[发明专利]一种轻量化汽车车身复合加强板及其制备方法

权利要求书

1.一种轻量化汽车车身复合加强板，其特征在于，包括能够安装在汽车车架上的复合主体壳板(1)，设置在所述复合主体壳板(1)内部的预埋加强结构(2)，以及设置在所述复合主体壳板(1)外部与预埋加强结构(2)连接的外部加强结构(3)；

所述复合主体壳板(1)包括外形为弧面壳状的第一主体(4)，以及围设在所述第一主体(4)外围作为翻边结构的第二主体(5)；

所述第一主体(4)、第二主体(5)均包括若干层碳纤维布、若干层玻璃纤维布混合铺设组成的基本层(10)，设置在所述基本层(10)上表面由若干层碳纤维、玻璃纤维制成的混合编织布铺设的第一增强层(11)，设置在所述基本层(10)下表面由若干层碳纤维、玻璃纤维混合编织布铺设组成的第二增强层(12)；

所述预埋加强结构(2)包括设置在第二主体(5)的基本层(10)内的第一预埋金属环(20)，设置在第一主体(4)的基本层(10)内的第二预埋金属环(21)，一端连接第一预埋金属环(20)、另一端连接第二预埋金属环(21)且位于基本层(10)内的弧状金属条(22)，以及设置在第二主体(5)的基本层(10)内的连接件(23)；

所述弧状金属条(22)为多个采用弹簧钢制成的金属条，并且以第一预埋金属环(20)中心均匀分布；

所述外部加强结构(3)包括设置在第一增强层(11)上端面且与连接件(23)栓接的外围翻边加固环(30)，以及多个交叉设置在第二增强层(12)下端面与连接件(23)栓接的内部支撑杆(31)；

所述连接件(23)包括多个以第一预埋金属环(20)中心均匀分布且与第一预埋金属环(20)固定的预埋固定片(230)，设置在所述预埋固定片(230)上与外围翻边加固环(30)、内部支撑杆(31)的第一连接孔(231)，以及设置在所述预埋固定片(230)上与汽车车架连接的第二连接孔(232)。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化汽车车身复合加强板，其特征在于，所述第一预埋金属环(20)为钢制圆环。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化汽车车身复合加强板，其特征在于，所述外围翻边加固环(30)、内部支撑杆(31)均采用铝合金材质；并且外围翻边加固环(30)与第一增强层(11)外边沿贴合。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种轻量化汽车车身复合加强板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：制造预埋加强结构

首先机加工制造第一预埋金属环(20)、预埋固定片(230)、第二预埋金属环(21)以及弧状金属条(22)；然后将弧状金属条(22)两端分别与第一预埋金属环(20)、第二预埋金属环(21)焊接固定；预埋固定片(230)与第一预埋金属环(20)由一整块厚度为0.6～1.4mm的钢板经过慢走丝切割得到；

其中，根据复合加强板整体面积确定第一预埋金属环(20)的大小及形状；

步骤二：制造混合编织布以及准备模具

准备碳纤维丝束、玻璃纤维丝束；将准备好的碳纤维丝束、玻璃纤维丝束按照比例3～5:1排列设置作为编织纬线；并且编织纬线中的玻璃纤维丝束间隔均匀；将准备好的碳纤维丝束经向排列作为编织经线；将编织纬线、编织经线上下交错编织得到混合编织布；

准备RTM工艺模具；

步骤三：铺设复合加强板

首先对混合编织布、碳纤维布以及玻璃纤维布进行裁剪，将裁剪好的材料放入复合环氧树脂中在130℃条件下浸泡20～30min；

然后，在准备好的RTM工艺模具上均匀涂抹脱模剂，再将浸泡好的混合编织布取出在RTM工艺模具上铺设第二增强层(12)；在第二增强层(12)上放置预埋加强结构(2)，再将浸泡好的碳纤维布、玻璃纤维布取出继续铺设形成基本层(10)；然后，再将浸泡好的混合编织布取出铺设在基本层(10)的上表面形成第一增强层(11)；

最后，RTM工艺模具合模，加热至130～160℃，同时抽负压至5～20kPa，保持5～8h，降温后得到复合加强板。