[发明专利]一种汽车用碳纤维复合材料避震塔及汽车部件

说明书

本发明提供一种汽车用碳纤维复合材料避震塔及汽车部件，本发明综合考虑避震塔的载荷情况以及碳纤维复合材料可设计性的特点，获得了一种具有强度高、质量轻等优点的汽车用碳纤维复合材料避震塔。所述避震塔的材质为碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料包括碳纤维纱线的三维编织预制件和热固性树脂，所述热固性树脂填充于所述三维编织预制件的碳纤维间隙中；所述避震塔沿高度方向分为上部区域、中部区域和下部区域，其中，上部区域的高度占总高度的10％‑20％，中部区域的高度占总高度的20％‑30％；上部区域的壳体厚度为7.0‑9.0mm，中部区域的壳体厚度为5.0‑6.0mm，下部区域的壳体厚度为3.0‑4.0mm。

技术领域

本发明涉及汽车避震塔领域，特别涉及一种汽车用碳纤维复合材料避震塔。

背景技术

随着能源危机、环境保护和安全问题的日益突出，汽车的轻量化和高性能设计已经成为当前汽车领域的研究热点。为了保证载荷的有效传递，传统的汽车避震塔多为金属结构，为了实现轻量化设计，一般采用不同厚度的多片式结构，如专利CN207565704U，或者混合金属材料形式，如专利CN105952838A。

现有结构形式需要通过焊接或者铆钉等实现不同厚度或者金属之间的连接，轻量化效果有限。碳纤维复合材料由于比刚度高、比强度高等特点，已经成为代替传统的金属材料，实现汽车轻量化设计最为有效的手段之一。然而，碳纤维复合材料作为一种全新材料，其力学特性、制造工艺、可设计参数等方面与金属有很大区别。因此，需要综合考虑避震塔的载荷情况以及碳纤维复合材料的特点，开发一种适用于汽车的碳纤维复合材料避震塔。

发明内容

本发明提供一种汽车用碳纤维复合材料避震塔及汽车部件，本发明综合考虑避震塔的载荷情况以及碳纤维复合材料可设计性的特点，获得了一种具有强度高、质量轻等优点的汽车用碳纤维复合材料避震塔。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

本发明提供一种汽车用碳纤维复合材料避震塔，避震塔的材质为碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料包括碳纤维纱线的三维编织预制件和热固性树脂，所述热固性树脂填充于所述三维编织预制件的碳纤维间隙中；所述避震塔沿高度方向分为上部区域、中部区域和下部区域，其中，所述上部区域的高度占避震塔总高度的10％-20％(例如10％、15％、20％)，所述中部区域的高度占避震塔总高度的20％-30％(例如20％、25％、30％)；所述上部区域的壳体厚度为7.0-9.0mm(例如7.0mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm)，所述中部区域的壳体厚度为5.0-6.0mm(例如5.0mm、5.5mm、6.0mm)，所述下部区域的壳体厚度为3.0-4.0mm(例如3.0mm、3.5mm、4.0mm)。

一些实施方式中，将所述碳纤维纱线经三维编织织成所述三维编织预制件时，对应于所述避震塔的上部区域、中部区域和下部区域的编织结构参数分别包括：

1)对应所述上部区域的编织结构参数：经纱间距为1.2-1.4mm，纬纱间距为1.4-1.6mm，层数为10-12层；

2)对应所述中部区域的编织结构参数：经纱间距为1.2-1.4mm，纬纱间距为2.0-2.2mm，层数为7-9层；

3)对应所述下部区域的编织结构参数：经纱间距为1.2-1.4mm，纬纱间距为2.3-2.5mm，层数为4-6层。

一些实施方式中，所述三维编织为三维正交机织。

一些实施方式中，所述碳纤维复合材料中的碳纤维纱线所占的体积分数为30％-40％(例如30％、35％、40％)。

一些实施方式中，所述热固性树脂为环氧树脂、邻苯树脂、对苯树脂等中的一种或两种以上的组合。

一些实施方式中，所述三维编织预制件和所述热固性树脂通过模塑成型工艺成型为碳纤维复合材料避震塔。