[发明专利]一种塑料横梁管柱的制备工艺

摘要

本发明公开了一种塑料横梁管柱的制备工艺，包括：先制备样品横梁管柱，然后分析横梁管柱和转向系统质量点的约束模态，再分析横梁管柱的刚度和强度，然后分析ODB强度，以及侧向强度，如果横梁管柱的力学数据符合要求，进行下一步；确定横梁管柱的外形，确定横梁管柱一体成型的部分以及模后组装部分；确定横梁管柱各部分材料；根据横梁管柱外形设计模具，并对模具进行分析，获得横梁管柱注塑成型模具；注塑成型，获得横梁管柱产品。本发明从产品力学分析确定了产品结构的可行性，然后确定产品材料，用塑料材料代替原来的铁材料或者铝镁合金材料，在力学上能够达到产品的要求。

主权项

1.一种塑料横梁管柱的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S101产品力学分析：先制备样品横梁管柱，然后分析横梁管柱和转向系统质量点的约束模态，再分析横梁管柱的刚度和强度，然后分析ODB强度，以及侧向强度，如果横梁管柱的力学数据符合要求，进行下一步；S102确定横梁管柱的外形，确定横梁管柱一体成型的部分以及模后组装部分；S103确定横梁管柱各部分材料；S104模具分析：根据S102中的横梁管柱外形设计模具，并且进行模流分析和模具结构分析，获得横梁管柱注塑成型模具；S105将S103中的材料在S104中的模具中注塑成型，获得横梁管柱产品；S101产品力学性能分析包括以下步骤：S201分析横梁管柱和转向系统质量点的约束模态，在实车状态下，在转向系统质心位置增加质量点，一阶模态为54.4Hz，＞33Hz，符合要求；S202横梁管柱的刚度和强度：首先，在实车状态下，在转向系统质心位置施加X向450N的力，测得X向形变0.015，X向刚度为30000N/mm，X向刚度大于450N/mm，X向刚度符合要求；其次，在实车状态下，在转向系统质心位置施加‑Z向550N的力，测得Z向形变0.088，Z向刚度为6250N/mm，Z向刚度大于550N/mm，Z向刚度符合要求；然后，在实车状态下，在转向系统质心位置施加Z向4000N的力，塑料部分最大应力为566.8MPa,最大应力在踏板安装点处，其他区域应力小于160MPa，没有出现结构断裂，强度符合要求；S203ODB强度：在实车状态下，在前围板安装位置施加9000N载荷，没有出现大面积断裂，符合条件；S204侧向强度：在横梁管柱的左侧施加16000N荷载，未出现大面积断裂，侧向强度符合要求；S102中确定的横梁管柱的外形包括：管梁，所述管梁上设有与其一体成型的第一连接件、第二连接件、第三连接件，所述第一连接件、第二连接件、第三连接件在所述管梁的同侧，所述第二连接件的端部设有“凹”字型固定座，所述固定座与所述第二连接件内嵌一体成型，所述固定座连接方向盘转轴；所述管梁的两自由端分别设有第一支架和第二支架，所述管梁的中间设有中控铁片，所述中控铁片设置在所述第一连接件和第二连接件之间，所述中控铁片模后组装至所述管梁上；S103中，横梁管柱一体成型部分的材料为GVL‑6H，GVL‑6H包括芳香族尼龙和60％长纤维，GVL‑6H的杨氏模量为22000MPa，泊松比为0.4，密度为1.69；S104中，模具分析：模具注塑成型产品的体积为1824.3cm2，产品壁厚为3mm，3.5mm，模具包括两个板模，12点针阀热流道，注塑成型时熔融温度为295‑335℃，模具温度为100℃，投影面积为1749.5cm2。