一种电动赛车承载式车身的铺层方式及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种电动赛车承载式车身的铺层方式及制造方法，制作该承载式车身的车身材料由两层碳纤维蒙皮和夹芯层组合而成，夹芯层为蜂窝铝或PVC结构泡沫，按照不同的结构和力学性能要求将承载式车身分成六种碳纤维蒙皮铺层方式区域，制造过程中在模具上涂覆脱模剂，然后按照设计的铺层方式铺覆好第一层碳纤维蒙皮，然后将模具放入真空袋中抽真空并热压成型，之后将蜂窝铝或PVC结构泡沫通过胶膜粘贴在第一层碳纤维蒙皮上，按照设计铺覆好第二层碳纤维蒙皮，按照同样的方式放入真空袋中抽真空并热压成型，之后脱模得到电动赛车承载式车身。本发明专利技术在显著提升车身的刚度、强度、安全系数和以及优异震动吸收和吸能效果的同时达到轻量化的目标。

Stacking method and manufacturing method of bearing body for electric racing car

The invention discloses an electric car bearing body layer and method of manufacturing, production of the bearing body material body consists of two layers of carbon fiber skin and sandwich layer, sandwich layer is aluminum honeycomb or PVC foam structure, and mechanical structure according to different performance requirements will be divided into bearing body six kinds of carbon fiber skin layers, the manufacturing process of mold coating demoulding agent, and then according to the design of the overlay overlay first layer of carbon fiber skin, and then die into a vacuum bag in vacuum and hot forming, after honeycomb aluminum or PVC structural foam through film on carbon paste the first layer of skin fiber, in accordance with the design of overlay second layer of carbon fiber skin, in the same way into the vacuum bag in vacuum and hot press molding, after demoulding to obtain the electric car bearing body. The invention achieves the goal of lightening the weight, stiffness, safety factor, and excellent vibration absorption and energy absorption effect of the body.

【技术实现步骤摘要】
一种电动赛车承载式车身的铺层方式及制造方法
本专利技术涉及大学生电动赛车承载式车身领域，尤其涉及一种电动赛车承载式车身的铺层方式及制造方法。
技术介绍
如今赛车运动愈来愈成为一项重要的体育运动，赛车运动中赛车的重量成为了能否取得好成绩的关键性因素，其中赛车车身的减重成了众多车队的目标。目前赛车普遍使用钢管桁架式车架及碳纤维蒙皮车身，整备质量过大，扭转刚度、强度以和优秀的能量吸收能力无法同时满足，无法在整车安全性提高的同时达到轻量化的效果，另外目前没有相关公开的通用的测试方法来科学证明承载式车身结构安全性因此急需一种电动赛车承载式车身结构安全性的测试方法，保证赛车的安全性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有非承载式赛车车身整体扭转刚度过小、能量吸收效果差、质量较大缺陷提供了一种碳纤维、蜂窝铝和PVC泡沫芯材的铺层方式，降低电动赛车车身质量的同时获得较好力学性能以及安全性。本专利技术的另一目的在于提供一种电动赛车承载式车身结构安全性的测试方法，保证赛车的安全性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电动赛车承载式车身的铺层方式，其特征在于：制作该承载式车身的车身材料由两层碳纤维蒙皮和夹芯层组合而成，所述夹芯层为蜂窝铝或PVC结构泡沫，按照不同的结构和力学性能要求将承载式车身分成多块区域，承载式车身上多块区域不同一共采用六种碳纤维蒙皮铺层方式，承载式车身的不同区域与铺层方式对应关系见表1，每种铺层方式中碳纤维预浸布铺层顺序见表2：表1.承载式车身的不同区域采用的铺层方式铺层代号铺层分布铺层一前舱前隔板铺层二前舱左右面板、座舱下面板、电池舱上面板铺层三座舱左右面板下半部分铺层四前舱上下面板铺层五座舱左右面板上半部分铺层六电池舱左右面板、电池舱下面板、电机舱上下左右面板表2铺层代号铺层顺序铺层一[45F/04/90/04/90/04/90/04/45F/Core/45F/03/90/04/90/04/90/03/45F]铺层二[45F/03/0F/03/0F/03/45F/CorePVC/45F/03/0F/03/45F]铺层三[45F/902/0F/90/45F/CorePVC/45F/902/0F/90/45F]铺层四[45F/902/0F/90/45F/Core/45F/902/0F/90/45F]铺层五[45F/03/0F/02/45F/Core/45F/02/0F/0/45F]铺层六[45F/903/0F/902/45F/Core/45F/902/0F/90/45F]表2中：Core代表夹芯层材料为蜂窝铝，CorePVC代表夹芯层材料为PVC结构泡沫；Core或CorePVC之前为靠内的第一层碳纤维蒙皮铺层顺序，Core或CorePVC之后为靠外的第二层碳纤维蒙皮的铺层顺序，用/表示碳纤维蒙皮内的碳纤维预浸布铺层之间的间隔；每一碳纤维预浸布铺层中前面有数字的表示铺设角度，0、45和90分别代表碳纤维预浸布沿纤维方向0度、45度和90度铺设；每一碳纤维预浸布铺层中，有F表示平纹布，未标注F为单向布；每一碳纤维预浸布铺层中，附加下角标处代表同种布连续铺层两层碳纤维预浸布，没有下角标的只铺设单层碳纤维预浸布；角度说明：沿车身前端到后端的水平轴线为0°方向，角度正负定义为：向上偏移为正，向下偏移为负或向左偏移为负，向右偏移为正。作为改进，在承载式车身上预埋件承力连接点铺层进行局部补强，补强层的铺层顺序为：0/90/45/-45，该补强层对称加在内外两层碳纤维蒙皮上。一种电动赛车承载式车身的制造方法，其特征在于，将组成该承载式车身的内外两层碳纤维蒙皮分别记为第一层碳纤维蒙皮和第二层碳纤维蒙皮，具体制作方法如下：步骤一、在制造承载式车身的模具表面涂覆脱模剂；步骤二、根据碳纤维蒙皮铺层设计在模具上相应的位置按照不同要求进行多层碳纤维预浸布铺覆，形成第一层碳纤维蒙皮；步骤三、在铺覆好的第一层碳纤维蒙皮表面上铺覆脱模布；步骤四、将上述铺覆好第一层碳纤维蒙皮的模具放入真空袋中，并通过真空泵抽真空，之后测试真空度满足要求；步骤五、将上述抽真空后覆盖好第一层碳纤维蒙皮的模具放入热压罐中热压成型，热压之后去除真空袋，除去脱模布，得到第一层碳纤维蒙皮组成的承载式车身；步骤六、在除去脱模布的第一层碳纤维蒙皮表面上全部铺覆胶膜，在胶膜上铺覆铝蜂窝，铝蜂窝之间通过结构胶相连；步骤七、按照上述承载式车身碳纤维蒙皮铺层设计，在模具相应区域的铝蜂窝表面上按照不同要求进行碳纤维预浸布铺覆，形成第二层碳纤维蒙皮；步骤八、在铺覆好的第二层碳纤维蒙皮表面上铺覆脱模布；步骤九、按照上述步骤四和步骤五方法将铺覆好第二层碳纤维蒙皮的模具放入真空袋中，抽真空后放入热压罐中热压成型，热压之后去除真空袋，除去脱模布，脱模后完成承载式车身制作。作为改进，步骤一中，在模具表面涂覆的是六层薄的化学脱模剂，每层化学脱模剂之间最少间隔15分钟，最后一层化学脱模剂涂完之后至少要1小时之后才可以进行下一步。作为改进，步骤四中和步骤九，在承载式车身表面有拐角不平处，将真空袋折叠，保持真空袋与覆盖有脱模布的碳纤维蒙皮表面平整紧密接触。作为改进，步骤四中，在对真空袋抽真空后真空度测试持续时间不小于20分钟。作为改进，步骤五和步骤九中，热压罐中热压采用设定好的工艺参数进行，具体温度参数为：2分钟内匀速加热升温到15℃，30分钟内匀速加热升温到85℃，保持85℃，恒温时间为50-90分钟，之后13分钟内匀速加热升温到120℃，保持120℃，恒温时间为100-150分钟，最后12分钟内匀速降温到60℃；压力参数为0KPa运行2-5分钟，2分钟内匀速增压到200KPa，保持200KPa，恒压时间为210-260分钟，之后2分钟内匀速降压到0KPa。作为改进，步骤八中，在第二层碳纤维蒙皮表面的脱模布上再铺覆一层可以吸收碳纤维预浸布上多余树脂的吸胶毡。一种电动赛车承载式车身的安全性能测试方法，其特征在于，该安全性能测试方法包括材料试验，所述材料试验为取多块上述承载式车身的车身材料试件，然后对车身材料试件进行三点弯曲测试和圆周剪切测试；所述三点弯曲测试采用微机控制电子万能试验机，加载上压头为端部半球形的球面圆柱压头，其半径为R1，支座为圆角支座半径为r1，支座跨距L＝400mm，加载上压头进给量为5mm/min，具体步骤如下：a.检查车身材料试件外观和状态，确认车身材料试件为完整无缺的合格品；b.将合格的车身材料试件编号、划线，测量车身材料试件中间的三分之一跨距任意三点的厚度h，取算术平均值，计算精度为0.01mm；c.调节跨距L和上压头的位置，准确至0.5mm，加载上压头位于支座中间，且使上压头和支座的倒角圆柱面轴线相平行；d.标记车身材料试件受拉面，将车身材料试件对称地放在两支座上；e.将测量变形的仪表置于跨距中点处，与车身材料试件下表面接触，施加初载，检查和调整仪表，使整个系统处于正常状态；f.对车身材料试件连续加载，直到达到最大载荷，且载荷从最大载荷下降30％停止试验；g.按照上述步骤重复试验10次，计算剪切模量，排除不正常数据，取算术平均值；所述圆周剪切测试采用压缩试验机，加载上压头应为圆柱体的平冲头，平冲头端部为平面，圆柱体直径为φ，支座为一铝制的中空圆柱平台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动赛车承载式车身的铺层方式，其特征在于：制作该承载式车身的车身材料由两层碳纤维蒙皮和夹芯层组合而成，所述夹芯层为蜂窝铝或PVC结构泡沫，按照不同的结构和力学性能要求将承载式车身分成多块区域，承载式车身上多块区域不同一共采用六种碳纤维蒙皮铺层方式，承载式车身的不同区域与铺层方式对应关系见表1，每种铺层方式中碳纤维预浸布铺层顺序见表2：表1.承载式车身的不同区域采用的铺层方式

【技术特征摘要】
1.一种电动赛车承载式车身的铺层方式，其特征在于：制作该承载式车身的车身材料由两层碳纤维蒙皮和夹芯层组合而成，所述夹芯层为蜂窝铝或PVC结构泡沫，按照不同的结构和力学性能要求将承载式车身分成多块区域，承载式车身上多块区域不同一共采用六种碳纤维蒙皮铺层方式，承载式车身的不同区域与铺层方式对应关系见表1，每种铺层方式中碳纤维预浸布铺层顺序见表2：表1.承载式车身的不同区域采用的铺层方式铺层代号铺层分布铺层一前舱前隔板铺层二前舱左右面板、座舱下面板、电池舱上面板铺层三座舱左右面板下半部分铺层四前舱上下面板铺层五座舱左右面板上半部分铺层六电池舱左右面板、电池舱下面板、电机舱上下左右面板表2铺层代号铺层顺序铺层一[45F/04/90/04/90/04/90/04/45F/Core/45F/03/90/04/90/04/90/03/45F]铺层二[45F/03/0F/03/0F/03/45F/CorePVC/45F/03/0F/03/45F]铺层三[45F/902/0F/90/45F/CorePVC/45F/902/0F/90/45F]铺层四[45F/902/0F/90/45F/Core/45F/902/0F/90/45F]铺层五[45F/03/0F/02/45F/Core/45F/02/0F/0/45F]铺层六[45F/903/0F/902/45F/Core/45F/902/0F/90/45F]表2中：Core代表夹芯层材料为蜂窝铝，CorePVC代表夹芯层材料为PVC结构泡沫；Core或CorePVC之前为靠内的第一层碳纤维蒙皮铺层顺序，Core或CorePVC之后为靠外的第二层碳纤维蒙皮的铺层顺序，用/表示碳纤维蒙皮内的碳纤维预浸布铺层之间的间隔；每一碳纤维预浸布铺层中前面有数字的表示铺设角度，0、45和90分别代表碳纤维预浸布沿纤维方向0度、45度和90度铺设；每一碳纤维预浸布铺层中，有F表示平纹布，未标注F为单向布；每一碳纤维预浸布铺层中，附加下角标处代表同种布连续铺层两层碳纤维预浸布，没有下角标的只铺设单层碳纤维预浸布；角度说明：沿车身前端到后端的水平轴线为0°方向，角度正负定义为：向上偏移为正，向下偏移为负或向左偏移为负，向右偏移为正。2.根据权利要求1所述的电动赛车承载式车身的铺层方式，其特征在于：在承载式车身上预埋件承力连接点铺层进行局部补强，补强层的铺层顺序为：0/90/45/-45，该补强层对称加在内外两层碳纤维蒙皮上。3.一种如权利要求1所述的电动赛车承载式车身的制造方法，其特征在于，将组成该承载式车身的内外两层碳纤维蒙皮分别记为第一层碳纤维蒙皮和第二层碳纤维蒙皮，具体制作方法如下：步骤一、在制造承载式车身的模具表面涂覆脱模剂；步骤二、根据碳纤维蒙皮铺层设计在模具上相应的位置按照不同要求进行多层碳纤维预浸布铺覆，形成第一层碳纤维蒙皮；步骤三、在铺覆好的第一层碳纤维蒙皮表面上铺覆脱模布；步骤四、将上述铺覆好第一层碳纤维蒙皮的模具放入真空袋中，并通过真空泵抽真空，之后测试真空度满足要求；步骤五、将上述抽真空后覆盖好第一层碳纤维蒙皮的模具放入热压罐中热压成型，热压之后去除真空袋，除去脱模布，得到第一层碳纤维蒙皮组成的承载式车身；步骤六、在除去脱模布的第一层碳纤维蒙皮表面上全部铺覆胶膜，在胶膜上铺覆铝蜂窝，铝蜂窝之间通过结构胶相连；步骤七、按照上述承载式车身碳纤维蒙皮铺层设计，在模具相应区域的铝蜂窝表面上按照不同要求进行碳纤维预浸布铺覆，形成第二层碳纤维蒙皮；步骤八、在铺覆好的第二层碳纤维蒙皮表面上铺覆脱模布；步骤九、按照上述步骤四和步骤五方法将铺覆好第二层碳纤维蒙皮的模具放入真空袋中，抽真空后放入热压罐中热压成型，热压之后去除真空袋，除去脱模布，脱模后完成承载式车身制作。4.如权利要求3所述的电动赛车承载式车身的制造方法，其特征在于：步骤一中，在模具表面涂覆的是六层薄的化学脱模剂，每层化学脱模剂之间最少间隔15分钟，最后一层化学脱模剂涂完之后至少要1小时之后才可以进行下一步。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志力，王广启，朱庆良，邱文科，邵建波，郭文辉，潘童雨，叶海涛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42