[發明專利]鉚接碳纖維纏繞結構件及其環接制備的立體框架和應用

在審

• 申請號: 201611267189.6
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN108263476A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 張一平;馬鈺堯;胡一匡
• 申請（專利權）人: 鄭州吉田專利運營有限公司
• 主分類號: B62D21/00
• 分類號: B62D21/00;B60N2/68
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 趙磊;張春

本發明涉及一種鉚接碳纖維纏繞結構件及其環接制備的立體框架和應用，一種鉚接碳纖維纏繞結構件，所述鉚接碳纖維纏繞結構件為連續碳纖維制備的蜂窩狀復合材料管，蜂窩狀復合材料管的蜂窩孔為連續碳纖維纏繞復合材料管，至少兩根構成整體一束，相鄰的纏繞管相互接觸部位通過鉚釘鉚接在一起，從而使相鄰的纏繞管連接在一起，構成整體的蜂窩狀復合材料管。碳纖維能夠承受很大拉力，且不會變形，但是做成實心的話，不僅會浪費材料，增加重量，而且性能提高也不大，本發明根據管的粗細以及受力來設計，從而達到最優發揮碳纖維承受很大拉力這一性能；采用碳纖維纏繞結構件制備的立體框架質量輕、剛度高、安全性好，能夠作為汽車、客車和座椅的骨架。

技術領域

本發明涉及一種鉚接碳纖維纏繞結構件及其環接制備的立體框架和應用。

背景技術

碳纖維具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、質量輕、能夠承受很大拉力等顯著高于鋼、鋁等的特性，屬于典型的高性能纖維，相對于傳統的金屬材料具有壓倒性的優勢。碳纖維除單獨使用作為絕熱保溫材料外，通常作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成碳纖維復合材料。碳纖維復合材料作為結構件使用時需要設計合理的復合材料受力結構，才能充分發揮碳纖維能夠承受很大拉力這一優點。

汽車、客車的車架都為立體框架，車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等。現有技術中，汽車車架結構一般為大梁式車架和承載式車架，大梁式車架將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個鋼架，然后在這個鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，大梁式車架的鋼制大梁質量沉重，車架重量占去全車總重的相當部分；承載式車架由鋼（較先進的是鋁）經沖壓、焊接而成，對設計和生產工藝的要求都很高，產品質量不易控制，生產工序繁瑣，且整個車架結構剛性強度不足。

隨著節能、環保逐漸成為汽車行業關注的重要課題，人們開始考慮汽車的輕量化發展。汽車的輕量化能夠降低汽車的整備質量，不僅能夠節約原材料，降低汽車生產成本，而且還能降低燃油油耗，節能環保。因此，人們開始嘗試用更輕質、強度更好的復合材料代替以往車架構件的材料。

發明內容

碳纖維復合材料中碳纖維最大特點是能夠承受很大的拉力，樹脂承受壓力，現有材料制成管狀內部沒有支撐，制成板狀的話，由于板厚太小，產生力矩小，沒有充分利用碳纖維能夠承受很大拉力的優點，所以需要研究怎樣充分發揮碳纖維承受拉力這一優點的方法。為此需要將碳纖維復合材料制成密度輕的產品，如果制成泡沫的話，由于連續纖維無法發泡，即使能夠發泡，發泡后會對樹脂的性能產生影響，失去原有性能，也不能承受很大拉力，因此怎樣實現碳纖維復合材料作為結構件來承受很大拉力便成為了很大的難題。

本發明就是為了解決上述問題，提供一種鉚接碳纖維纏繞結構件及其環接制備的立體框架和應用。

本發明采用以下技術方案：一種鉚接碳纖維纏繞結構件，所述鉚接碳纖維纏繞結構件為連續碳纖維制備的蜂窩狀復合材料管，蜂窩狀復合材料管的蜂窩孔為連續碳纖維纏繞復合材料管，至少兩根構成整體一束，相鄰的纏繞管相互接觸部位通過鉚釘鉚接在一起，從而使相鄰的纏繞管連接在一起，構成整體的蜂窩狀復合材料管。

所述的碳纖維纏繞結構件制備的立體框架，所述碳纖維纏繞復合材料管構成與立體框架部位對應的環狀框架，立體框架各部位對應的環狀框架組合為立體框架，相鄰構成一束的環狀框架相互連接在一起的部位構成碳纖維纏繞結構件。

所述相鄰成為一束的環狀框架相互接觸部位通過鉚釘鉚接在一起。

立體框架的應用，所述立體框架用于汽車骨架。

立體框架的應用，所述立體框架用于客車骨架。

立體框架的應用，所述立體框架用于座椅骨架。