[發明專利]具有加強外皮的I形梁

在審

• 申請號: 201710485556.8
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN107264457A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: C·約翰斯頓
• 申請（專利權）人: 賽史品威奧（唐山）結構復合材料有限公司
• 主分類號: B60R19/34
• 分類號: B60R19/34;B62D21/15
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔

本申請為申請日是2014.12.10、申請號是201480072810.6、發明創造名稱是“具有加強外皮的I形梁”的發明專利申請的分案申請。

與之相關的專利申請

本申請要求2013年12月10日申請的美國臨時申請第61/914,113號的優先權，其內容通過引用并入本申請中。

技術領域

本發明大體上涉及一種復合材料，尤其涉及一種復合的I形梁結構，具有在I形梁的拉伸和壓縮側上的連續纖維外皮和包覆成型在連續纖維外皮上的短纖維材料。

背景技術

在以汽車、交通和物流為基礎的行業，為了生產出對于陸運和空運都更節能的交通工具，重量減輕已經成為主要焦點。為了實現這些重量堿輕，已引入輕質復合材料，代替金屬結構和表面體部件和面板。復合材料是由兩種或多種具有顯著不同的物理和化學性能的組成材料制成的材料，當各組成材料結合時，生產出一種具有不同于各個組分的特性的材料。各個組分在最終的結構中保持獨立和不同?？梢詢炦x復合材料原因有很多：常見的例子包括當與傳統的材料相比，復合材料更堅固、更輕或更便宜。

結構汽車部件設計成通過吸收和耗散動能，以在高速事故中保護車內乘員。結構部件，如車門防側撞橫梁，在碰撞中保護乘員。結構汽車部件還設計成通過暫時變形或偏轉吸收動能，以盡量減少車輛在低速碰撞中的損壞。I形梁(又稱H形梁)是在汽車結構應用中常見的結構部件。I形梁或H形梁的名稱源于其截面形狀是"I"形或"H"形。I形梁的水平元件被稱為凸緣，而連接凸緣的垂直或者中心元件稱為腹板。所述的腹板對抗剪切力，而凸緣抵抗橫梁承受的大部分彎曲力矩。I形截面是承載腹板平面上的彎曲和剪切載荷的非常有效的形式。然而，截面在橫斷方向上的承受力低，并且也不能充分承載扭轉。為了提高I形梁的扭轉性能，可以在腹板和凸緣之間添加肋狀物。

而復合材料已用于生產結構化汽車組件和應用中的I形梁，這些I形梁在高速碰撞過程中出現了梁分離。此外，現有梁的缺點是完全依賴于短纖維復合材料，短纖維復合材料在這樣碰撞過程中會斷成兩半。因此，需要一種改進的復合材料I形梁，其在高速車輛事故過程中保持完整。

發明內容

提供了一種I形梁組件，包括通過垂直腹板接合的頂部凸緣和底部凸緣。在所述的頂部凸緣和底部凸緣上有包覆成型的加強外皮。頂部凸緣和底部凸緣以及腹板都是由相同的熱塑性聚合物材料或熱固性聚合物材料制成。本文可用的聚合物材料包括聚丙烯、尼龍、環氧樹脂、聚酯或乙烯基酯材料。

附圖說明

圖1A是根據本發明實施例的I形梁復合結構的側透視圖，該I形梁復合結構具有在I形梁拉伸和壓縮側的連續纖維外皮和應用在連續纖維外皮上包覆成型上的包覆成型的短纖維材料；

圖1B是根據本發明實施例的沿著圖1A的線A-A的截面圖；

圖2是根據本發明實施例的設計為碰撞時偏轉和吸收動能的弧形I形梁的側視圖。

具體實施方式

本發明具有作為改進的復合I形梁結構的實用性，所述的復合I形梁結構具有在I形梁拉伸和壓縮側的連續的纖維加強外皮和應用在連續纖維外皮上的包覆成型的短纖維材料，用于改善I形梁的結構完整性。本發明I形梁復合結構的實施例由熱塑性聚合物組成，包括聚丙烯、尼龍等；由熱固性聚合物組成，例如環氧樹脂、聚酯或乙烯基酯材料；也可以由熱固性樹脂組成。本發明I形梁的實施例的凸緣、腹板、肋狀物都充滿了短切纖維，例如玻璃纖維、碳纖維或其他合成纖維，也可以是天然纖維。天然纖維可以包括椰子纖維、竹纖維、甘蔗纖維或香蕉皮纖維等。在本發明I形梁的這些實施例中，腹板也可以由連續纖維制成。本發明I形梁的實施例的肋狀物連接腹板和凸緣，并且可以以各種形式存在，例如交叉。本發明I形梁的實施例利用注射成型制成；然而，可以預料的是也可以采用壓縮成型、樹脂傳遞成型或者其他工藝。本發明I形梁的應用的非限制性示例包括保險杠系統和側面碰撞入侵梁。