[发明专利]一种抗疲劳复合材料板簧的制备方法

说明书

一种抗疲劳复合材料板簧的制备方法，所述制备方法包括制备改性S型玻璃纤维、环氧树脂改性、制备板簧。本发明制备的复合材料板簧强度高，拉伸强度为1647‑1655Mpa，压缩强度为1269‑1278MPa，弯曲强度为2251‑2267MPa；本发明制备的复合材料板簧疲劳寿命高，疲劳寿命为315‑322万次。

技术领域

本发明涉及一种抗疲劳复合材料板簧的制备方法，属于板式弹簧的制备领域。

背景技术

汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁，在悬架系统中除了起缓冲作用而外，还可担负起传递所有各向的力和力矩，目前大多数商用车和少数乘用车仍使用钢板弹簧，钢板弹簧市场占有率大约98％以上。

复合材料是两种以上的材料组合在一起、通过材料之间有效界面结合、性能优于弹簧钢的材料，虽然目前大多数车辆仍使用钢板弹簧，但随着科技发展，复合材料板簧将逐步用于汽车悬架弹簧元件，复合材料板簧有重量轻、强度高的特点。

目前汽车悬架使用的复合材料板簧都是FRP复合材料，FRP是英文Fibre-Reinforced Plastic简写，直译是纤维增强塑料。FRP复合材料叶片弹簧主要是玻璃纤维复合材料(GFRP)，基体是树脂，多为环氧树脂，增强材料主要是玻璃纤维。

CN107269750A公开了一种三维编织阻尼复合材料板簧及其制备方法，制备的复合材料板簧有较高的的疲劳寿命以及强度，但是复合材料板簧随着使用寿命的增加，静态刚度会随着疲劳次数的增加逐渐降低，进而可能发生开裂、分层，影响车辆安全，同时热稳定性较差，由于汽车运行过程中，板簧的摩擦会产生高温，最高可达800℃，会导致材料稳定性下降，影响车辆安全。

相比于传统钢板弹簧，复合材料板簧的优势在于更加轻量化，在减轻全车重量的同时可以保证负载能力，提高车辆性能，但是树脂材料与玻璃纤维组成的复合材料的材料本身存在一定缺点，钢材是分子结合紧密且均一的材料，复合材料由于是不同材料复合制得，长期使用，随着疲劳次数的增加静态刚度会随之下降，板簧也会发生开裂、分层。

另外钢材熔点在1000℃以上，可以承受长时间高强度使用，树脂材料耐温性能则较差，使用过程中的摩擦会引起温度升高，120℃左右树脂基体即可发生玻璃化转变，更高温度下则会损失质量，若果长时间高强度使用，会引起强度损失影响安全。

目前并未有报道或文章解决疲劳次数增加静态刚度下降和增加热稳定性的方案。

综上所述，现有技术存在以下缺点：

（1）现有复合材料板簧随着疲劳次数的增加，静态刚度下降多；

（2）现有复合材料板簧热稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过对原料进行改性制成复合材料板簧，实现以下发明目的：

（1）复合材料板簧随着疲劳次数的增加，静态刚度下降少；

（2）复合材料板簧热稳定性好。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种抗疲劳复合材料板簧的制备方法，所述制备方法包括制备改性S型玻璃纤维、环氧树脂改性、制备板簧。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述制备改性S型玻璃纤维，将S型玻璃纤维浸渍去离子水，加入一定量的乙酸调节pH至5.8-6.3，加入十甲基环五硅氧烷、甲苯、异丙醇、甲基环己烷，升温至55-65℃，保持温度55-65min，蒸发多余溶剂，洗涤干燥得到改性S型玻璃纤维。

所述S型玻璃纤维与去离子水的质量比为1:2.5-3.5；