[发明专利]一种复合材料板簧及制备方法

说明书

本发明提供一种复合材料板簧及制备方法，涉及车辆悬架系统领域，其包括：板簧本体，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，若干碳纤维层均匀分布在若干玻璃纤维层之间，聚氨酯树脂灌注于若干碳纤维层和若干玻璃纤维层之间的空隙及表面。本发明复合材料板簧使用成本更低、重量轻、比强度更高的聚氨酯树脂，使用碳纤维层与玻璃纤维层混合铺设的方式增加板簧本体的强度，使复合材料板簧承载能力及使用寿命均显著提高，在使用等长、宽的碳纤维层和玻璃纤维层制成等厚度的板簧本体时，可以满足更多的应用情况，在树脂灌注的过程中也会减少注胶不透和相邻纤维层之间富树脂的缺陷，增强产品的各项力学性能，减少产品开裂的风险。

技术领域

本发明涉及车辆悬架系统领域，具体涉及一种复合材料板簧及制备方法。

背景技术

复合材料具有重量轻、比强度高、比刚度高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形等优点，在各个领域都得到了广泛的应用，尤其是近年来在新能源汽车领域得到广泛应用。树脂基复合材料由于具有重量轻、比强度高、疲劳极限高、防腐蚀及减振降噪的优点，在汽车轻量化制造中应运而生，将树脂基复合材料应用在汽车板簧中，能够显著降低重量，实现减重降耗的目标。

目前适用于重卡车型的复合材料板簧是变厚度的设计，这种设计在不等长度相邻纤维层之间存在富树脂的缺陷，并且为了满足承载重量，最厚区域的尺寸往大于80mm，容易出现注胶注不透的缺陷，产品中若存在以上两种缺陷，产品的刚度、强度、疲劳等力学性能将会受到很大的影响，增加了产品开裂的风险。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种复合材料板簧及制备方法，以改善复合材料板簧及制备方法的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种复合材料板簧，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。

在本发明复合材料板簧一示例中，所述等厚度复合材料板簧本体的上下表面均为碳纤维层。

在本发明复合材料板簧一示例中，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。

在本发明复合材料板簧一示例中，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。

在本发明复合材料板簧一示例中，还提供一种复合材料板簧的制备方法，包括步骤：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。

在本发明复合材料板簧的制备方法一示例中，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。

在本发明复合材料板簧的制备方法一示例中，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：