[发明专利]一种多材料混合结构汽车后悬架扭转梁

说明书

一种多材料混合结构汽车后悬架扭转梁，涉及车辆工程技术领域，解决现有汽车后悬架的扭转梁质量较大，动力学性能偏低等问题，该汽车后悬架扭转梁包括碳纤维复合材料增强U形横梁、悬架纵臂、橡胶转接件和轮毂法兰；所述碳纤维复合材料增强U形横梁的左右两端通过橡胶转接件与悬架纵臂连接，所述轮毂法兰焊接在悬架纵臂上；所述的碳纤维复合材料增强U形横梁包括横梁内层和横梁外层以及位于上述两者之间的横梁中间层，所述横梁内层和横梁外层由碳纤维复合材料制成，所述横梁中间层由镁合金板制成，三者粘接在一起构成复合结构。本发明有效减轻了扭转梁的质量，提高了抗疲劳、抗腐蚀和减振性能，有助于改善汽车动力学性能。

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域。具体涉及汽车轻量化悬架系统，具体为一种多材料混合结构汽车后悬架扭转梁。

背景技术

扭转梁是轿车后悬架系统常用的关键承载件，需承受车轮与车身之间的作用力和作用力矩，对汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和NVH性能均有重要影响。传统的扭转梁通常由钢质材料经过冲压、焊接等工艺制成，减重空间有限，其动力学性能也较差，制约了汽车经济性、动力性和动力学性能的提升。

碳纤维复合材料相比于传统金属材料不仅具有质轻高强的特点，而且具有材料、结构和工艺可设计的优点，是实现汽车轻量化的重要材料，但碳纤维复合材料成本高的缺点限制了其应用。镁合金具有密度小、成本低、减振性能好等优点，是吸振、降噪的理想材料，同时镁合金也具有耐腐蚀性差的缺点，使其难以应用于汽车底盘零部件。充分利用各种材料的优点，多材料混合结构的汽车零部件将是未来汽车轻量化的重要发展方向。

发明内容

本发明为解决现有汽车后悬架的扭转梁质量较大，动力学性能偏低等问题，将碳纤维复合材料的低质量、高强度特性与镁合金的低成本、高阻尼特性相结合，提供一种多材料混合结构汽车后悬架扭转梁，具有良好的轻量化效果和动力学性能。

为实现上述功能，本发明提供的技术方案为：

一种多材料混合结构汽车后悬架扭转梁，包括碳纤维复合材料增强U形横梁、悬架纵臂、橡胶转接件和轮毂法兰；所述碳纤维复合材料增强U形横梁的左右两端通过橡胶转接件与悬架纵臂连接，所述轮毂法兰焊接在悬架纵臂上；所述的碳纤维复合材料增强U形横梁包括横梁内层和横梁外层以及位于上述两者之间的横梁中间层；

所述碳纤维复合材料增强U形横梁两端分别插入橡胶转接件的U形孔，通过胶粘剂进行固定，所述橡胶转接件插入悬架纵臂的横梁管接头，通过胶粘剂进行固定，并利用限位孔和限位块的配合进行定位，实现碳纤维复合材料增强U形横梁与悬架纵臂连接；

所述碳纤维复合材料增强U形横梁的横梁内层和横梁外层由碳纤维与热固性树脂或热塑性树脂组成的碳纤维复合材料经过模压成型制成；所述横梁中间层由镁合金板通过冲压成形制造；所述横梁外层与横梁中间层、横梁中间层与横梁内层分别通过粘接构成复合结构横梁；

所述碳纤维复合材料增强U形横梁的横截面为U形开口剖面结构，从中间部分到两端部分U形截面的两侧边长逐渐增大，所述横梁内层、横梁中间层和横梁外层的两侧边长变化趋势一致；所述横梁内层和横梁外层的厚度从中间部分到两端部分逐渐变厚，横梁中间层的厚度保持不变。

所述碳纤维复合材料增强U形横梁的截面尺寸、横梁内层和横梁外层的铺层方向和铺层层数、横梁中间层的厚度根据扭转梁的力学性能设计要求进行确定。

所述悬架纵臂的纵臂本体由钢板经过冲压成形，纵臂本体的加强筋上端的宽度从前端到后端逐渐变小；所述纵臂本体的前端焊接衬套管，中间部分焊接横梁管接头，纵臂本体的后端连接弹簧支撑座和减振器支架；所述横梁管接头的内侧沿圆周方向均匀分布八个限位块；所述弹簧支撑座和减振器支架均为纵臂本体的一部分，经过折弯和焊接工艺制成。