碳纤维织物复合材料整车骨架及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维织物复合材料整车骨架，所属整车骨架是由碳纤维织物复合材料蜂窝管和碳纤维复合材料接头插接制备而成的立体框架制成。本发明专利技术将碳纤维织物复合材料制成的蜂窝状支撑的管状结构件和接头插接形成整车骨架，可以使车骨架在受力时，将所承受的力分布于蜂窝状的各个支路，均匀分布于结构件上，增强了结构件整体的受力程度，本发明专利技术将结构件支撑蜂窝状，较实心结构件减少了材料和重量，节约了成本，同时相较于空心结构件具有更强的受力能力。

Carbon fiber fabric composite vehicle skeleton and preparation method thereof

The present invention discloses a whole vehicle skeleton of carbon fiber fabric composite material, which belongs to a three-dimensional frame made of carbon fiber fabric composite honeycomb tube and carbon fiber composite joint. In the invention, the honeycomb shaped structure piece and joint made of carbon fiber fabric composite material are inserted into the whole vehicle skeleton. The force of the frame can be distributed on the honeycomb branches, evenly distributed on the structural parts, and strengthens the stress degree of the whole body of the structure. Supporting honeycomb structure and solid structure reduces material and weight, saves cost, and has stronger stress capacity compared with hollow structural parts.

【技术实现步骤摘要】
碳纤维织物复合材料整车骨架及其制备方法
本专利技术涉及碳纤维织物复合材料应用
，具体涉及一种碳纤维织物复合材料整车骨架及其制备方法。
技术介绍
随着现代技术的迅猛发展，对材料提出了较高的要求，碳纤维具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、质量轻、能够承受很大拉力等显著高于钢、铝等的特性，属于典型的高性能纤维，相对于传统的金属材料具有压倒性的优势。碳纤维除单独使用作为绝热保温材料外，通常作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成碳纤维复合材料，碳纤维复合材料在很多领域开始进行使用。在全球节能减排的大环境下，汽车轻量化日渐成为趋势，塑料、复合材料等在汽车上的应用越来越广泛，采用纤维复合材料替代现有的金属结构，是实现减少汽车尾气污染并达到节能的有效途径。碳纤维是一种含碳量超过百分之九十的纤维状碳材料，具有很高的强度和弹性模量，碳纤维复合材料可以通过基体、纤维的选择、碳纤维含量和分布的优化设计，做成能够满足多种领域要求的各种高性能构件。在传统汽车上，只有百分之一的汽油用于运送乘客，其余都用于汽车本身运动，用纤维复合材料取代钢铁，能使汽车重量减轻一半以上，减重效果比金属材料请百分之五十，比铝材轻百分之三十，此外，纤维复合材料作为汽车部件具有轻质高强、可设计性好、零部件一体化、耐冲击性好、耐腐蚀性能好、易成型等优点。目前纤维复合材料在汽车刹车片、轮毂等零部件上得到了实际应用，在汽车整体骨架上的应用还较少出现。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种质轻高强的碳纤维织物复合材料整车骨架及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：方案一：所述整车骨架，是由碳纤维织物复合材料蜂窝管和碳纤维复合材料接头插接制备而成的立体框架制成。所述纤维织物复合材料支撑的纤维编织物复合材料蜂窝管，指由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，以缝合线为支撑轴呈放射状支撑，形成星状支撑；或者所述纤维织物复合材料支撑，指由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，部分叠层纤维织物复合材料包卷成包卷管，构成以缝合线为支撑轴呈放射状连接的包卷管支撑，另一部分由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，以缝合线为支撑轴呈放射状支撑，构成放射与包卷管复合支撑。所述纤维织物复合材料支撑的纤维织物复合材料蜂窝管，指由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，分别包卷成包卷管，构成以缝合线为支撑轴呈放射状连接的包卷管支撑。所述纤维织物复合材料由支撑轴至管壁外，然后顺着管壁折弯，与管壁结合构成管壁的一部分，使完整管壁与其内部的支撑材料通过顺着管壁折弯的纤维织物复合材料整体连接。所述碳纤维织物复合材料管壁内支撑轴的数量不小于2，支撑轴之间由碳纤维织物复合材料连接支撑。所述碳纤维复合材料接头上设有插接头，插接头通身设有碳纤维粘毛勾，碳纤维粘毛勾向插接方向的反向倾斜。所述碳纤维复合材料接头为“Y”字母分支状，“T”字母分支状或“十”字分支状，所述管状结构件主管与分支管不但管壁连接，而且管内的支撑轴也连接。包括以下步骤：1）绘制所需结构件的三维图；2）根据三维图制作结构件芯模的模具图并制作结构件芯模，该芯模对应蜂窝孔设芯模柱；3）根据三维图制作结构件外模的模具图并制作结构件外模；4）根据三维图结构件中每个用于支撑的纤维织物复合材料的空间形状，分别确定其平面形状；5）根据步骤4）的平面形状，裁剪纤维织物复合材料预浸料，同样，根据步骤4）和5）确定并裁剪管壁预浸料；6）根据三维图确定预浸料的缝合线；7）将各个预浸料按照确定的缝合线的位置，将每个需要叠层的预浸料叠层；8）将叠层的预浸料按照缝合线的位置缝合，可采用手工缝合或者缝纫机缝合；9）将缝合的叠层预浸料片抖开，按照三维图使预浸料片形成的蜂窝孔对应芯模的芯模柱，将芯模柱插入对应蜂窝孔中，外侧预浸料包覆在芯模柱外侧；10）将管壁预浸料再将芯模包覆形成管壁；11）将包覆管壁预浸料的芯模塞入外模；12）将芯模加热、固化或者将外模加热、固化，或者同时将芯模和外模加热、固化，之后取出芯模、外模，即得所需结构件。13）将制得的碳纤维织物复合材料蜂窝管和碳纤维织物复合材料接头根据整车框架结构插接，制得整车框架。方案二：一种碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述整车骨架，是由碳纤维织物复合材料支撑的碳纤维织物复合材料蜂窝管环接制备而成的立体框架制成，所述蜂窝管的管内支撑为星状支撑，所述蜂窝管内的星状支撑的蜂窝孔内为空心条状体支撑，所述空心条状体支撑由碳纤维织物复合材料制备而成。纤维编织物复合材料蜂窝管的管内支撑，指由缝合线缝合的叠层碳纤维织物复合材料，以缝合线为支撑轴呈放射状支撑，形成星状支撑。所述碳纤维织物复合材料由支撑轴至蜂窝管管壁处，然后顺着管壁折弯，与管壁结合构成管壁的一部分，使完整管壁与其内部的支撑材料通过顺着管壁折弯的碳纤维织物复合材料整体连接。所述碳纤维织物复合材料管壁内支撑轴的数量不小于2，支撑轴之间由碳纤维织物复合材料连接支撑。包括以下步骤：1）绘制所需结构件的三维图；2）根据三维图绘制整车骨架的支撑结构，该支撑用于支撑纤维织物预浸料，该支撑为经加热、固化后的空心条状体支撑；3）根据三维图结构件中每个用于支撑的碳纤维织物复合材料的空间形状，分别确定其平面形状；4）根据步骤3）的平面形状，裁剪碳纤维织物复合材料预浸料；5）根据三维图确定预浸料的缝合线；6）将各个预浸料按照确定的缝合线的位置，将每个需要叠层的预浸料叠层；7）将叠层的预浸料按照缝合线的位置缝合，可采用手工缝合或者缝纫机缝合；8）将缝合的叠层预浸料片抖开，按照三维图在预浸料片形成的蜂窝孔对应条状体支撑，将预浸料包覆在条状体支撑外侧；9）将管壁预浸料再将骨架支撑包覆形成管壁；10）将上述包覆有管壁的骨架支撑缝合在一起，制成整车骨架；11）将上述整车骨架加热、固化方案三：一种碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述整车骨架，是由碳纤维织物复合材料支撑的碳纤维织物复合材料蜂窝管环接制备而成的立体框架制成，所述蜂窝管的管内支撑为星状支撑，所述蜂窝管内的星状支撑的蜂窝孔内为环状支撑架，所述环状支撑架由缠绕管或者编织管构成。纤维编织物复合材料蜂窝管的管内支撑，指由缝合线缝合的叠层碳纤维织物复合材料，以缝合线为支撑轴呈放射状支撑，形成星状支撑。所述碳纤维织物复合材料由支撑轴至环状支撑架管壁外，然后顺着管壁折弯，与管壁结合构成管壁的一部分，使完整管壁与其内部的支撑材料通过顺着管壁折弯的碳纤维织物复合材料整体连接。所述碳纤维织物复合材料管壁内支撑轴的数量不小于2，支撑轴之间由碳纤维织物复合材料连接支撑。包括以下步骤：1）绘制所需结构件的三维图；2）根据三维图绘制整车骨架的支撑结构图并制作骨架支撑，该支撑用于支撑纤维织物预浸料，该支撑为经加热、固化后的缠绕管或者编织管；3）根据三维图结构件中每个用于支撑的碳纤维织物复合材料的空间形状，分别确定其平面形状；4）根据步骤3）的平面形状，裁剪碳纤维织物复合材料预浸料；5）根据三维图确定预浸料的缝合线；6）将各个预浸料按照确定的缝合线的位置，将每个需要叠层的预浸料叠层；7）将叠层的预浸料按照缝合线的位置缝合，可采用手工缝合或者缝纫机缝合；8）将缝合的叠层预浸料片抖开，按照三维图在预浸料片形成的蜂窝孔对应骨架支撑，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述整车骨架，是由碳纤维织物复合材料蜂窝管和碳纤维复合材料接头插接制备而成的立体框架制成。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述整车骨架，是由碳纤维织物复合材料蜂窝管和碳纤维复合材料接头插接制备而成的立体框架制成。2.根据权利要求1所述的碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述纤维织物复合材料支撑的纤维编织物复合材料蜂窝管，指由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，以缝合线为支撑轴呈放射状支撑，形成星状支撑；或者所述纤维织物复合材料支撑，指由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，部分叠层纤维织物复合材料包卷成包卷管，构成以缝合线为支撑轴呈放射状连接的包卷管支撑，另一部分由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，以缝合线为支撑轴呈放射状支撑，构成放射与包卷管复合支撑。3.根据权利要求2所述的碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述纤维织物复合材料支撑的纤维织物复合材料蜂窝管，指由缝合线缝合的叠层纤维织物复合材料，分别包卷成包卷管，构成以缝合线为支撑轴呈放射状连接的包卷管支撑。4.根据权利要求2所述的碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述纤维织物复合材料由支撑轴至管壁外，然后顺着管壁折弯，与管壁结合构成管壁的一部分，使完整管壁与其内部的支撑材料通过顺着管壁折弯的纤维织物复合材料整体连接。5.根据权利要求4所述的碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述碳纤维织物复合材料管壁内支撑轴的数量至少为2，支撑轴之间由碳纤维织物复合材料连接支撑。6.根据权利要求1所述的碳纤维织物复合材料整车骨架，其特征在于：所述碳纤维复合材料接头上设有插接头，插接头通身...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，
申请(专利权)人：郑州吉田专利运营有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41