碳纤维件的连接结构以及汽车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种碳纤维件的连接结构以及采用该结构的汽车，该结构包括：至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。本实用新型专利技术使用碳纤维增强的热塑性连接件来替代金属连接件，连接件与碳纤维电位相近，电化学腐蚀速率慢，同时，通过优化设计热塑性连接件的碳纤维排布方向，提升了接头强度并降低了重量。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维件的连接结构以及汽车
本技术涉及汽车的装配技术，特别涉及一种碳纤维件的连接结构、以及应用该连接结构的汽车。
技术介绍
随着新能源汽车对整车重量提出越来越严厉的要求，碳纤维作为高强度、高刚度的轻质材料已经得到越来越广泛的应用。碳纤维在整车的应用包括车身骨架的主承力结构，以及例如前机盖、翼子板、侧围板及后背门等覆盖件。碳纤维的大范围应用对整车轻量化及客户体验有极大的提升效应。碳纤维因其比强度、比刚度的优势在整车上有较大的应用前景，但是碳纤维与碳纤维之间的连接仍是一个行业内亟需解决的问题。目前，碳纤维和碳纤维之间的连接包括机械连接、胶接、缝合连接以及混合连接方式，这四种方式的选择主要考虑对连接强度的需求。例如，对于强度要求不高的部位，通过胶接的方法实现连接；在结构承力部位，则通过机械连接与胶接的混合方式，以保证该连接部位能够承受足够的剪切力及剥离力。然而，胶接的性能受环境(湿、热、腐蚀介质)影响大，且胶接的耐剥离能力差；机械连接通常是通过螺栓、螺钉等金属部件作为连接件，碳纤维与连接件之间易发生电化学腐蚀缺陷，且配合连接件的开孔会降低碳纤维基材强度；缝合连接是通过特殊材料连接，对设备及缝线的要求高，投资成本大；混合连接由于前述三种方式的独立并存，不能规避任意一种连接方式存在的缺陷。可见，现有技术中，碳纤维和碳纤维之间的连接不能兼顾连接的耐剥离能力、抗腐蚀能力和缝合成本大、并同时避免破坏碳纤维基材的强度的问题。
技术实现思路
本技术提供了一种碳纤维件的连接结构及汽车，以提升接头强度并降低重量，并且减缓电化学腐蚀问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种碳纤维件的连接结构，包括：至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。进一步，所述连接件的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。进一步，所述连接件的两个端部分别位于所述堆叠结构的两侧并卡接于所述堆叠结构的外侧，并且所述连接件的两个端部为短切碳纤维。进一步，所述通孔的孔径等于所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部的外径。进一步，所述接头部的横截面呈圆形、方形或多边形。进一步，所述堆叠结构中的各层碳纤维件之间由结构胶粘接。进一步，所述结构胶的厚度为0.1～10mm。进一步，所述碳纤维件为两层。进一步，两层所述碳纤维件之间厚度的比值为0.5～3。一种汽车，采用如上任一项所述的碳纤维件的连接结构。从上述方案能够看出，本技术的碳纤维件的连接结构，使用碳纤维增强的热塑性连接件来替代金属连接件，连接件与碳纤维电位相近，电化学腐蚀速率慢。本技术实施例，优化设计热塑性连接件的碳纤维排布方向，保证连接件在接头受剪切方向使用长切碳纤维，两端使用短切碳纤维以保证熔化后的重新成形；熔化过程中热塑性碳纤维基材的树脂与连接件的树脂发生交联反应形成整体，规避金属连接过程中碳纤维走线断开引起的应力集中缺陷。碳纤维增强热塑性连接件重量远低于金属连接件，有助于控制整车重量。本技术的碳纤维件的连接结构具有较强的耐剥离能力及耐剪切能力，且能有效避免现有技术的混合连接中预制孔导致碳纤维基材强度下降的问题，保证连接部位具有足够强度。另外，本技术实现了强度与轻量化的平衡，在提升接头强度的前提下降低了重量，并且减缓了接头处电化学腐蚀问题，由于本技术技术方案中是通过加热设备对连接部位进行局部加热，因此，无需对设备进行大规模改造。本技术提出新的螺接/胶接混合方法所获效果好于现有连接结构。附图说明以下附图仅对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图1为本技术实施例的碳纤维件的连接结构示意图。附图中，各部分的标号如下：1、第一碳纤维件2、第二碳纤维件3、碳纤维增强热塑性连接件4、结构胶具体实施方式为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本技术相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。本技术实施例提供了一种碳纤维件的连接结构，包括：至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。其中，为了增强碳纤维增强热塑性连接件的接头部的抗弯折力，本技术实施例中，所述连接件的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。另外，所述连接件的两个端部分别位于所述堆叠结构的两侧并卡接于所述堆叠结构的外侧，并且所述连接件的两个端部为短切碳纤维，这样能够保证所述连接件的两个端部融化后的重新定型，并更加便于卡接于所述堆叠结构的外侧。本技术实施例中，所述通孔的孔径等于所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部的外径，并保证通孔孔径的负偏差，这样，保证了所述连接件与各层碳纤维件的接触面积，使得连接更加牢固。本技术实施例中，所述接头部的横截面呈圆形、方形或多边形，这样可便于各种应用场合和需求。本技术实施例中，所述堆叠结构中的各层碳纤维件之间由结构胶粘接。这样便形成了一种混合连接结构，保证了较强的耐剥离能力和耐剪切能力。本技术实施例中，所述结构胶的厚度为0.1～10mm。本技术实施例还提供了一种汽车，其采用如上所述的碳纤维件的连接结构。以下参考图1对本技术的碳纤维件的连接结构进行进一步说明。如图1所示的实施例中，所述碳纤维件为两层，分别为第一碳纤维件1和第二碳纤维件2，其中，所述第一碳纤维件1为热塑性碳纤维件，所述第二碳纤维件2可以为热塑性碳纤维件也可以为热固性碳纤维件，所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2堆叠形成堆叠结构，所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2之间厚度的比值为0.5～3。所述堆叠结构中形成有穿过所述第一碳纤维件1和第二碳纤维件2的通孔。如图1所示的实施例中，碳纤维增强热塑性连接件3的接头部穿设于所述通孔中，并且所述碳纤维增强热塑性连接件3与所述第一碳纤维件1(即热塑性碳纤维件)之间通过化学交联反应固化成为整体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维件的连接结构，其特征在于，包括：至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维件的连接结构，其特征在于，包括：至少两层碳纤维件，所述至少两层碳纤维件堆叠形成堆叠结构，并且所述至少两层碳纤维件中的至少一层为热塑性碳纤维件，所述堆叠结构中形成有穿过所有碳纤维件的通孔；以及，碳纤维增强热塑性连接件，所述碳纤维增强热塑性连接件的接头部穿设于所述通孔，并且所述碳纤维增强热塑性连接件与所述热塑性碳纤维件之间通过化学交联反应固化成为整体。2.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：所述连接件的接头部受剪切方向使用长切碳纤维。3.根据权利要求1所述的碳纤维件的连接结构，其特征在于：所述连接件的两个端部分别位于所述堆叠结构的两侧并卡接于所述堆叠结构的外侧，并且所述连接件的两个端部为短切碳纤维。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆群，李金龙，
申请(专利权)人：北京长城华冠汽车科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11