[发明专利]一种新型汽车吸能盒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型汽车吸能盒，其包括芯体和包裹层；所述芯体是由复合单向碳纤维预浸渍布卷成圆柱形得到的，所述复合单向碳纤维预浸渍布是由6～12层单向碳纤维预浸渍布堆叠固化成型；所述包裹层是由6～12层单向碳纤维预浸渍布堆叠固化成型；所述包裹层包裹固定有至少2个以上的芯体且相邻的芯体之间相互紧贴。所述新型汽车吸能盒是通过三段式加热法进行玻璃化热处理制备得到的。本发明经过裁剪、铺设、抽真空热压玻璃化、打磨开槽等工艺路线，制备一种新型的汽车吸能盒，可以部分或全部取代现有的汽车吸能盒，解决汽车吸能盒比吸能低、重量大、吸能能力弱、成本过高等问题。

技术领域

本发明属于汽车配件技术领域，具体涉及一种新型汽车吸能盒及其制备方法。

背景技术

随着时代的进步，汽车已经越来越多地出现在了人们的生活中。人们也深深体会到了汽车带来的便利，更多的人开始选择汽车出行。但是随着汽车的普及，人们对于安全系数也更加重视，尤其是汽车的防碰撞安全性能。在如今的汽车设计中，通常是采用安装在汽车前部和尾部的保险杠系统来保证车厢结构框架在碰撞下不受严重破坏，从而保证车内乘客的安全以及汽车整体的安全。为了吸收在撞击时所产生的巨大能量，减少破坏损失，现在的保险杠系统中会加入一个吸能盒，以此达到吸收撞击能量的目的。

汽车吸能盒在汽车遭受撞击时能够凭借其压缩变形来吸收能量，使撞击的加速度降低，从而减少最大撞击力，减少对乘客以及行人的伤害。现在大部分汽车中使用的吸能盒以铝合金，钢制材料，玻璃纤维为主。中国专利申请号为201621005192.6公开了一种两端开口的筒状结构的分段式汽车吸能盒，但是这种汽车吸能盒的自身质量重，导致其比吸能小。碳纤维凭借其重量较轻，缓冲能力较强等优势，在近段时间成为了国内外专家学者的研究热门。通过大量仿真计算发现，碳纤维复合材料具有较高的比吸能值，表明其吸能效果较强，同时轻量化效果好，可用于车身轻量化并同时保证碰撞安全性。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种新型汽车吸能盒及其制备方法，解决现有汽车吸能盒的比吸能低、重量大、吸能能力弱、成本过高等问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种新型汽车吸能盒，其包括芯体、包裹层；所述芯体是由复合单向碳纤维预浸渍布卷成圆柱形得到的，所述复合单向碳纤维预浸渍布是由6～12层单向碳纤维预浸渍布堆叠固化成型；所述包裹层是由6～12层单向碳纤维预浸渍布堆叠固化成型；所述包裹层包裹固定有至少2个以上的芯体且相邻的芯体之间相互紧贴。

进一步的，所述复合单向碳纤维预浸渍布的铺层顺序是以下三种铺层顺序中的任意一种：

第一种铺层顺序是按0°，90°，0°，90°循环；

第二种铺层顺序是按0°，0°，45°，45°，90°，90°循环；

第三种铺层顺序是按0°，0°，90°，90°循环。

进一步的，所述包裹层的铺层顺序是以下三种铺层顺序中的任意一种：

第一种铺层顺序是按0°，90°，0°，90°循环；

第二种铺层顺序是按0°，0°，45°，45°，90°，90°循环；

第三种铺层顺序是按0°，0°，90°，90°循环。

进一步的，所述复合单向碳纤维预浸渍布与包裹层的高度和厚度均相同。这样具有相同高度和厚度的芯体和包裹层组成的吸能盒，使整体吸能盒的长度在规定的范围内，同时使其在经受冲击时受力均匀，避免出现欧拉失稳。

进一步的，所述新型汽车吸能盒顶端设置有倒角。在吸能盒经受冲击时，引导吸能盒变形从而吸收更多的碰撞能量。

上述新型汽车吸能盒的制备方法，其包括如下步骤：

（1）裁剪：将单向碳纤维预浸渍布裁剪成长宽均匀的长方形；