[發(fā)明專利]編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件及其制備的立體框架和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611267196.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN108263490A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬鈺堯;胡一匡;張一平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州吉田專利運(yùn)營(yíng)有限公司
• 主分類號(hào): B62D29/00
• 分類號(hào): B62D29/00;B60N2/68
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 趙磊;張春

本發(fā)明公開了一種編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件及其制備的立體框架和應(yīng)用，所述編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件為連續(xù)碳纖維制備的蜂窩狀復(fù)合材料管，蜂窩狀復(fù)合材料管的蜂窩孔為連續(xù)碳纖維編織復(fù)合材料管，至少兩根構(gòu)成整體一束，相鄰的編織管相互接觸的纖維絲相互編織在一起，碳纖維編織復(fù)合材料管構(gòu)成立體框架。本發(fā)明根據(jù)管的粗細(xì)以及受力來設(shè)計(jì)，從而達(dá)到最優(yōu)發(fā)揮碳纖維承受很大拉力這一性能；采用碳纖維編織結(jié)構(gòu)件制備的立體框架質(zhì)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件及其制備的立體框架和應(yīng)用。

背景技術(shù)

碳纖維具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、質(zhì)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(duì)于傳統(tǒng)的金屬材料具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。碳纖維除單獨(dú)使用作為絕熱保溫材料外，通常作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成碳纖維復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)件使用時(shí)需要設(shè)計(jì)合理的復(fù)合材料受力結(jié)構(gòu)，才能充分發(fā)揮碳纖維能夠承受很大拉力這一優(yōu)點(diǎn)。

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(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等?，F(xiàn)有技術(shù)中，汽車車架結(jié)構(gòu)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(gè)鋼架，然后在這個(gè)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(zhì)量沉重，車架重量占去全車總重的相當(dāng)部分；承載式車架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，生產(chǎn)工序繁瑣，且整個(gè)車架結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)度不足。

隨著節(jié)能、環(huán)保逐漸成為汽車行業(yè)關(guān)注的重要課題，人們開始考慮汽車的輕量化發(fā)展。汽車的輕量化能夠降低汽車的整備質(zhì)量，不僅能夠節(jié)約原材料，降低汽車生產(chǎn)成本，而且還能降低燃油油耗，節(jié)能環(huán)保。因此，人們開始嘗試用更輕質(zhì)、強(qiáng)度更好的復(fù)合材料代替以往車架構(gòu)件的材料。

發(fā)明內(nèi)容

碳纖維復(fù)合材料中碳纖維最大特點(diǎn)是能夠承受很大的拉力，樹脂承受壓力，現(xiàn)有材料制成管狀內(nèi)部沒有支撐，制成板狀的話，由于板厚太小，產(chǎn)生力矩小，沒有充分利用碳纖維能夠承受很大拉力的優(yōu)點(diǎn)，所以需要研究怎樣充分發(fā)揮碳纖維承受拉力這一優(yōu)點(diǎn)的方法。為此需要將碳纖維復(fù)合材料制成密度輕的產(chǎn)品，如果制成泡沫的話，由于連續(xù)纖維無法發(fā)泡，即使能夠發(fā)泡，發(fā)泡后會(huì)對(duì)樹脂的性能產(chǎn)生影響，失去原有性能，也不能承受很大拉力，因此怎樣實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)件來承受很大拉力便成為了很大的難題。

本發(fā)明就是為了解決上述問題，提供一種編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件及其制備的立體框架和應(yīng)用。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件，所述編織的碳纖維編織結(jié)構(gòu)件為連續(xù)碳纖維制備的蜂窩狀復(fù)合材料管，蜂窩狀復(fù)合材料管的蜂窩孔為連續(xù)碳纖維編織復(fù)合材料管，至少兩根構(gòu)成整體一束，相鄰的編織管相互接觸的纖維絲相互編織在一起，從而使相鄰的編織管連接在一起，構(gòu)成整體的蜂窩狀復(fù)合材料管。

所述碳纖維編織結(jié)構(gòu)件制備的立體框架，所述碳纖維編織復(fù)合材料管構(gòu)成立體框架，相鄰復(fù)合材料管之間通過三通或四通接頭插接在一起，相鄰復(fù)合材料管插接在一起的部位構(gòu)成碳纖維編織結(jié)構(gòu)件。

所述三通或四通接頭上設(shè)有與編織復(fù)合材料管形狀相對(duì)應(yīng)的插接頭，插接頭通身設(shè)有碳纖維粘毛勾，碳纖維粘毛勾向插接方向的反向傾斜，復(fù)合材料管內(nèi)部設(shè)有一層軟纖維粘毛。

所述三通或四通接頭為碳纖維復(fù)合材料接頭。

所述插接頭為輕質(zhì)合金。

立體框架的應(yīng)用，所述立體框架用于汽車骨架。

立體框架的應(yīng)用，所述立體框架用于客車骨架。

立體框架的應(yīng)用，所述立體框架用于座椅骨架。