[实用新型]碳纤维自行车车架前三角结构

说明书

本实用新型公开了一种碳纤维自行车车架前三角结构，该前三角结构使用碳纤维预浸布采用错位阶梯式搭接铺层的方式分别形成一体式上管和一体式下管，该上管和下管靠近车首一端处分别形成有与上管一体的公端和与下管一体的母端，上管和下管之间利用公端与母端的搭接形成车首部，该结构在应力集中的车首中部进行拆分，利用合理的搭接方式既能保证搭接时的抗剥离强度，也能使应力合理分布，避免使用其弱的横向、剪切和层间性能，能够以最小质量达到满意的结构性能要求。

技术领域

本实用新型涉及一种自行车车架前三角结构，尤其涉及一种碳纤维自行车车架前三角上管和下管之间的搭接结构，属于碳纤维自行车零部件成型技术领域。

背景技术

自行车车架前三角是整个自行车车架最基础的部分，其牢固性、稳定性、强度等均能影响到整个自行车的性能。碳纤维复合材料制成的自行车前三角部件具有质轻、高强的特点，在大大减轻自身重量的同时仍然具有较高的强度，一直以来被业界广泛使用。

但当前现有碳纤维自行车的前三角在成型过程中，是按照传统自行车使用金属材质(铝合金)成型前三角的方式进行拆分组装的，即将碳纤维复合材料先分别成型为车首、上管、下管和中管后，再将这四个部件搭接组成前三角，这样在车首与上管一端之间、车首与下管一端之间、上管另一端与中管一端之间、下管另一端与中管另一端之间共形成四处搭接位置。采用此种搭接方式时，利用等代设计法进行应力计算可以算出车首侧面为应力集中区域。为了提高整个车架的弯曲刚性和扭曲刚性，每个搭接处在碳纤维预浸布铺层时均需要增设一定的搭接补强条，因此在整个前三角结构中所使用的搭接补强条数量较多，从而使得前三角中碳纤维的连续性不佳，尤其是车首与上、下管搭接处的纤维连续性更差，需要在车首中侧的应力集中区增设额外的补强条。这样形成的前三角结构中，上、下管与车首搭接区域内的碳纤维连续性不佳，产品重量略重，预型工时较长，且预型精度较难控制。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种碳纤维自行车车架前三角结构，其在应力集中的车首中部进行拆分，利用合理的搭接方式既能保证搭接时的抗剥离强度，也能使应力合理分布，避免使用其弱的横向、剪切和层间性能，能够以最小质量达到满意的结构性能要求。

本实用新型的技术方案是：

一种碳纤维自行车车架前三角结构，包括上管和下管，所述上管由若干层碳纤维预浸布铺层成型，且该上管的一端形成有用于搭接的公端；所述下管由若干层碳纤维预浸布铺层成型，且该下管的一端形成有用于搭接且与公端对称配合的母端；该母端与公端搭接形成车首部。

其进一步的技术方案是：

所述上管的若干层碳纤维预浸布为上管主叠层TT1、上管R角补强层TT2、上管主叠层TT3、上管主叠层TT4、上管单侧补强层TT5、上管单侧补强层TT6和上管主叠层TT7；其中上管主叠层TT1、上管主叠层TT3、上管主叠层TT4和上管主叠层TT7均由一成上管部A和一成公端部A构成，该成上管部A为一能够包覆上管一周的条状片材，成公端部A为成上管部A端部延伸形成的两分叉状片材，且成上管部A和成公端部A之间连接处凹陷形成连接部A；所述上管单侧补强层TT5和上管单侧补强层TT6均由一成上管部B和一成公端部B构成，成上管部B为一能够包覆上管半周的条状片材，成公端部B为成上管部B端部延伸形成的一片材，且成上管部B和成公端部B之间连接处凹陷形成连接部B；所述上管R角补强层呈弧状片材结构。

所述上管单侧补强层TT5和上管单侧补强层TT6并行对称式铺设于同一层上形成两侧补强层；所述上管主叠层TT1、上管主叠层TT3、上管主叠层TT4、两侧补强层和上管主叠层TT7在成公端部依序进行错位阶梯式搭接铺层，且每层的连接部A和连接部B上下对齐铺设；所述上管R角补强层TT2夹设于上主叠层TT1和上主叠层TT3之间贴近R角处，且其弧状片材结构的凹弧面朝向成公端部A。