一种铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁制造技术

一种铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，由铝合金外壳和纤维增强热塑性复合材料的内腔加强件构成，铝合金外壳的截形为“几”字形，内腔加强件安装在铝合金横梁外壁的槽体内，内腔加强件和铝合金横梁外壁机械连接，内腔加强件的长度要短于铝合金外壳，铝合金外壳的两侧留有吸能盒安装段。本实用新型专利技术所述横梁，以纤维增强热塑性复合材料制作横梁的内腔加强件，以铝型材制作横梁的铝合金外壳，两者利用机械连接的方式固合为一体，获得性能和成型性均满足要求的防撞梁横梁产品，刚性高，轻量化效果显著。轻量化效果显著。轻量化效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁


[0001]本技术涉及一种汽车安全部件，特别是一种铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁。

技术介绍

[0002]汽车轻量化设计可以降低燃油消耗及减少排放，从而提高汽车的节能性和环保性，轻量化汽车是目前汽车行业特别是小型车行业的发展重点。在关注汽车轻量化的同时不能忽视汽车的安全性，汽车发生碰撞时，最大限度保护乘员的安全是各大汽车整车厂努力的方向。防撞梁是汽车重要的安全部件，合理的防撞梁结构能够有效吸收冲击能量，减少乘员舱及车身结构的损坏，在减少乘员受伤程度的同时还能减少维修费用。防撞梁在汽车正面碰撞时的抗弯性能是汽车安全性能的重要衡量指标。横梁是防撞梁结构的主要抗弯部件，其材料、断面结构及几何形状直接影响到防撞梁的抗弯性能。其中，由于材料本身的特性，不同材料的弹性模量相差巨大，同样结构下，抗弯强度差别也很大。铝合金材质的密度低于钢材，在轻量化的背景下，铝合金防撞梁使用越来越多。目前，普遍采用的目字形、日字形、口字形等截型的铝合金横梁，在满足重量要求的前提下，抗弯性能尚不尽如人意，有待于改进提高。越来越多的主机厂尝试寻找更轻、更安全的横梁方案。
[0003]随着新材料的不断涌现及进步，热塑性复合材料因其具有质轻、比强度高、抗冲击、耐腐蚀、易成型、抗疲劳、材料利用率高和可回收等优点，越来越多的在汽车中使用。纤维增强热塑性复合材料密度1.1
‑
1.6g/cm3，根据纤维长度可分为短纤维增强热塑性复合材料、长纤维增强热塑性复合材料、连续纤维增强热塑性复合材料。其中连续纤维复合材料的力学性能最佳，但其材料不具备流动性；长纤维增强材料虽然力学性能较低，但由于其良好的熔体流动性，可以注塑成型较复杂构件，通过结构设计可以使其成型为某些产品的加强筋，起到结构增强的作用。鉴于此，以热塑性复合材料与传统的铝合金复合制作横梁，为汽车轻量化设计提供了新的产品。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种显著减重、能保持较高的刚度、防止碰撞过程发生断裂的铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁结构。
[0005]本技术所述问题是以下述技术方案实现的：
[0006]一种铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，由铝合金外壳和纤维增强热塑性复合材料的内腔加强件构成，铝合金外壳的截形为“几”字形，内腔加强件安装在铝合金横梁外壁的槽体内，内腔加强件和铝合金横梁外壁机械连接，内腔加强件的长度要短于铝合金外壳，铝合金外壳的两侧留有吸能盒安装段。
[0007]上述铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，内腔加强件的截形为槽形，内腔加强件中部设有纵向加强槽。
[0008]上述铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，内腔加强件设有纵向加强筋，纵向加强筋
分布在纵向加强槽两侧。
[0009]上述铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，内腔加强件还设有数块横向加强筋。
[0010]上述铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，内腔加强件的两侧壁与铝合金外壳的两侧壁螺钉连接。
[0011]本技术所述横梁，以纤维增强热塑性复合材料制作横梁的内腔加强件，以铝型材制作横梁的铝合金外壳，两者利用机械连接的方式固合为一体，获得性能和成型性均满足要求的防撞梁横梁产品，刚性高，轻量化效果显著。本技术为增强横梁的抗弯刚性，在纤维增强加强件上沿横梁长度方向设有纵向加强槽和纵向加强筋，通过增加截面的复杂性提高抗弯刚性；在纤维增强加强件上设置横向加强筋，避免防撞梁碰撞时发生翻转；采用的纤维增强热塑性复合材料可回收利用，符合环保要求。
附图说明
[0012]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0013]图1是本技术的结构示意图；
[0014]图2是铝合金外壳的结构示意图；
[0015]图3是内腔加强件的结构示意图；
[0016]图4是横梁截形示意图(未按比例)；
[0017]图5是本技术使用状态示意图。
[0018]图中各标号清单为：1、铝合金外壳，1
‑
1、吸能盒安装段，1
‑
2、翻边，2、内腔加强件，2
‑
1、纵向加强槽，2
‑
2、纵向加强筋，2
‑
3、横向加强筋,3、吸能盒。
具体实施方式
[0019]作为汽车防撞梁的横梁，需要很高的刚性和强度，在发生碰撞时要求其尽可能变形小，尤其不能发生断裂，以保证吸能盒的溃缩率和吸能效果，通过吸能盒使碰撞力均匀的传导到纵梁，避免纵梁的大变形。尤其是在低速碰撞时，RCAR试验要求纵梁不变形，以保证车辆的维修经济性。现有铝合金横梁比钢制防撞梁质量减少约1/2。为了进一步减重，本技术部分采用密度更低的纤维增强热塑性复合材料制作横梁的内腔加强件。由于纤维增强热塑性复合材料交替铺层的工艺不能成型封闭式的结构，而封闭式的结构刚性比开放式结构要好很多，故横梁采用铝合金外壳和纤维增强热塑性材料的内腔加强件复合而构成封闭式结构。内腔加强件的模压工艺可以成型复杂的加强筋，起到很好的加强作用，能显著提高防撞梁的刚性。
[0020]参看图1
‑
图4，本技术所述横梁由铝合金外壳1和纤维增强热塑性复合材料的内腔加强件2构成。铝合金外壳的截形为“几”字形，其开放面的边缘设有翻边1
‑
2。铝合金外壳的“几”字形截形可以降低横梁重量，在发生碰撞时，能够起到很好的支撑作用；翻边一方面可以加强横梁的强度，另一方面便于安装吸能盒。内腔加强件的截形为槽形，内腔加强件扣合安装在铝合金横梁外壁的槽体内，内腔加强件的两侧壁和铝合金外壳的两侧壁螺钉连接，两者之间构成横梁的封闭结构。内腔加强件的长度要短于铝合金外壳，在铝合金外壳的两侧留有吸能盒安装段1
‑
1。如图5所示，横梁在使用状态，吸能盒3固定在吸能盒安装段1
‑
1。铝合金外壳采用挤压成型加工，内腔加强件采用模压加工。为提高横梁的抗弯性能，内腔
加强件中部设有纵向加强槽2
‑
1，纵向加强槽利用截面形状的变化，提高抗弯刚度；进一步在纵向加强槽两侧对称设置纵向加强筋2
‑
2，纵向加强筋可设置2条或4条。为了保证车辆碰撞过程防撞梁不发生翻转，内腔加强件还设有数块横向加强筋2
‑
3，横向加强筋可以提高横梁抵抗横向变形的能力。
[0021]本技术制作内腔加强件的纤维增强热塑性复合材料中纤维质量含量20
‑
60％，采用连续纤维和长纤维复合材料，以便充分发挥两类材料的特长。热塑性基体为聚丙烯、尼龙、聚酯、聚苯醚等热塑性树脂中的一种。所述横梁将铝合金外壳与纤维增强热塑性复合材料的内腔加强件复合在一起，在满足性能和成型性要求的同时，可以得到显著的减重效果。对比试验表明，本技术横梁与现有铝制品横梁相比，刚性好且可以减重20％以上，轻量化效果明显。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，其特征在于：由铝合金外壳和纤维增强热塑性复合材料的内腔加强件构成，铝合金外壳的截形为“几”字形，内腔加强件安装在铝合金横梁外壁的槽体内，内腔加强件和铝合金横梁外壁机械连接，内腔加强件的长度要短于铝合金外壳，铝合金外壳的两侧留有吸能盒安装段。2.根据权利要求1所述的铝塑复合增强的汽车防撞梁横梁，其特征在于：内腔加强件的截形为槽形，内腔加...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德佳，胡淼，杨青，侯亮，刘巍，孔德志，
申请(专利权)人：上海凌云工业科技有限公司凌云汽车技术分公司，
类型：新型
国别省市：