保險杠罩。上述潰縮盒，其車寬方向內側的內側壁的前后方向剛性，高于其車寬方向外側的外側壁的前后方向剛性。但該現有技術主要針對金屬材料的保險杠結構設計。該結構由多個金屬零部件以及能量吸收部件組成。金屬零部件之間通過焊接技術連接；能量吸收部件位于保險杠的外部，通過連接技術安裝在保險杠上。該結構工藝復雜，整體性差。由于焊接工藝的要求，需要在零件的邊緣設計凸緣結構。凸緣結構將增加保險杠結構的重量，不利于汽車的輕量化設計。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現有技術存在的上述不足，提供一種汽車用碳纖維復合材料保險杠結構，整體性好、質量輕、剛度高、低速碰撞吸能特性好、抵抗變形和破壞能力強，能夠提高汽車的耐撞安全性。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現的，包括:本體、拖鉤塊和填充泡沫，其中:本體與汽車的前縱梁相連，拖鉤塊與填充泡沫包覆于本體的內部，本體包括:兩個對稱位于后側面的兩側且分別與汽車的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域、位于前側面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域、位于上側面、下側面和后側面且三個面連續(xù)設置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域、兩個分別位于后側面且分別連接一個背板區(qū)域和第二抗擊區(qū)域用于實現拖鉤塊預埋的平臺結構，以及位于兩端部且各個側面邊界分別與背板區(qū)域、第一抗擊區(qū)域和第二抗擊區(qū)域相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域。
[0006]所述的本體中的厚度分布從大到小的順序依次為:背板區(qū)域以及平臺結構，吸收區(qū)域以及第一抗擊區(qū)域，第二抗擊區(qū)域。厚度分布考慮不同區(qū)域承載的載荷形式的不同以及碳纖維復合材料性能的拉壓非對稱性特點。
[0007]所述的拖鉤塊包括:設置于平臺結構中用于傳遞牽引載荷至本體的前部結構和后部結構，用于與拖鉤連接以承載和傳遞牽引載荷的套筒結構，其中:套筒結構包括一體成型的內筒和外筒，內筒通過內部的螺紋與拖鉤連接以實現汽車的牽引，外筒的兩端分別與前部結構和后部結構連接以實現牽引載荷的傳遞用于牽引車輛。
[0008]所述的平臺結構包括右側平臺和左側平臺，其中，右側平臺預埋拖鉤塊，右側平臺的尺寸與預埋的拖鉤塊的尺寸相符合，左側平臺為結構對稱平臺。
[0009]本發(fā)明的保險杠整體為一體式結構，在本體成型時整體成型。具有整體性好、質量輕、剛度高、碰撞吸能特性好、抵抗變形和破壞能力強，提高汽車的耐撞安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的分解圖；
[0012]圖3a為本體的前側立體視圖，圖3b為本體的后側立體視圖；
[0013]圖4為本體的結構剖視圖；
[0014]圖中:a為結構示意圖；b為圖4a中A-A剖面示意圖；c為圖4a中B-B剖面示意圖；
[0015]圖5為拖鉤塊的結構示意圖；
[0016]圖6為套筒結構的結構示意圖；
[0017]圖7為拖鉤塊在本體中位置的剖視圖；
[0018]圖8為填充泡沫的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0020]如圖1和圖2所示，本實施例包括:本體1、拖鉤塊2、填充泡沫3，其中:本體I的背部與汽車的前縱梁相連，拖鉤塊2位于本體I的右側，通過預埋的方式，與填充泡沫3 —起包覆在本體I內部，在本體I加工成型時，通過物理化學作用產生界面層，實現與本體I的連接。如圖3a、圖3b所示，本體I為一體式碳纖維復合材料結構，包括:兩個對稱位于后側面的兩側且分別與汽車的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域4、位于前側面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域5、位于上側面、下側面和后側面且三個面連續(xù)設置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域6、兩個分別位于后側面且分別連接一個背板區(qū)域4和第二抗擊區(qū)域6用于拖鉤塊2預埋的平臺結構7，以及位于兩端部且各個側面邊界分別與背板區(qū)域4、第一抗擊區(qū)域5和第二抗擊區(qū)域6相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域8 ；
[0021]如圖4所示，所述的承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域4和平臺結構7的厚度最大，吸收碰撞能量的吸收區(qū)域8和抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域5的厚度居中，抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域6厚度最小，厚度分布主要是考慮不同區(qū)域承載的載荷形式的不同以及碳纖維復合材料性能的拉壓非對稱性特點；
[0022]如圖5、圖6和圖7所示,所述的拖鉤塊2包括:用于傳遞牽引載荷至本體I的前部結構9和后部結構10，用于與拖鉤連接以承載和傳遞牽引載荷的套筒結構11，其中:套筒結構11包括一體成型的內筒12和外筒13，內筒12通過內部的螺紋與拖鉤連接以實現汽車的牽引，外筒13的兩端分別與前部結構9和后部結構10連接以實現牽引載荷的傳遞用于牽引車輛。材料為招合金，外筒13、前部結構9和后部結構10分別為焊接,前部結構9和后部結構10為沖壓成型，套筒結構11為銑削加工。
[0023]所述的平臺結構7包括右側平臺7a和左側平臺7b，其中，右側平臺7a用于實現拖鉤塊預埋的要求，右側平臺7a的尺寸與預埋的拖鉤塊2的尺寸相符合，左側平臺7b結構是為了滿足保險杠結構整體的對稱性。
[0024]為了保證保險杠整體的脫模，本體I外表面圓角半徑不小于6mm。
[0025]如圖8所示，所述的填充泡沫3的結構應滿足拖鉤塊2的布置以及本體I不同區(qū)域厚度分布的要求，以配合拖鉤塊2以及本體I。填充泡沫3的材料為聚氨酯泡沫。
【權利要求】
1.一種汽車用碳纖維復合材料保險杠結構，其特征在于，包括:本體、拖鉤塊和填充泡沫，其中:本體與汽車的前縱梁相連，拖鉤塊與填充泡沫包覆于本體的內部，本體包括:兩個對稱位于后側面的兩側且分別與汽車的前縱梁相連承載和傳遞牽引力的背板區(qū)域、位于前側面用于抵抗低速碰撞壓縮破壞的第一抗擊區(qū)域、位于上側面、下側面和后側面且三個面連續(xù)設置用于抵抗低速碰撞拉伸破壞的第二抗擊區(qū)域、兩個分別位于后側面且分別連接一個背板區(qū)域和第二抗擊區(qū)域用于實現拖鉤塊預埋的平臺結構，以及位于兩端部且各個側面邊界分別與背板區(qū)域、第一抗擊區(qū)域和第二抗擊區(qū)域相連用于吸收碰撞能量的吸收區(qū)域。
2.根據權利要求1所述的結構，其特征是，所述的本體中的厚度分布從大到小的順序依次為:背板區(qū)域以及平臺結構，吸收區(qū)域以及第一抗擊區(qū)域，第二抗擊區(qū)域。
3.根據權利要求1或2所述的結構，其特征是，所述的拖鉤塊包括:設置于平臺結構中用于傳遞牽引載荷至本體的前部結構和后部結構，用于與拖鉤連接以承載和傳遞牽引載荷的套筒結構，其中:套筒結構包括一體成型的內筒和外筒，內筒通過內部的螺紋與拖鉤連接以實現汽車的牽引，外筒的兩端分別與前部結構和后部結構連接以實現牽引載荷的傳遞用于牽引車輛。
4.根據權利要求3所述的結構，其特征是，所述的平臺結構包括右側平臺和左側平臺，其中，右側平臺預埋拖鉤塊，右側平臺的尺寸與預埋的拖鉤塊的尺寸相符合，左側平臺為結構對稱平臺。
【文檔編號】B60R19/03GK103950418SQ201410186012
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權日:2014年5月5日
【發(fā)明者】朱平, 盧家海, 籍慶輝, 馮奇, 何健, 張曉紅, 萬黨水 申請人:上海交通大學