[发明专利]一种连续碳纤维增强的汽车B柱

说明书

本发明公开了一种连续碳纤维增强的汽车B柱，包括B柱构件，所述B柱构件具有板部和侧缘，所述板部与所述侧缘围成承载区；以及B柱加强板，所述B柱加强板位于所述承载区内并与所述板部、所述侧缘胶接或铆接；其中，所述B柱加强板由压缩成型为单体结构的多个碳纤维丝束层片构成。本发明采用一种连续碳纤维增强热塑性复合材料来做B柱加强板，利用碳纤维的比重小，质量轻，强度高等优异的力学性能，替代普通冷冲高强钢，或热成型的B柱加强板，起到减重不减强度的效果，达到节能减排，降低油耗的目的。

技术领域

本发明属于汽车部件技术领域，具体涉及到一种连续碳纤维增强的汽车B柱。

背景技术

B柱是汽车上主要的受力部件，同A柱，C柱，D柱一样是支撑和稳定整个车身的重要组成部分。B柱主要用来支撑前门和后门，当汽车在发生侧面碰撞时，碰撞的能量直接作用在B柱上，若B柱的强度不足，在碰撞中发生变形或断裂，外部碰撞的物体就会直接侵入乘员舱，对车内的成员安全造成威胁。因此B柱的强度是检验汽车安全性能的一个重要指标。

传统汽车设计的B柱结构包含B柱外板、B柱加强板、B柱内板；B柱加强板的作用是增强B柱的强度和刚度，其常见的制造方法有如下两种：

(1)B柱加强板大都采用单一材料和厚度的板冲压成形，这些板的屈服强度在590～780MPa、甚至980MPa的冷轧高强钢材料，该类型的B柱加强板在发生侧撞事故时各处变形量均较大，造成B柱变形量大，无法有效保证车内成员的安全；

(2)为了达到碰撞性能要求，同时降低油耗，达到节能减排的作用，B柱加强板也会采用热成型工艺，但热成型钢的结构设计复杂，制造成本高，总的开发成本高于一般钢材，从整车成本上来看并不划算；热成型钢吸能效果不好，当受到“硬碰硬”碰撞的时候，会导致碰撞时乘员受很重的冲撞力，造成严重后果；另外，热成型工艺还是高能耗、高污染产业，不满足节能减排，碳中和，碳达峰等环保要求。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的其中一个目的是提供一种连续碳纤维增强的汽车B柱，利用碳纤维的比重小，质量轻，强度高等优异的力学性能，替代普通冷冲高强钢。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种连续碳纤维增强的汽车B柱，包括，

B柱构件，所述B柱构件具有板部和侧缘，所述板部与所述侧缘围成承载区；以及，

B柱加强板，所述B柱加强板位于所述承载区内并与所述板部、所述侧缘胶接或铆接；

其中，所述B柱加强板由压缩成型为单体结构的多个碳纤维丝束层片构成。

作为本发明连续碳纤维增强的汽车B柱的一种优选方案，其中：所述碳纤维丝束层片具有如下特性之一：

(i)抗拉强度不低于1800MPa；

(ii)拉伸模量不低于90GPa；

(iii)断裂延伸率为1.6～1.8％；

(iv)挠曲强度不低于1000Mpa；

(v)弯曲模量不低于90GPa。

作为本发明连续碳纤维增强的汽车B柱的一种优选方案，其中：所述碳纤维丝束层片由碳纤维丝束交叉编制而成，或碳纤维丝束与尼龙丝束交叉编制而成。

作为本发明连续碳纤维增强的汽车B柱的一种优选方案，其中：所述碳纤维丝束为连续碳纤维，所述碳纤维丝束具有如下特性之一：