本實(shí)用新型涉及車輛工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料車門防撞梁。

背景技術(shù)：

根據(jù)《中華人民共和國(guó)道路交通事故統(tǒng)計(jì)資料匯編》中的有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在我國(guó)所發(fā)生的交通事故中,側(cè)面碰撞事故占32％，高于所有其他交通事故形態(tài),是發(fā)生頻率最高的交通事故。而在交通事故所造成的人員傷亡中,側(cè)面碰撞所造成的人員傷亡人數(shù)占總傷亡人數(shù)的30.1％,也是造成人員傷亡最多的交通事故形態(tài)。

在現(xiàn)有技術(shù)方案中，為了加強(qiáng)汽車車身側(cè)面結(jié)構(gòu)抗撞性水平，在汽車車門內(nèi)板與車門外板之間安裝有車門防撞梁。目前車門防撞梁主要有兩種結(jié)構(gòu)形狀，分別為鋼管結(jié)構(gòu)和鋼板沖壓件結(jié)構(gòu)。其中，鋼管結(jié)構(gòu)防撞梁雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，制造工藝好，但布置方式局限性大。鋼板沖壓件結(jié)構(gòu)防撞梁雖便于布置，生產(chǎn)效率高，但成形困難、模具成本高，且重量較大。

為了降低空氣污染，保護(hù)環(huán)境，汽車電動(dòng)化是我國(guó)汽車工業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，但是我國(guó)電動(dòng)汽車正向研發(fā)能力不足，缺乏經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。因此，實(shí)用新型一種剛度大，吸能量高，抗撞性強(qiáng)，便于加工制造，適合于小批量快速生產(chǎn)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料車門防撞梁，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有車門防撞梁布置方式受限且模具成本高以及重量較大等問(wèn)題，提供一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料車門防撞梁。

一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料車門防撞梁，包括防撞梁，與防撞梁前端連接的前固定支架以及與防撞梁后端連接的后固定支架；所述防撞梁截面呈梯形，且防撞梁的開(kāi)口朝向汽車車門內(nèi)板，所述前固定支架與后固定支架均采用鋁合金擠壓或鋼板沖壓制成，所述前固定支架和后固定支架的橫截面形狀均為梯形。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的車門防撞梁，適用于乘用車車門，不僅能提高汽車側(cè)碰安全性，而且能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化。

一、本實(shí)用新型采用優(yōu)化的梯形結(jié)構(gòu)，便于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)和工藝成型，適合批量生產(chǎn)；采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，不僅加強(qiáng)了車門防撞梁的強(qiáng)度和剛度，而且大大減輕了結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高了車門抗側(cè)碰沖擊性能；

二、本實(shí)用新型采用變厚度、變角度的鋪層設(shè)計(jì)方法，可以提高車門防撞梁的固有頻率、結(jié)構(gòu)剛度和沖擊吸能特性；采用鋁合金擠壓或鋼板沖壓的前后固定支架連接防撞梁和車門，避免了直接在碳纖維材質(zhì)的防撞梁上鉆孔，破壞其接頭強(qiáng)度，因相互連接的前后固定支架與車門內(nèi)板采用相同材料，有效避免了因不同材料連接產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕與熱膨脹差異。

三、本實(shí)用新型的碳纖維車門防撞梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型制造容易，模具成本低，易于推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述的一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的車門防撞梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所述的一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的車門防撞梁的橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的車門防撞梁，包括防撞梁2，與防撞梁前端連接的前固定支架1及與防撞梁后端連接的后固定支架3。防撞梁2用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，前后固定支架用鋁合金擠壓或鋼板沖壓制成，使其用材與車門內(nèi)板相同。前后固定支架與車門防撞梁2通過(guò)膠接連接，前后固定支架與車門內(nèi)板通過(guò)螺栓連接。

其中，防撞梁2橫截面為梯形結(jié)構(gòu)，且開(kāi)口朝向汽車車門內(nèi)板，前端采用扁平的結(jié)構(gòu)，增大與車門內(nèi)板接觸面積，連接牢固。

所述防撞梁2采用變厚度、變角度鋪層設(shè)計(jì)，用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成。變厚度、變角度鋪層是指鋪的每一層碳纖維的厚度和角度均不同，具體鋪層設(shè)計(jì)之一如下表所示：

正如表中所示，鋪層角度和鋪層厚度采用對(duì)稱的布局方式。一般來(lái)說(shuō)，鋪層角度采用能顯著降低復(fù)合材料各向異性的準(zhǔn)各向同性鋪層[±45°/90°/0°]角度，鋪層厚度一般采用0.11、0.22、0.33、0.66、0.99mm，所設(shè)計(jì)的車門防撞梁厚度范圍為1.5-2.5mm，在這個(gè)范圍內(nèi)可以靈活設(shè)計(jì)鋪層的角度和厚度，上表給出了鋪層厚度最小、成本最低的設(shè)計(jì)方案。

本實(shí)施方式所述的防撞梁2通過(guò)變厚度、變角度鋪層設(shè)計(jì)，可以提高車門防撞梁的固有頻率、結(jié)構(gòu)剛度和沖擊吸能特性。

本實(shí)施方式中所述的前固定支架1和后固定支架3均采用鋁合金擠壓或鋼板沖壓制成，使其用材與車門內(nèi)板相同，且橫截面形狀是梯形，與防撞梁2前端以及后端相貼合，所述前固定支架1和后固定支架3的兩翼加長(zhǎng)，并對(duì)稱開(kāi)四個(gè)螺紋孔。

本實(shí)施方式中，所述的鋁合金擠壓或鋼板沖壓的前固定支架1與所述的碳纖維復(fù)合增強(qiáng)材料防撞梁2通過(guò)膠接連接。在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料防撞梁2的前端膠接部分鋪放一層可剝布，對(duì)鋼板沖壓的前固定支架1膠接部分進(jìn)行噴砂處理，然后剝離可剝布，使用膠粘劑進(jìn)行膠接并固化。

所述的鋁合金擠壓或鋼板沖壓后固定支架3與所述的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料防撞梁2通過(guò)膠接連接。在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料防撞梁2的后端膠接部分鋪放一層可剝布，對(duì)鋼板沖壓的后固定支架3膠接部分進(jìn)行噴砂處理，然后剝離可剝布，使用膠粘劑進(jìn)行膠接并固化。

本實(shí)施方式中，所述的前固定支架1和后固定支架3與車門內(nèi)板通過(guò)螺栓連接，因相互連接的前后固定支架與車門內(nèi)板采用相同材料，有效避免了因不同材料連接產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕與熱膨脹差異。

上述的方案是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用的實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)實(shí)施方案做出各種修改。因此，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例中的方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的方法，不脫離本實(shí)用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。