一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构，一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构，包括骨架总成位于骨架总成外部的复合材料蒙皮；所述复合材料蒙皮由前围、左右两侧的侧围、后围、顶盖和左右两侧的车门组成，所述骨架总成由地板组、竖直设置于地板组前部的前围骨架、竖直设置于地板组后部的侧围及后围骨架以及顶盖骨架组成。蒙皮件均采用非金属复合材料一体成型工艺，具有重量轻，比强度和比刚度高等特点。蒙皮内部采用整体式焊接骨架总成的结构形式，其材料主要为高性能铝镁合金，可进一步降低本体重量。并且在座椅等重点受力部位设置高强度钢结构支撑梁总成，使得负荷分配传递合理，提高整体刚度和强度。强度。强度。

【技术实现步骤摘要】
一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构


[0001]本专利技术涉及重型车辆领域，具体涉及一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构。

技术介绍

[0002]为了满足重型车辆轻量化技术条件要求，国内现有满足法规要求的驾驶室本体均采用内外板组合式结构，即由内外两层钢板焊接为一体，使其内部形成空腔的结构形式，但重量重，金属拉伸工艺要求较高，生产工序复杂等缺点无法克服。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种轻量化效果尤为显著，且刚度和强度高、生产工艺较简单且满足国内法规要求的重型汽车用驾驶室本体。
[0004]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0005]一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构，包括骨架总成位于骨架总成外部的复合材料蒙皮；所述复合材料蒙皮由前围、左右两侧的侧围、后围、顶盖和左右两侧的车门组成，所述的前围外侧为碳纤维复合材料层，内侧为芳纶复合材料层，中间夹层为聚乙烯复合材料防弹板；所述的车门外侧为车门外板，内侧为车门内板，车门外板外侧为碳纤维复合材料层，内侧下部为聚乙烯复合材料防弹板；所述的后围和顶盖内、外侧均为碳纤维复合材料层，中间夹层为泡沫夹心；
[0006]所述骨架总成由地板组、竖直设置于地板组前部的前围骨架、竖直设置于地板组后部的侧围及后围骨架以及顶盖骨架组成，所述的前围骨架、侧围及后围骨架以及顶盖骨架为若干矩形等截面铝镁合金型材焊接形成的封闭式桁架总成；所述的前围骨架左右两端的A柱下部设置由铝镁合金材料的L型铰链加强板I和高强度钢板材料的L型铰链加强板II叠加组成，其与A柱的连接形式为铆接和螺栓连接。优点在于补充A柱“双L”型车门铰链安装加强结构
[0007]优选的，所述地板组包括地板、中心对称设置在地板下部的支撑纵梁、设置在支撑纵梁中间及两侧的若干支撑横梁、设置在支撑纵梁后端的后悬置安装座、设置在地板下部周圈的若干加强梁以及用于连接加强梁和支撑纵梁、支撑横梁的过渡支架；所述的地板材料为铝镁合金薄板，工艺形式为多段满焊；所述的支撑纵梁、支撑横梁、后悬置安装座和过渡支架材料均为高强钢薄板，支撑纵梁和支撑横梁截面形式为倒置π型，其翻边与地板下表面贴合，使用不锈钢铆钉铆接连接；支撑纵梁、支撑横梁和后悬置安装座的连接形式为满焊；所述的加强梁材料为铝镁合金型材，加强梁与地板连接形式为断续焊接，加强梁与支撑纵梁、支撑横梁是通过过渡支架进行连接，连接形式是螺栓连接。
[0008]优选的，所述复合材料蒙皮各部件之间的搭接部位设置有搭接止口，骨架总成与复合材料蒙皮连接部位设置有拉铆螺母，所述的复合材料蒙皮在搭接止口处采用机械连接和结构胶粘接的方式，机械连接使用若干双耳游动托板自锁螺母在搭接止口处进行等间距
螺栓连接，结构胶粘接使用环氧结构胶在搭接止口处进行等宽度涂覆粘接；所述的复合材料蒙皮在与骨架总成连接处设置有若干个沉头锥孔，对应的骨架总成设置有拉铆螺母，使用沉头螺钉和环氧结构胶进行安装和密封。
[0009]本专利技术的优点在于：各蒙皮件均采用非金属复合材料一体成型工艺，具有重量轻，比强度和比刚度高等特点。蒙皮内部采用整体式焊接骨架总成的结构形式，其材料主要为高性能铝镁合金，可进一步降低本体重量。并且在座椅、前悬置和后悬置等重点受力部位设置高强度钢结构支撑梁总成，使得负荷分配传递合理，提高整体刚度和强度。
[0010]夹芯板具有良好隔热、隔音、减震等功能特点,但其自身力学强度和刚度低，且承载能力差。复合材料夹芯结构是将泡沫夹芯板是由内外碳纤维复合材料蒙皮和泡沫夹芯板共同构成的多相结构板，能够充分发挥各相材料特性而形成的整体高效结构，使其承受载荷和传递载荷的原理与工字梁相似。泡沫夹芯板的加入使高强度的内外碳纤维复合材料蒙皮彼此间隔较大距离，复合夹心后重量变化不大，但刚度和强度有了明显的提高。
[0011]复合材料板之间现有的机械连接方式通常为铆接或粘接，其存在实施工艺复杂，对产品件精度要求较高，连接部位抗冲击性能低，不易拆卸维修性较差等缺点。本专利技术选用双耳游动托板自锁螺母，优点在于具有一定的装配调整余量，利于大长度的装配配合；同时螺母带自锁功能，配合螺栓结构胶胶接的同步装配，可提升螺栓安装的可靠性，有效抵抗车辆振动造成的螺栓脱落。
附图说明
[0012]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0013]图1为本专利技术的车身本体立体结构示意图；
[0014]图2为本专利技术的车身本体立体结构爆炸图；
[0015]图3为本专利技术的前围剖面结构示意图；
[0016]图4为本专利技术的车门剖面结构示意图；
[0017]图5为本专利技术的后围剖面结构示意图；
[0018]图6为本专利技术的顶盖剖面结构示意图；
[0019]图7为本专利技术的A柱剖面结构示意图；
[0020]图8为本专利技术的A柱立体结构爆炸图；
[0021]图9为本专利技术的地板组立体结构爆炸图；
[0022]图10为本专利技术的地板组剖面结构示意图I；
[0023]图11为本专利技术的地板组剖面结构示意图II；
[0024]图12为本专利技术的复合材料蒙皮连接结构示意图；
[0025]图13为本专利技术的复合材料蒙皮与骨架总成连接结构示意图。
[0026]图中，1 .本体总成 2 .复合材料蒙皮 3 .骨架总成 4 .前围 5 .侧围 6 .后围 7 .顶盖 8 .车门 9 .车门外板 10 .车门内板 11 .碳纤维复合材料层 12 .聚乙烯复合材料防弹板 13 .芳纶复合材料层 14 .泡沫夹心 15 .前围骨架 16 .顶盖骨架 17 .侧围及后围骨架 18 .地板组 19 .A柱 20 .L型铰链加强板I 21 .L型铰链加强板II 22 .支撑纵梁 23 .支撑横梁 24 .后悬置安装座 25 .过渡支架 26 .地板 27 .加强梁 28 .搭接
止口 29 .双耳游动托板自锁螺母 30 .环氧结构胶 31 .拉铆螺母 32 .沉头螺钉 51 .车门铰链 52 .螺栓 53 .螺母 54 .铆钉。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]一种重型汽车用轻量化复合材料驾驶室本体总成1，其总体布局包括位于本体总成1外部的复合材料蒙皮2和内部的骨架总成4。各蒙皮件均采用非金属复合材料一体成型工艺，便于批量化生产，具有重量轻，比强度和比刚度高等特点。复合材料蒙皮2由前围4、左右两侧的侧围5、后围6、顶盖7和左右两侧的车门8组成，所述的前围4外侧为碳纤维复合材料层11，内侧为芳纶复合材料层13，中间夹层为聚乙烯复合材料防弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构，包括骨架总成（3）位于骨架总成（3）外部的复合材料蒙皮（2）；所述复合材料蒙皮（2）由前围（4）、左右两侧的侧围（5）、后围（6）、顶盖（7）和左右两侧的车门（8）组成，其特征在于：所述的前围（4）外侧为碳纤维复合材料层（11），内侧为芳纶复合材料层（13），中间夹层为聚乙烯复合材料防弹板（12）；所述的车门（8）外侧为车门外板（9），内侧为车门内板（10），车门外板（9）外侧为碳纤维复合材料层（11），内侧下部为聚乙烯复合材料防弹板（12）；所述的后围（6）和顶盖（7）内、外侧均为碳纤维复合材料层（11），中间夹层为泡沫夹心（14）；所述骨架总成（3）由地板组（18）、竖直设置于地板组（18）前部的前围骨架（15）、竖直设置于地板组（18）后部的侧围及后围骨架（17）以及顶盖骨架（16）组成，所述的前围骨架（15）、侧围及后围骨架（17）以及顶盖骨架（16）为铝镁合金型材焊接形成的封闭式桁架总成；所述的前围骨架（15）左右两端的A柱（19）下部设置由铝镁合金材料的L型铰链加强板I（20）和高强度钢板材料的L型铰链加强板II（21）叠加组成，其与A柱（19）的连接形式为铆接和螺栓连接。2.根据权利要求1所述的重型汽车轻量化复合材料驾驶室本体结构，其特征在于，所述地板组（18）包括地板（26）、中心对称设置在地板（26）下部的支撑纵梁（22）、设置在支撑纵梁（22）中间及两侧的若干支撑横梁（23）、设置在支撑纵梁（22）后...

【专利技术属性】
技术研发人员：房杉，蔡东，温桂金，秦敬震，曹建宏，王聪，白霜，袁淑英，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：新型
国别省市：