[发明专利]一种复合材料板簧及制备方法

权利要求书

1.一种复合材料板簧，其特征在于，包括：

板簧本体，所述板簧本体包括若干玻璃纤维层、若干碳纤维层和聚氨酯树脂，若干所述碳纤维层均匀分布在若干所述玻璃纤维层之间，所述聚氨酯树脂灌注于若干所述碳纤维层和若干所述玻璃纤维层之间的空隙及表面。

2.根据权利要求1所述的复合材料板簧，其特征在于，所述等厚度复合材料板簧本体的上下表面均为碳纤维层。

3.根据权利要求1所述的复合材料板簧，其特征在于，所述板簧本体的中部为平整过渡区，所述平整过度区的两侧为对称设置的弧形部，两个所述弧形部的另一端分别与所述板簧本体的两端连接。

4.根据权利要求3所述的复合材料板簧，其特征在于，所述复合材料板簧还包括端部保护钢板、端部防滑胶垫、端部安装螺栓、中部保护钢板、中部防滑胶垫和中部安装螺栓，所述中部保护钢板和所述中部防滑胶垫通过所述中部安装螺栓可拆卸的安装在所述平整过渡区处，所述端部保护钢板和所述端部防滑胶垫通过所述端部安装螺栓可拆卸的安装在所述板簧本体的两端。

5.如权利要求1至4任一项所述复合材料板簧的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测试样板力学性能，分别制作聚氨酯基玻璃纤维样板和聚氨酯基碳纤维样板并进行力学性能测试，得到两种样板的力学性能参数；

S2、设计复合材料板簧的结构尺寸及铺层结构，根据板簧的装配尺寸设计出所述复合材料板簧的具体结构尺寸，计算玻璃纤维和碳纤维的比例，设计所述复合材料板簧的铺层结构；

S3、设计模具并剪裁纤维层，根据所述复合材料板簧具体结构尺寸设计所述模具并剪裁纤维层，得到所述玻璃纤维层和所述碳纤维层；

S4、模具合模及保压测试，将所述玻璃纤维层和所述碳纤维层按照所述铺层结构在所述模具中进行铺层，合模并进行保压测试；

S5、树脂灌注及固化脱模，将聚氨酯树脂灌入所述模具，待聚氨酯树脂固化后脱模，得到所述板簧本体。

6.根据权利要求5所述的复合材料板簧的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述力学性能测试包括：

对所述聚氨酯基玻璃纤维样板和所述聚氨酯基碳纤维样板的弹性模量、泊松比、密度、拉伸强度、断裂延伸率进行测试并获得对应的力学性能参数。

7.根据权利要求5所述的复合材料板簧的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述设计复合材料板簧的结构尺寸及铺层结构包括：

以所述复合材料板簧的使用刚度为目标，材料的拉伸强度为约束条件，使用步骤S1中获得的力学性能参数进行有限元模型搭建，并计算得出玻璃纤维和碳纤维的比例；

根据所述玻璃纤维和碳纤维的比例，设计所述碳纤维层和所述玻璃纤维层的铺层方式，得到所述复合材料板簧的铺层结构。

8.根据权利要求5所述的复合材料板簧的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述设计模具并剪裁纤维层包括：

根据所述复合材料板簧的具体结构尺寸确定纤维层的长度和宽度；

根据纤维层的长度和宽度设计模具；

根据所述纤维层的长度和宽度对待处理的所述玻璃纤维层和所述碳纤维层进行剪裁得到所述玻璃纤维层和所述碳纤维层。

9.根据权利要求5所述的复合材料板簧的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述模具合模及测试包括：

将所述玻璃纤维层和所述碳纤维层按照所述铺层结构在所述模具中进行铺层；

将铺层后的所述模具合模；

使用压机对合模后的所述模具施压，进行模具保压测试。

10.根据权利要求5所述的复合材料板簧的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，所述树脂灌注及固化脱模包括：

将所述聚氨酯树脂灌注进测试合格的所述模具；

待所述聚氨酯树脂固化后进行脱模，得到所述板簧本体。