[發(fā)明專利]一種汽車用復(fù)合材料防撞管及其制造系統(tǒng)、制造方法

在審

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• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111452602A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡壹;姚振華;趙立男
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林省華陽新材料研發(fā)有限公司
• 主分類號: B60J5/04
• 分類號: B60J5/04;B29C70/34;B29C70/38;B29C70/54;B32B1/08;B32B27/12;B32B17/02;B32B17/10;B32B27/40;B32B7/022;B32B33/00;B32B9/00;B32B9/04;B29L23/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱英靜

本發(fā)明公開了一種汽車用復(fù)合材料防撞管及其制造系統(tǒng)、制造方法。該汽車用復(fù)合材料防撞管包括空心結(jié)構(gòu)的防撞管體，防撞管體包括由內(nèi)而外層層布置的2n+1層復(fù)合層，第2i+1復(fù)合層包括編織區(qū)和復(fù)合在編織區(qū)上的第2i+1樹脂填充區(qū)；第2j復(fù)合層包括非均勻區(qū)和復(fù)合在非均勻區(qū)上的第2j樹脂填充區(qū)，其中，n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。由于具有2n+1層復(fù)合層，且每層復(fù)合層均具有可以提高防撞管強(qiáng)度和剛度的編織區(qū)和樹脂填充區(qū)，經(jīng)樹脂填充后的復(fù)合層具有高強(qiáng)度和高剛度，而密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高強(qiáng)鋼或鋁合金，因此該防撞管較同等強(qiáng)度和剛度的高強(qiáng)鋼防撞管或鋁合金防撞管，大大降低了防撞管的重量，進(jìn)而降低了防撞管占車門總成重量比重，有利于環(huán)保和節(jié)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防撞管領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車用復(fù)合材料防撞管及其制造系統(tǒng)、制造方法。

背景技術(shù)

近年來，由于全球環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源的需要，電動車和其他新能源汽車的使用越來越多，電動車由于儲電能力有限、電池包本身重量很大，因此需要對汽車整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行減重，而傳統(tǒng)汽車采用高強(qiáng)鋼或鋁合金替代低強(qiáng)度鋼減重已經(jīng)接近極限，復(fù)合材料因強(qiáng)度高、重量輕是很好的替代材料，如果汽車整體結(jié)構(gòu)改為復(fù)合材料，在保持同等剛度、強(qiáng)度條件下，可以減重60％以上。

汽車車門防撞管是除車頂邊梁、門檻外的第三傳力路徑，布置在汽車側(cè)門的內(nèi)部空間。汽車車門防撞管可拆卸地安裝在汽車側(cè)門上，當(dāng)汽車側(cè)門發(fā)生碰撞時(shí)，堅(jiān)固的防撞管能大大減輕汽車側(cè)門的變形程度，從而能減少汽車撞擊對車內(nèi)乘員的傷害。目前我國大部分汽車生產(chǎn)商制造的汽車門板內(nèi)的防撞管使用高強(qiáng)鋼或鋁合金，導(dǎo)致車門防撞管占車門總成重量比重大，不利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源。

因此，如何設(shè)計(jì)一種能降低防撞管占車門總成重量比重的汽車用防撞管，以利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源，成為本領(lǐng)域人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種汽車用復(fù)合材料防撞管，以降低防撞管占車門總成重量比重。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種汽車用復(fù)合材料防撞管，包括呈空心結(jié)構(gòu)的防撞管體，所述防撞管體包括由內(nèi)而外層層布置的2n+1層復(fù)合層，第2i+1復(fù)合層包括編織區(qū)和復(fù)合在所述編織區(qū)上的第2i+1樹脂填充區(qū)；第2j復(fù)合層包括非均勻區(qū)和復(fù)合在所述非均勻區(qū)上的第2j樹脂填充區(qū)，其中，n≥1，n≥i≥0，n≥j≥1。

優(yōu)選地，復(fù)合層為三層，由內(nèi)而外依次為第一復(fù)合層、第二復(fù)合層和第三復(fù)合層，其中，

所述第一復(fù)合層包括第一編織區(qū)和復(fù)合在所述第一編織區(qū)上的第一樹脂填充區(qū)，

所述第二復(fù)合層包括中間非均勻區(qū)和復(fù)合在所述中間非均勻區(qū)上的第二樹脂填充區(qū)，

所述第三復(fù)合層包括第三編織區(qū)和復(fù)合在所述第三編織區(qū)上的第三樹脂填充區(qū)。

優(yōu)選地，所述第一編織區(qū)和第三編織區(qū)的材料均為玻璃纖維，所述中間非均勻區(qū)的材料為碳纖維。

優(yōu)選地，所述第一樹脂填充區(qū)、所述第二樹脂填充區(qū)和所述第三樹脂填充區(qū)的填充物均為聚氨酯樹脂。

優(yōu)選地，所述防撞管體在垂直于所述防撞管體軸向的平面上的截面為方形或圓形。

一種汽車用復(fù)合材料防撞管的制造系統(tǒng)，包括：

芯模，用于支撐防撞管體的復(fù)合層；

芯模固定裝置，用于固定所述芯模；

紗架，用于提供纖維絲束；

至少兩臺編織機(jī)，所述編織機(jī)用于將第一纖維絲束編織在所述芯模上以形成對應(yīng)的編織區(qū)；

介于相鄰的兩臺編織機(jī)之間的預(yù)成型模具，所述預(yù)成型模具用于將導(dǎo)入的第二纖維絲束成型為中間非均勻區(qū)；