一种基于碳纤维复合材料的汽车A柱加强梁及其制造方法与流程

本发明涉及汽车车身结构设计，尤其涉及一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁及其制造方法。

背景技术：

1、碳纤维复合材料应用于汽车车身结构，可以大幅度降低车身重量，但碳纤维复合材料有着与金属截然不同的材料和工艺成型特性。对于碳纤维车身设计，需要进行专门设计，确保在满足车身结构各方面性能要求的前提下，实现生产制造。对于汽车a柱加强梁，其一般包括空心加强梁、侧围外板和侧围内板，这些部件一般采用胶接方式装配连接，但胶接方式构造出的a柱加强梁中，一方面，胶接存在不稳定性，另一方面，空心加强梁、侧围外板和侧围内板三者所形成的空隙很难被填满，致使a柱加强梁的整体性不强，难以满足a柱加强梁应有的性能要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁及其制造方法，可以形成整体性更强的汽车a柱加强梁，在满足车身结构轻量化的前提下，其结构强度得到了极大提升。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁，包括采用碳纤维复合材料制作的空心加强梁、侧围外板和侧围内板；

4、所述空心加强梁通过3d编织工艺一体成型；

5、所述侧围外板和侧围内板相向包覆空心加强梁，且侧围外板与侧围内板之间形成两重合相接边，空心加强梁、侧围外板和侧围内板三者中，两两之间为共固化连接；

6、所述空心加强梁、侧围外板和侧围内板三者所形成的两空隙内均设有采用碳纤维复合材料制作的填充物，填充物与空心加强梁、侧围外板和侧围内板之间均为共固化连接。

7、进一步的，所述侧围外板与侧围内板之间所形成重合相接边的边缘处，侧围外板上设有180°翻折的第一翻折边，第一翻折边与侧围内板的内侧面之间为共固化连接。

8、进一步的，所述第一翻折边的翻折宽度为10～15mm。

9、上述一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁的制造方法，包括以下步骤：

10、s1、在碳纤维三维立体编织机中，制作空心加强梁；

11、s2、在侧围内板成型模具中，先置入侧围内板对应的碳纤维原料，构成侧围内板预形体，然后置入步骤s1中制作完成的空心加强梁，最后通过模压成型技术，使侧围内板与空心加强梁之间形成共固化连接；

12、s3、在侧围外板成型模具中，先置入侧围外板对应的碳纤维原料，构成侧围外板预形体，并预留第一翻折边对应区域，然后置入步骤s2中制作完成的侧围内板与空心加强梁，并将第一翻折边对应区域翻折至与侧围内板的内侧面相接触，最后通过模压成型技术，使侧围外板与空心加强梁之间以及侧围外板与侧围内板之间均形成共固化连接。

13、进一步的，步骤s2中，置入步骤s1中制作完成的空心加强梁后，在空心加强梁与侧围内板预形体接触的两边缘处均铺覆填充物对应的碳纤维原料，最后通过模压成型技术使侧围内板与空心加强梁之间形成共固化连接时，填充物将成型并与侧围内板和空心加强梁之间均形成共固化连接。

14、进一步的，所述填充物对应的碳纤维原料沿空心加强梁管腔的0°方向铺覆。

15、进一步的，沿空心加强梁管腔的0°方向，所铺覆的碳纤维原料保持连续。

16、进一步的，步骤s2和步骤s3中，模压成型技术为预浸料热压罐工艺或rtm工艺。

17、本发明的有益效果为：

18、本发明的空心加强梁通过3d编织工艺一体成型，同时，空心加强梁、侧围外板和侧围内板互为共固化连接，且三者所形成的空隙内填充与三者互为共固化连接并采用碳纤维复合材料制作的填充物，进而形成整体性更强的汽车a柱加强梁，在满足车身结构轻量化的前提下，其结构强度得到了极大提升。

技术特征：

1.一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁，其特征在于：包括采用碳纤维复合材料制作的空心加强梁、侧围外板和侧围内板；

2.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁，其特征在于：所述侧围外板与侧围内板之间所形成重合相接边的边缘处，侧围外板上设有180°翻折的第一翻折边，第一翻折边与侧围内板的内侧面之间为共固化连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁，其特征在于：所述第一翻折边的翻折宽度为10～15mm。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁的制造方法，其特征在于：步骤s2中，置入步骤s1中制作完成的空心加强梁后，在空心加强梁与侧围内板预形体接触的两边缘处均铺覆填充物对应的碳纤维原料，最后通过模压成型技术使侧围内板与空心加强梁之间形成共固化连接时，填充物将成型并与侧围内板和空心加强梁之间均形成共固化连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁的制造方法，其特征在于：所述填充物对应的碳纤维原料沿空心加强梁管腔的0°方向铺覆。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁的制造方法，其特征在于：沿空心加强梁管腔的0°方向，所铺覆的碳纤维原料保持连续。

8.根据权利要求4所述的一种基于碳纤维复合材料的汽车a柱加强梁的制造方法，其特征在于：步骤s2和步骤s3中，模压成型技术为预浸料热压罐工艺或rtm工艺。

技术总结本发明涉及汽车车身结构设计技术领域，尤其涉及一种基于碳纤维复合材料的汽车A柱加强梁及其制造方法。该汽车A柱加强梁包括采用碳纤维复合材料制作的空心加强梁、侧围外板和侧围内板，其中：空心加强梁通过3D编织工艺一体成型；侧围外板和侧围内板相向包覆空心加强梁，且侧围外板与侧围内板之间形成两重合相接边，空心加强梁、侧围外板和侧围内板三者中，两两之间为共固化连接；空心加强梁、侧围外板和侧围内板三者所形成的两空隙内均设有采用碳纤维复合材料制作的填充物，填充物与空心加强梁、侧围外板和侧围内板之间均为共固化连接。本发明可以形成整体性更强的汽车A柱加强梁，在满足车身结构轻量化的前提下，其结构强度得到了极大提升。技术研发人员：于春光受保护的技术使用者：荆门劲驰汽车配件股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11