[发明专利]一种结构构件

说明书

本发明涉及一种结构构件包括：芯部，定义至少一个锚固点,该芯部具有至少一个表面；纤维束，布置在所述芯部表面的闭合环路中,该环路定义包含至少一个锚固点的空间的边界；和保护壳，由覆盖纤维束的编织纤维板材料形成；以及其中芯部、纤维束和保护壳被固化树脂浸渍并结合在一起。本发明还涉及一种构建该结构构件的方法。

技术领域

本发明涉及用于连接两个部件，例如叉骨形连杆的结构构件的改进。特别涉及纤维增强结构构件。

背景技术

在许多情况下，需要使用结构构件将两个构件连接在一起。一个很好的例子是将车轮托架连接到车辆底盘上，在该底盘上，车轮托架必须保持在相对于车身的规定位置上，并且必须在行驶过程中抵抗冲击载荷并承载车辆重量。叉骨形结构构件可用于在三个点提供连接，两个点连接到一个部件，另一个点连接到另一个部件。或者，可以使用狗骨形结构构件，只提供两个接触点，每个部件一个。其他的例子是支撑支柱的格架，它与飞机机翼的外表面分隔开。

在许多情况下，尤其是车辆，包括汽车、飞机、火车和船只，对于给定的刚度而言，结构构件相对较轻是可取的，同时制造成本低。减轻重量可以减少移动车辆所需的能量，在许多情况下，重量的减少可以增加有效载荷。例如，如果卡车较轻，则具有规定的最大总装载重量(包括车辆本身的重量)的卡车可以承载更多的货物。

多种传统构件，例如叉骨结构构件是由金属制成的，可以是管状的，也可以是铸造的。它们简单，制造成本相对较低，但对于给定的刚度相对较重。钢是应用最广泛的，但在某些情况下，铝已被使用。虽然铝的密度较低，但由于铝的硬度较低，因此与钢相比，铝的重量通常减轻得微不足道。

在成本是一个轻微的因素但要求最终重量较低的多个领域，例如在赛车的悬挂系统中，已使用碳纤维编织材料制成的板材开发多种结构构件，在芯轴周围形成外层。芯轴可在使用前拆除，以留下中空碳纤维复合材料外壳，或留在使用中的适当位置。后者更容易制造，但即使使用最轻的泡沫芯棒也有轻微的重量损失。然而，对于大多数应用来说，这种结构构件的价格昂贵得令人望而却步，这不仅是因为整个结构中使用的材料，而且因为材料的堆放是一个缓慢而复杂的过程。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种结构构件，其改善与现有技术结构构件相关的至少一些问题。

根据第一方面，本发明提供一种结构构件，其包括：

芯部，定义至少一个锚固点，该芯部具有至少一个表面；

纤维束，布置在所述芯部表面的闭合环路中，该闭合环路定义包含至少一个锚固点的空间的边界；以及

保护壳，由覆盖纤维束的编织纤维板材料形成；以及

其中芯部、纤维束和保护壳被固化树脂浸渍并结合在一起。

在优选布置中，本发明提供一种用于将两个部件连接在一起的结构构件，其中，芯部定义至少两个间隔的锚固点，所述芯部具有两个相对的表面，每个表面都被由编织纤维板材料形成的保护壳覆盖，每个表面还设置布置在一个闭合环路中的纤维束，该闭合环路定义了包含至少一个锚固点的空间的边界，和每个环夹在芯部和各自的一个保护壳之间，以及其中，保护壳和芯部被固化树脂浸渍并结合在一起。

在这种布置中，芯部可包括一个中心层，中心层每侧被两个环中的一个环和一个保护壳夹住。

在一种可替换方案中，可以有两个芯部夹住至少一个纤维束环，两个芯部由各自的保护壳覆盖。因此，保护壳通过芯部达到与纤维束环分离，但仍然覆盖，从而为纤维束环和芯部提供保护。

该纤维束环或每个纤维束环可以定义包含至少两个锚固点的空间。

所述结构构件还包括一个编织材料的内壳,该内壳在所述芯部的表面或每个表面与所述相关的纤维束环之间。该材料可包含碳纤维、或玻璃纤维、或其他纤维的干织物，或碳/玻璃织物的混合物。该内壳把纤维束环与芯部分开。