[发明专利]车辆侧门结构及其制造方法和使用方法

说明书

背景技术

本公开涉及一种车辆侧门结构，该车辆侧门结构能够满足用于碰撞载荷的汽车安全标准和机械要求，并且本公开涉及车辆侧门结构的制造和使用方法。

汽车制造商一直致力于减轻客车的重量以便满足有关燃料效率和减少排放的不断变化的政府规章。汽车最大的结构是通常称为白车身(BIW)的结构体。BIW是指焊接的金属板部件，所述焊接的金属板部件形成汽车的结构并且其他部件(例如，门、发动机、底盘、外部和内部装饰、座椅等)连接于所述焊接的金属板部件。由于BIW是汽车中最大的结构，所以BIW已成为制造商减轻重量的目标物。然而，对于实现在汽车的结构性部件(诸如，门)中减轻重量，所考虑的还少得多。

为了满足侧面碰撞冲击或柱侧撞击测试的安全标准，由高强度钢制成的金属碰撞梁结合在汽车侧门中。钢碰撞梁的高强度和耐用性在确定侧门的耐用性和耐撞性上起着很重要的作用。

期望的是，在不损害整个车辆的结构完整性和耐用性且因此不损害安全性的前提下减轻车辆的重量。因此，需要这样一种汽车结构部件(诸如，侧门)，其具有减轻重量以及降低的制造成本同时保持满足汽车侧面撞击安全标准所需的必要机械性能。

发明内容

在多个实施方式中公开了用于汽车的侧门以及侧门的制造方法，该侧门包括双壳复合结构。

在一些实施方式中，车辆的侧门可包括：结构，该结构包括塑料内壳和塑料外壳，塑料内壳包括纤维带，塑料外壳包括在外壳的宽度上设置的外壳支撑梁。外壳支撑梁可包括纤维带。

在一些实施方式中，车辆的侧门可包括：结构，该结构包括：塑料内壳，该塑料内壳包括纤维带，其中，基于纤维的总重量，纤维带的大于或等于50wt.％的纤维在与纤维带的主轴线呈+45°到-45°的角度的方向上定向；以及塑料外壳，该塑料外壳包括在外壳的宽度上定位的外壳支撑梁。该外壳支撑梁可包括纤维带，其中，纤维带的大于或等于50wt.％的纤维在与纤维带的主轴线呈+45°到-45°的角度的方向上定向。

在一实施方式中，车辆可包括：结构体和侧门。侧门可包括：塑料内壳，该塑料内壳包括纤维带；塑料外壳，该塑料外壳包括在外壳的宽度上定位的外壳支撑梁，其中，外壳支撑梁包括纤维带；门板(door skin，门皮)，该门板在塑料外壳上；窗；以及铰链。

在一实施方式中，用于制造车辆的侧门的方法可包括：在纤维带上传递模制(flow molding)纤维增强聚合物以形成塑料内壳；在沉积的纤维带上传递模制纤维增强聚合物以形成塑料外壳，其中，外壳包括在外壳的宽度上定位的外壳支撑梁；以及将塑料内壳和塑料外壳连接在一起以形成复合结构。

以下更具体地描述这些和其他非限制性特征。

附图说明

现在将参考附图，这些附图是示例性的实施方式，并且其中，相同的元件用相同的标号来表示。

图1是用于汽车的侧门的组件的展开图，侧门包括示例性的双壳复合体。

图2是双壳复合体的内壳的实施方式的示图，该图包括大体单向纤维带的示例性位置。

图3是双壳复合体的外壳的示图，该图包括大体单向纤维带的示例性位置。

图4是根据示例性实施方式的双壳复合体的示图。

图5是车辆的聚焦于侧门的一部分上的局部侧视图。

图5A、图5B、和图5C是双壳复合窗框的横截面的实例的示意性视图。

图6A是现有技术侧门的示图，该图示出了在铰链和门锁上施加撞击的效果。

图6B是具有包括聚合物的铰链的实例的侧门的示图，该图示出了在铰链上施加撞击的效果。

图7是沿图4中的线7-7截取的横截面，该图是在内壳或外壳支撑梁中的大体单向纤维带的示例性位置的示图。

图8-图11是可用于双壳复合体的内壳或外壳中的支撑梁的多种示例性实施方式的立体图。

图12是示出了非增强聚合物材料的弹性模量的示图。

图13是示出了多种大体单向玻璃纤维带的弹性模量的示图。

图14是示出了多种大体单向碳纤维带的弹性模量的示图。

图15是内壳窗框部分的立体图，指示出了调整侧门的重量的最优化的区域。

图16是外壳窗框部分的立体图，指示出了调整侧门的重量的最优化的区域。

图17是示出了在侧面撞击测试后在侧门、白车身以及障碍物中的内部能量分布的示图。

图18示出了在柱撞击测试后在侧门和白车身中的内部能量分布。