[实用新型]一种基于模压成型的复合材料板簧

说明书

技术领域

本实用新型属于复合材料设计及其制造技术，涉及基于模压成型的复合材料板簧。

背景技术

汽车轻量化是新能源汽车发展与推广使用的迫切要求，航空领域通过用复合材料替代金属材料使飞机轻量化的途径和技术，势必推广应用于汽车领域。由于复合材料相对金属有高的比强度和比刚度，可设计性强，可实现结构及功能一体化设计，使制件具有减震、隔热、降噪、抗冲击损伤、装饰等功能，复合材料替代金属材料制造汽车零部件，将有效减轻汽车结构重量，降低能源消耗，并能提高汽车安全及舒适度。

为了降低因汽车使用化石燃料而大量排放出的温室气体给大气环境造成的污染，全世界，尤其发达国家开始发展新能源汽车，目前重点是电池动力汽车，并将复合材料应用于如翼子板、车顶板、底盘、行李箱板、门内板、轮毂、引擎罩、避震弹簧、传动轴结构加强和耐热件等。以板簧为例，轿车或载重汽车的板簧是由多层钢片叠加在一起使用，不但重量较重，而且还要经过特殊组装才能承载。而采用复合材料，可以大大降低板簧的结构重量。

现有钢制板簧大量运用于货车，客车等领域，其结构质量重，刚度大，疲劳寿命短。采用钢制板簧，造成运输成本增长，污染及排放较多，疲劳舒适性降低，疲劳破坏时钢制板簧从中间锻炼，容易造成交通事故。常规复合层压板刚度过小，强度不能满足实际运行的需求。

发明内容

本实用新型的目的是：提出一种利用模压成型技术制备复合材料板簧，替代原钢制板簧，除达到一般承载要求外，还要满足减重和抗疲劳性要求的。

本实用新型的技术方案是：复合材料板簧包括不等长度层合板结构，采用面密度为140～560g/m2的等长增强材料，设板簧长度方向为0度铺设方向，其0度：45度：-45度：90度铺层比例为50%：20%：20%：10%，根据不同的单元厚度，由板簧内侧向外侧依次铺设15～60个单元，每个单元长度方向的中心线与板簧整体长度中心线对齐，设板簧长度为L，宽度为B，长度范围为1200mm～1900mm，宽度范围为50mm～150mm，铺层从板簧内侧开始至外侧，从板簧内侧到板簧四分之一厚度处每个单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，板簧四分之一厚度处到板簧二分之一厚度处，首个单元长度为0.57L，后续单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，以板簧二分之一厚度处为对称面铺设后续的单元直至板簧外侧，板簧的两端用金属卷耳包裹并用螺栓固定，板簧的中部安装金属加载盒。

所述板簧所采用的树脂是改性环氧树脂、双马树脂、乙烯基树脂或其他低粘度树脂。

所述板簧的增强材料是玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、天然植物纤维中的一种或几种复合，材料的状态是单向的纱线形式或者织物形式。

本实用新型的优点是：利用先进的复合材料层合结构的设计、制造和应用技术，用复合材料层板结构替代钢制板材制造板簧，相对于钢制板簧，使板簧减重达40%以上，减少污染排放，节省油耗和运输成本，强度提高，刚度实现可调控，增加乘员舒适性，疲劳寿命增长2倍，其发生破坏时能保证车辆能正常靠边停车修理，避免发生交通事，故可以广泛应用于汽车的板簧设计制造领域。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型做进一步详细说明。以一种板簧为例，见图1。复合材料板簧1包括不等长度层合板结构，采用面密度为140～560g/m2的等长增强材料，设板簧1长度方向为0度铺设方向，其0度：45度：-45度：90度铺层比例为50%：20%：20%：10%，根据不同的单元厚度，由板簧1内侧向外侧依次铺设15～60个单元，每个单元长度方向的中心线与板簧1整体长度中心线对齐，设板簧1长度为L，宽度为B，长度范围为1200mm～1900mm，宽度范围为50mm～150mm，铺层从板簧1内侧开始至外侧，从板簧内侧到板簧四分之一厚度处每个单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，板簧四分之一厚度处到板簧二分之一厚度处，首个单元长度为0.57L，后续单元长度在上一个单元的长度上减少0.07L，以板簧二分之一厚度处为对称面铺设后续的单元直至板簧外侧，板簧的两端用金属卷耳3包裹并用螺栓4固定，板簧的中部安装金属加载盒2。

实施例1：

一种模压成型技术制造板簧的设计技术，其设计结构如下：