[發明專利]一種水箱橫梁及汽車

有效

• 申請號: 201310408309.X
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103465970A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張靜;宣善勇;李進;張道理;方舟;陳效華
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D29/00
• 分類號: B62D29/00;B32B9/04;B32B17/10
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 江崇玉

技術領域

本發明涉及汽車領域，特別涉及一種水箱橫梁及汽車。

背景技術

隨著節能減排要求的提高，汽車的輕量化越來越受到人們的重視。以水箱橫梁為例加以說明，水箱橫梁是汽車中重要的結構件，因此需要對水箱橫梁進行結構輕量化設計以達到減重目的。

近年來，先進復合材料的應用，尤其是碳纖維復合材料的應用可以大大降低了汽車的車身重量。目前汽車工業的復合材料成型工藝主要是液體成形工藝為主，如VARTM（Vacuum?Assisted?Resin?Transfer?molding,真空輔助樹脂傳遞成型）和RTM(Resin?Transfer?molding)。在該類液體成形工藝前期都涉及纖維織物預制體的鋪貼編織。常規的纖維預制體制造可采用三維機織、針織、縫紉等方法，以提高復合材料的面間力學性能。

然而，在汽車結構的復合材料輕量化設計和制造過程中，一些傳統的金屬結構在復合材料化設計中，需要提高復合材料層合板結構抗裂紋生長的耐疲勞能力，特別是要防止復合材料結構在后續機加工過程中的分層開裂。由于水箱橫梁制件存在較多的安裝孔，因此，采用復合材料制造過程中，急需解決復合材料制孔過程中普遍存在的孔邊分層難題。

發明內容

為了解決現有技術復合材料制孔過程中普遍存在的孔邊分層難題，本發明實施例提供了一種水箱橫梁及汽車，能夠在保證水箱橫梁剛度強度的同時，最大限度降低了水箱橫梁的重量。所述技術方案如下：

一方面，提供了一種水箱橫梁，所述水箱橫梁采用孔邊Z-PIN增強的夾芯復合材料結構，由上至下包括復合材料織物上層面板層、中間泡沫夾芯加強層及復合材料織物下層面板層，通過Z-PIN銷釘對復合材料水箱橫梁開孔孔邊進行增強。

具體地，所述復合材料織物上層面板層和所述復合材料織物下層面板層采用碳纖維織物鋪層或者碳纖維與玻璃纖維混紡織物鋪層。

具體地，中間泡沫夾芯加強層采用硬質泡沫材料。

具體地，所述中間泡沫夾芯加強層采用PVC硬質泡沫、聚氨酯或PMI泡沫。

具體地，所述通過Z-PIN銷釘對復合材料水箱橫梁開孔孔邊進行增強，是在所述水箱橫梁預制體的制造過程中使用Z-PIN銷釘對預制體的待打孔區域進行增強。

具體地，所述Z-PIN銷釘直徑為0.5mm-1.5mm。

具體地，所述Z-PIN銷釘采用不銹鋼、鈦合金或碳纖維復合材料制成。

具體地，所述孔邊Z-PIN增強的夾芯復合材料結構中所述Z-PIN銷釘行列間距為2mm-5mm。

具體地，所述預制體的待打孔區域進行增強是在后續機加工工序過程中出現孔徑大于或等于20mm的區域進行增強，所述在制造過程中使用Z-PIN銷釘對預制體的待打孔區域進行增強滿足保持孔邊外緣至少兩排以上的所述Z-PIN銷釘。

另一方面，提供了一種汽車，所述汽車所述的水箱橫梁。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

本發明采用包括復合材料織物上層面板層、中間泡沫夾芯加強層及復合材料織物下層面板層的三明治夾芯結構設計汽車水箱橫梁，通過Z-PIN銷釘對復合材料水箱橫梁開孔孔邊進行增強，能有效提高如汽車水箱橫梁類開孔復合材料制件的抗分層能力，故而在保證水箱橫梁剛度強度的同時，最大限度降低了水箱橫梁的重量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的水箱橫梁的示意圖；

圖2是本發明實施例提供的復合材料織物上層面板層的示意圖；

圖3是本發明實施例提供的中間泡沫夾芯加強層的示意圖；

圖4是本發明實施例提供的復合材料織物下層面板層的示意圖；

圖5是本發明實施例提供的Z-PIN銷釘的植入工序流程圖。

圖中各符號表示含義如下：

1復合材料織物上層面板層，2中間泡沫夾芯加強層，3復合材料織物下層面板層，4Z-PIN銷釘，5Z-PIN銷釘泡沫預制體，6纖維預制體，7超聲植入轉換器，8殘余的泡沫預制體。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一