[发明专利]一种应用于复合材料汽车门槛的正多边形等截面防撞结构

说明书

本发明涉及一种应用于复合材料汽车门槛的正多边形等截面防撞结构，其特征在于：包括本体和外表面抗冲击层；正多边形等截面纤维增强结构外侧轮廓截面与汽车门槛腔体内侧截面等比例，且正多边形等截面纤维增强结构外侧轮廓截面与汽车门槛腔体内侧表面设置有0~1 mm的粘接间隙，粘接间隙填充韧性结构胶，粘接厚度为1mm，在正多边形等截面纤维增强结构本体外部缠绕纤维增强胶带，外表面抗冲击层以﹢45°和‑45°两个方向缠绕于正多边形等截面纤维增强结构本体外侧，缠绕层数为1~3层；在本体内部中设置有吸能填充物，吸能填充物采用高吸能比的泡沫型材或加注于腔体内自发泡硬化泡沫。通过正多边形等截面防撞结构外部型面与汽车门槛内部定位，采用韧性结构胶粘接固定，减少了焊接工装设计，操作简单方便。

技术领域

本发明涉及一种应用于复合材料汽车门槛的正多边形等截面防撞结构，采用连续纤维增强的复合材料，属于汽车防撞保护装置技术领域。

背景技术

随着汽车技术的发展，对于汽车被动安全的要求也逐步挺高。作为C-NCAP强制性标准评价之一的可变形移动壁障速度50km/h与车辆的侧面碰撞，正是对汽车被动安全中门槛结构和强度的测试和考量，汽车门槛内部的防撞结构直接关系到发生碰撞时汽车门槛是否可以吸收和分散足够的碰撞能量，降低门槛的侵入量，减少对驾乘人员的伤害，保护车内驾乘人员的生命安全。与此同时，轻量化对汽车行业提出了新的要求，开发满足轻质且符合行业安全要求的汽车零部件，成为了当下汽车产业的发展趋势。目前，市场上已有多款采用复合材料作为原材料的汽车结构件的商品化汽车，其应用部位有复合材料汽车顶盖、复合材料汽车地板、复合材料汽车门槛等。利用复合材料所具备的密度小、比强度高、各向异性可设计性等优点，其所开发的部件具备质量小，强度高，耐疲劳性好等特点。但是，相关复合材料零部件设计，以及与复合材料零部件相关联的零件也需要针对全新要求与工况进行重新的创新设计。

以复合材料汽车侧围及其所属的复合材料汽车门槛为例，原有的在金属汽车门槛内部通过焊接方式连接分段式金属门槛加强板的方式，因零件强度、连接工艺和电偶腐蚀等原因已经不适用于复合材料汽车门槛。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供了一种应用于复合材料汽车门槛的正多边形等截面防撞结构，其提高复合材料汽车门槛结构强度，在汽车发生侧向碰撞时，降低汽车门槛侵入量，并吸收冲击能量以保证乘车人员安全，且连接工艺简单、便于生产与替换、成本较低、无电偶腐蚀。

本发明的技术方案是这样实现的：一种应用于复合材料汽车门槛的正多边形等截面防撞结构，包括正多边形等截面纤维增强结构和吸能填充物两部分；其特征在于：正多边形等截面纤维增强结构包括本体和外表面抗冲击层；正多边形等截面纤维增强结构外侧轮廓截面与汽车门槛腔体内侧截面等比例，且正多边形等截面纤维增强结构外侧轮廓截面与汽车门槛腔体内侧表面设置有0~1 mm的粘接间隙，粘接间隙填充韧性结构胶，粘接厚度为1mm，在正多边形等截面纤维增强结构本体外部缠绕纤维增强胶带，外表面抗冲击层以﹢45°和-45°两个方向缠绕于正多边形等截面纤维增强结构本体外侧，缠绕层数为1~3层；在本体内部中设置有吸能填充物，吸能填充物采用高吸能比的泡沫型材或加注于腔体内自发泡硬化泡沫。

所述的正多边形等截面纤维增强结构本体由多个正多边形结构单元构成。

所述的正多边形结构单元中心处设置有传力加强柱，传力加强柱通过梯形加强筋与正多边形结构单元硬点连接，传力加强柱在车身纵向作为一个连续柱状结构可有效传递来自于车身正面碰撞的冲击能量，同时传力加强柱和梯形加强筋的组合可将车身所受的侧面碰撞能量有效分散传递至正多边形等截面纤维增强结构本体中其他正多边形结构单元。

所述的正多边形结构单元边长为5~30 mm，边的数目大于等于4，优选正六边形结构单元。

所述的正多边形结构单元厚度为2~3 mm。

所述的传力加强柱直径为3~5 mm。