本技术属于车辆零部件,具体涉及一种复合材料零件及车辆。
背景技术:
1、碳纤维复合材料具有许多优良特性,是许多传统材料的良好替代品。碳纤维具有优异的物理特性,例如,抗拉强度水平是钢的7~9倍,拉伸弹性模量也明显高于钢,碳纤维的比模量为2000mpa/(g/cm3),而钢的比模量仅为59mpa/(g/cm3),比模量也高于钢材,这就使得碳纤维复合材料具有高强度、高韧性的特点;碳纤维的热膨胀系数小,可以从几千摄氏度的高温突然降到常温,不容易开裂,当碳纤维复合材料承受与其他热膨胀系数大的材料相同的热量时,碳纤维复合材料更难以膨胀和变形,因此许多高精度的结构件用于碳纤维复合材料;碳纤维复合材料不仅具有轻质的优点,而且具有高强度,使碳纤维复合材料可以替代许多传统的金属材料,制成的零件比传统铝合金材料制成的传统零件多了15%-30%,设备的使用寿命也得到了提高;碳纤维复合材料的腐蚀相当突出,通常的酸、碱、盐等物质根本不容易对其产生影响,碳纤维复合材料在湿空气中不易发生水解反应,具有优异的耐水性和耐热老化性。
2、碳纤维复合材料的优势使其在汽车行业中得到广泛应用,尤其是在新能源汽车、跑车等车型中,通过使用碳纤维复合材料制作零部件,能在满足使用需求的前提下,大大降低车身重量,提高燃料/电能的利用效率。为了满足与其他零件的组装需求,需要在碳纤维复合材料零部件中预先嵌入金属嵌件,通过金属嵌件上的组装结构(例如螺孔)实现与其他零件的组装适配。碳纤维复合材料与金属嵌件之间一般通过固化连接工艺形成一个总成零件,金属嵌件直接承受组装后的作用力,在这种作用力的作用之下,碳纤维复合材料与金属嵌件的结合面容易出现连接失效的问题,导致金属嵌件从碳纤维复合材料构成的基体中脱出,影响碳纤维复合材料零件使用的可靠性和安全性。
技术实现思路
1、本实用新型实施例提供一种复合材料零件及车辆,旨在解决现有的碳纤维复合材料零件与金属嵌件之间的结合强度不足,容易在使用过程中产生金属嵌件脱落的问题。
2、为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
3、第一方面,本实用新型实施例提供一种复合材料零件,包括:
4、复合材料零件主体,具有嵌入凹槽;
5、嵌件,与所述嵌入凹槽适配,所述嵌件的外周面开设有限位沉槽;
6、预浸纤维束,填充于所述限位沉槽中;
7、所述复合材料零件主体与所述嵌件之间、所述复合材料零件主体与所述预浸纤维束之间,以及所述预浸纤维束与所述嵌件之间均固化贴合连接。
8、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述限位沉槽为沿所述嵌件的周向连续分布的环形槽。
9、一些实施例中,所述预浸纤维束缠绕设于所述限位沉槽中。
10、一些实施例中,所述预浸纤维束的外侧面与所述限位沉槽的外端面平齐。
11、一些实施例中,所述限位沉槽的侧壁面与所述限位沉槽的内壁面之间通过圆角过渡。
12、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述复合材料零件主体上设有与所述嵌入凹槽对应的第一定位孔,所述嵌件上设有与所述第一定位孔对应的第二定位孔;所述复合材料零件还包括插入式的定位件,所述定位件依次穿入所述第一定位孔和所述第二定位孔,以在所述嵌入凹槽的开口方向上限制所述嵌件的位移。
13、一些实施例中,所述第一定位孔设于所述嵌入凹槽上与自身开口侧相对的一侧,所述定位件具有定位凸起,所述定位凸起与所述嵌件配合夹持所述复合材料零件主体的侧壁。
14、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述嵌入凹槽的开口侧设有定位板,所述定位板与所述复合材料零件主体一体成型,所述定位板上开设有与所述嵌件上的安装孔对应的避位孔。
15、一些实施例中,所述定位板背离所述嵌件的一侧面与所述嵌入凹槽的开口端面平齐。
16、本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,导致嵌件从复合材料零件主体中脱出的作用力主要为与嵌入凹槽开口方向同向的作用力;通过设置限位沉槽对预浸纤维束在嵌入凹槽开口的方向上进行限位,保证预浸限位束不会在组装后在与嵌入凹槽开口方向同向的作用力的作用下从嵌件中脱出;由于预浸纤维束是浸渍有预浸胶的纤维束,在固化的过程中,除了嵌件与复合材料零件主体之间能够结合之外,预浸纤维束也会与嵌入凹槽的侧壁结合,经过固化的预浸纤维束形成纤维块,纤维块的外周面不是平滑的,而是凹凸不平的,这种凹凸不平的表面在纤维块与复合材料零件主体固化粘接后,增大了两者结合面处的摩擦力阻力,凹凸的外周面中的凹陷部分还能直接在嵌入凹槽的开口方向上产生限位作用,使纤维块与复合材料零件主体之间结合面的连接强度要高于嵌件与复合材料零件主体之间结合面的连接强,增强嵌件与复合材料零件主体之间结合区域的承力强度,有效改善嵌件容易从复合材料零件主体中脱出的问题。
17、第二方面,本实用新型实施例还提供了一种车辆,包括上述的复合材料零件。
18、本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,通过采用上述的复合材料零件,增强嵌件与复合材料零件主体之间结合区域的承力强度,有效改善嵌件容易从复合材料零件主体中脱出的问题,有效提升复合材料零件自身的使用可靠性和安全性,对于提升整车的品质感和使用体验均有积极的促进作用。
1.一种复合材料零件,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的复合材料零件,其特征在于,所述限位沉槽(201)为沿所述嵌件(2)的周向连续分布的环形槽。
3.如权利要求2所述的复合材料零件,其特征在于,所述预浸纤维束(3)缠绕设于所述限位沉槽(201)中。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的复合材料零件,其特征在于,所述预浸纤维束(3)的外侧面与所述限位沉槽(201)的外端面平齐。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的复合材料零件,其特征在于,所述限位沉槽(201)的侧壁面与所述限位沉槽(201)的内壁面之间通过圆角过渡。
6.如权利要求1所述的复合材料零件,其特征在于,所述复合材料零件主体(1)上设有与所述嵌入凹槽(101)对应的第一定位孔(102),所述嵌件(2)上设有与所述第一定位孔(102)对应的第二定位孔(203);所述复合材料零件还包括插入式的定位件(4),所述定位件(4)依次穿入所述第一定位孔(102)和所述第二定位孔(203),以在所述嵌入凹槽(101)的开口方向上限制所述嵌件(2)的位移。
7.如权利要求6所述的复合材料零件,其特征在于,所述第一定位孔(102)设于所述嵌入凹槽(101)上与自身开口侧相对的一侧,所述定位件(4)具有定位凸起(410),所述定位凸起(410)与所述嵌件(2)配合夹持所述复合材料零件主体(1)的侧壁。
8.如权利要求1所述的复合材料零件,其特征在于,所述嵌入凹槽(101)的开口侧设有定位板(5),所述定位板(5)与所述复合材料零件主体(1)一体成型,所述定位板(5)上开设有与所述嵌件(2)上的安装孔(202)对应的避位孔(501)。
9.如权利要求8所述的复合材料零件,其特征在于,所述定位板(5)背离所述嵌件(2)的一侧面与所述嵌入凹槽(101)的开口端面平齐。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-9中任意一项所述的复合材料零件。
