本技术涉及复合材料轻量化结构,特别涉及一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构。
背景技术:
1、新能源汽车车身结构件的轻量化成为当前节能减排的重要解决方案,关键零部件朝着薄壁、高性能、大型化等方向发展,压铸工艺在汽车中的运用从小件逐步往高压压铸、大型化、一体化大件等方向发展。
2、现有的轻量化结构中,纯金属结构的强度极限不高,纯碳纤维结构的成本大幅增加;而且等厚度的结构在降低结构重量、增加结构装配域等方面的极限不高。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足,本实用新型提供了一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构,通过外层横向渐变厚度金属管与内部等厚度碳纤维管相粘合,达到两次轻量化设计,降低了结构重量和成本。
2、本实用新型的目的是这样实现的:一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构,包括外层金属方管,所述外层金属方管内部设置有复合材料管,所述外层金属方管的壁厚度为横向渐变厚度,所述复合材料管的内壁厚度相同。
3、进一步的,所述外层金属方管的壁厚度为中部厚度最小,两端厚度最大,厚度从两边至中间成横向渐变梯度变化。
4、进一步的,所述外层金属方管的壁厚度为中部厚度最大,两端厚度最小,厚度从中间至两端成横向渐变梯度变化。
5、进一步的,所述复合材料管为碳纤维管。
6、本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比,有益效果为:
7、1)该结构采用金属方管和复合材料管进行结合,使得本实用新型即具备碳纤维材料高抗拉强度的特点,又具备金属塑形变形大的特点,增大了复合结构的韧性;
8、2)相比于纯金属结构,该复合结构在未大幅增加成本的前提下,增加了结构的强度极限;
9、3)该结构通过外部金属结构横向渐变厚度的设计,即可进一步降低结构重量,又可增加装配域,为结构的装配与连接增大空间;
10、4)该结构通过应用内部等厚度的复合材料和外层横向渐变厚度的金属,达到两次轻量化的设计目的。
1.一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构,包括外层金属方管,其特征在于,所述外层金属方管内部设置有复合材料管,所述外层金属方管的壁厚度为横向渐变厚度,所述复合材料管的内壁厚度相同。
2.根据权利要求1所述的一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构,其特征在于,所述外层金属方管的壁厚度为中部厚度最小,两端厚度最大,厚度从两边至中间成横向渐变梯度变化。
3.根据权利要求1所述的一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构,其特征在于,所述外层金属方管的壁厚度为中部厚度最大,两端厚度最小,厚度从中间至两端成横向渐变梯度变化。
4.根据权利要求1所述的一种横向渐变厚度金属/碳纤维混合材料轻量化结构,其特征在于,所述复合材料管为碳纤维管。