一種基于模壓成型的復合材料板簧的制作方法
【專利摘要】一種基于模壓成型的復合材料板簧，其特征在于，復合材料板簧包括不等長度層合板結構，采用面密度為140～560g/m2的等長增強材料，以8層為一個單元，單元厚度為1～4mm，設板簧長度方向為0度鋪設方向，其0度：45度：-45度：90度鋪層比例為50%：20%：20%：10%，根據不同的單元厚度，由板簧內側向外側依次鋪設15～60個單元，每個單元長度方向的中心線與板簧整體長度中心線對齊。與金屬板簧比較，在滿足使用條件的情況下，復合材料板簧具有明顯的減重優(yōu)勢，可以減重40%以上，復合材料板簧具有優(yōu)異的疲勞性能，大大增加板簧的壽命，為實現新能源汽車輕量化提供了新的技術途徑。
【專利說明】一種基于模壓成型的復合材料板簧

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于復合材料設計及其制造技術，涉及基于模壓成型的復合材料板 簧。

【背景技術】
[0002] 汽車輕量化是新能源汽車發(fā)展與推廣使用的迫切要求，航空領域通過用復合材料 替代金屬材料使飛機輕量化的途徑和技術，勢必推廣應用于汽車領域。由于復合材料相對 金屬有高的比強度和比剛度，可設計性強，可實現結構及功能一體化設計，使制件具有減 震、隔熱、降噪、抗沖擊損傷、裝飾等功能，復合材料替代金屬材料制造汽車零部件，將有效 減輕汽車結構重量，降低能源消耗，并能提高汽車安全及舒適度。
[0003] 為了降低因汽車使用化石燃料而大量排放出的溫室氣體給大氣環(huán)境造成的污染， 全世界，尤其發(fā)達國家開始發(fā)展新能源汽車，目前重點是電池動力汽車，并將復合材料應用 于如翼子板、車頂板、底盤、行李箱板、門內板、輪轂、引擎罩、避震彈簧、傳動軸結構加強和 耐熱件等。以板簧為例，轎車或載重汽車的板簧是由多層鋼片疊加在一起使用，不但重量較 重，而且還要經過特殊組裝才能承載。而采用復合材料，可以大大降低板簧的結構重量。
[0004] 現有鋼制板簧大量運用于貨車，客車等領域，其結構質量重，剛度大，疲勞壽命短。 采用鋼制板簧，造成運輸成本增長，污染及排放較多，疲勞舒適性降低，疲勞破壞時鋼制板 簧從中間鍛煉，容易造成交通事故。常規(guī)復合層壓板剛度過小，強度不能滿足實際運行的需 求。


【發(fā)明內容】

[0005] 本實用新型的目的是：提出一種利用模壓成型技術制備復合材料板簧，替代原鋼 制板簧，除達到一般承載要求外，還要滿足減重和抗疲勞性要求的。
[0006] 本實用新型的技術方案是：復合材料板簧包括不等長度層合板結構，采用面密度 為140?560g/m2的等長增強材料，設板簧長度方向為0度鋪設方向，其0度：45度：-45 度：90度鋪層比例為50% :20% :20% : 10%，根據不同的單元厚度，由板簧內側向外側依次鋪 設15?60個單元，每個單元長度方向的中心線與板簧整體長度中心線對齊，設板簧長度 為L，寬度為B，長度范圍為1200mm?1900mm，寬度范圍為50mm?150mm，鋪層從板簧內側 開始至外側，從板簧內側到板簧四分之一厚度處每個單元長度在上一個單元的長度上減少 〇. 07L，板簧四分之一厚度處到板簧二分之一厚度處，首個單元長度為0. 57L，后續(xù)單元長度 在上一個單元的長度上減少0. 07L，以板簧二分之一厚度處為對稱面鋪設后續(xù)的單元直至 板簧外側，板簧的兩端用金屬卷耳包裹并用螺栓固定，板簧的中部安裝金屬加載盒。
[0007] 所述板簧所采用的樹脂是改性環(huán)氧樹脂、雙馬樹脂、乙烯基樹脂或其他低粘度樹 脂。
[0008] 所述板簧的增強材料是玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、天然植物纖維中的一種或 幾種復合，材料的狀態(tài)是單向的紗線形式或者織物形式。
[0009] 本實用新型的優(yōu)點是：利用先進的復合材料層合結構的設計、制造和應用技術，用 復合材料層板結構替代鋼制板材制造板簧，相對于鋼制板簧，使板簧減重達40%以上，減少 污染排放，節(jié)省油耗和運輸成本，強度提高，剛度實現可調控，增加乘員舒適性，疲勞壽命增 長2倍，其發(fā)生破壞時能保證車輛能正?？窟呁＼囆蘩?，避免發(fā)生交通事，故可以廣泛應用 于汽車的板簧設計制造領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型結構示意圖。

【具體實施方式】
[0011] 下面通過實施例對本實用新型做進一步詳細說明。以一種板簧為例，見圖1。復 合材料板簧1包括不等長度層合板結構，采用面密度為140?560g/m2的等長增強材料， 設板簧1長度方向為〇度鋪設方向，其〇度：45度：-45度：90度鋪層比例為50%:20% : 20% : 10%，根據不同的單元厚度，由板簧1內側向外側依次鋪設15?60個單元，每個單元 長度方向的中心線與板簧1整體長度中心線對齊，設板簧1長度為L，寬度為B，長度范圍為 1200mm?1900mm，寬度范圍為50mm?150mm，鋪層從板簧1內側開始至外側，從板簧內側到 板簧四分之一厚度處每個單元長度在上一個單元的長度上減少0.07L，板簧四分之一厚度 處到板簧二分之一厚度處，首個單元長度為〇. 57L，后續(xù)單元長度在上一個單元的長度上減 少0. 07L，以板簧二分之一厚度處為對稱面鋪設后續(xù)的單元直至板簧外側，板簧的兩端用金 屬卷耳3包裹并用螺栓4固定，板簧的中部安裝金屬加載盒2。
[0012] 實施例1 :
[0013] 一種模壓成型技術制造板簧的設計技術，其設計結構如下：
[0014] (1)將SW280玻璃布(面密度280g/m2)上涂上定型劑（EST-321，采用丙酮作為溶劑 配制溶液，濃度為5%,用量為100ml/m 2),以8層為一個單元(單元厚度為2mm),共計剪裁22 個單元，其尺寸如下：
[0015]

【權利要求】
1. 一種基于模壓成型的復合材料板簧，其特征在于，復合材料板簧包括不等長度層合 板結構，采用面密度為140?560g/m2的等長增強材料，以8層為一個單元，單元厚度為 1?4mm，設板簧長度方向為0度鋪設方向，其0度：45度：-45度：90度鋪層比例為50%: 20% :20% : 10%，根據不同的單元厚度，由板簧內側向外側依次鋪設15?60個單元，每個單 兀長度方向的中心線與板簧整體長度中心線對齊，設板簧長度為L，寬度為B，長度范圍為 1200mm?1900mm，寬度范圍為50mm?150mm，鋪層從板簧內側開始至外側，從板簧內側到板 簧四分之一厚度處每個單元長度在上一個單元的長度上減少0. 07L，板簧四分之一厚度處 到板簧二分之一厚度處，首個單元長度為0. 57L，后續(xù)單元長度在上一個單元的長度上減少 〇. 07L，以板簧二分之一厚度處為對稱面鋪設后續(xù)的單元直至板簧外側，板簧的兩端用金屬 卷耳包裹并用螺栓固定，板簧的中部安裝金屬加載盒。
【文檔編號】F16F1/18GK203836045SQ201320793736
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2013年12月4日
【發(fā)明者】陳立峰, 戈家榮, 姜云鵬, 岳海闊 申請人:中航復合材料有限責任公司