CN210478845U - 一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，包括碳纤维扰流板主体，所述扰流板主体前端设有前缘，所述前缘的后端边缘设有向上的翻边A，所述翻边A靠近两端位置分别设有金属焊接螺母板，所述扰流板主体横向方向上设有与其一体成型的帽型加强筋，所述扰流板主体上围绕帽型加强筋的周围设有至少三个安装孔，所述前缘和所述帽型加强筋为碳纤维‑夹心泡沫‑碳纤维的夹心结构，所述前扰流板整体通过模具一体成型。本实用新型所述的一种碳纤维夹心复合材料结构的赛车前扰流板，具有结构重量轻，比强度、比刚度大，同时具有高的抗弯刚度，结构模态高等优点。

Description

一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板

技术领域

本实用新型涉及一种赛车用扰流板，尤其涉及一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板。

背景技术

赛车扰流板是指安装在轿车后箱盖上的类似倒装的飞机尾翼的部件。有的赛车上装有前扰流板，俗称气坝。有的赛车上侧部装有侧裙，也是扰流板的一种。赛车扰流板在赛车高速行驶中的空气阻力，提高速度，同时扰流板上缘又可以提供一定的下压力，控制赛车上浮，增强轮胎的抓地力，提高车身稳定性。现有赛车前扰流板用玻璃纤维复合材料结构或塑料结构制作而成，存在着结构重量过大，在赛车高速(大于200km/h)行驶时刚性不足，变形过大，甚至刮蹭地面的问题，危及行车安全，同时还存在前扰流板结构模态偏低的问题，工作时易和车体发生共振，从而加剧了前扰流板的变形和抖动。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种具有结构重量轻，比强度、比刚度大，同时具有高的抗弯刚度，结构模态高等特点的赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板。

技术方案：一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，包括碳纤维扰流板主体，所述扰流板主体前端设有前缘，所述前缘的后端边缘设有向上的翻边A，增加强度，所述翻边A靠近两端位置分别设有金属焊接螺母板，所述扰流板主体横向方向上设有与其一体成型的帽型加强筋，所述扰流板主体上围绕帽型加强筋的周围设有至少三个安装孔，所述前缘和所述帽型加强筋为碳纤维-夹心泡沫-碳纤维的夹心结构，所述前扰流板整体通过模具一体成型，保证其外形流畅。

进一步的，所述夹心泡沫的结构通过机加工成型或者用模具发泡成型，型面精度高，夹心泡沫的材质是PU、PVC、PET、SAN、PMI泡沫中的一种，泡沫结构需要一定的抗压、耐温性能，可以保证在真空袋压、热固化时不发生变形，夹心泡沫具有多孔结构，多孔结构泡沫具有吸声降噪作用，可以吸收汽车高速行驶时前扰流板的振动噪音。

进一步的，所述扰流板主体后部设有向上的翻边B，利于增加强度和刚度。

进一步的，所述扰流板主体与车体的安装设置设有金属预埋件，所述安装孔开在金属预埋件上，所述金属预埋件与所述前扰流板成型模具之间设有定位销，金属预埋件的相对位置通过模具上定位销来实现，无需二次粘接部分，结构牢固。

进一步的，所述帽型加强筋设有平行的两条，且均与扰流板主体一体成型。

进一步的，所述每条帽型加强筋两端分别设有两个金属预埋件，所述靠近后端的帽型加强筋与所述扰流板主体后端边缘之间设有两个金属预埋件。

进一步的，所述扰流板主体的铺层材料为碳纤维单向布和碳纤维织物中的一种或者两种，其中以扰流板主体的横向为纤维0度方向。

进一步的，所述帽型加强筋铺层结构选择[0/±45]n铺层，其中以扰流板主体的横向为纤维0度方向，铺层材料为碳纤维单向布和碳纤维织物中的一种或者两种。

进一步的，所述夹心泡沫和碳纤维复合材料之间的粘接通过复合材料的基体树脂来实现，所述基体树脂优选为环氧树脂。

进一步的，所述金属焊接螺母板在模具上事先用定位销定位，通过复合材料的基体树脂实现一体粘接，无需二次粘接部分，结构牢固。

有益效果：本实用新型一种碳纤维夹心复合材料结构的赛车前扰流板，具有结构重量轻，比强度、比刚度大，同时具有高的抗弯刚度，结构模态高的特点。通过发挥复合材料结构一体成型的优势，前扰流板各个部分过度更加平滑，更符合空气动力学原理，降低行驶阻力。前扰流板整体结构一体成型无二次粘接部分，结构牢固。在碳纤维复合材料上直接开的安装孔在加工和使用过程中安装孔容易产生劈裂、分层缺陷，在扰流板和车体的安装点采用碳纤维复合材料加金属预埋件的结构，安装孔开在金属预埋件上，提高了安装点的连接强度，发挥复合材料铺层结构的可设计性，增加前扰流板横向方向的0度方向的纤维比例，在同等厚度和重量的前提下提高前扰流板横向的抗弯曲模量和抗弯曲刚度。

碳纤维夹心结构前扰流板具有大的抗弯刚度，同时泡沫密度很低，从而降低了前扰流板的结构重量，同时提高了前扰流板的整体结构刚性，赛车高速行驶时变形小。前扰流板结构模态提高后，可以更好的避开共振点，降低扰流板的振动和抖动，也更利于行车安全。夹心泡沫具有多孔结构，多孔结构泡沫具有吸声降噪作用，可以吸收汽车高速行驶时前扰流板的振动噪音。碳纤维复合材料加金属预埋件的结构提高了安装点的连接可靠性。

附图说明

图1前扰流板整体结构示意图；

图2前扰流板剖面图；

图3前扰流板金属预埋件剖面图；

图4前扰流板泡沫结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

本实施例所述如图1-图4所示，一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，包括碳纤维扰流板主体1，所述扰流板主体1的铺层材料为碳纤维单向布，其中以扰流板主体的横向为纤维0度方向，扰流板主体前端设有前缘2，前缘的后端边缘设有向上的翻边A3，利于增加强度，所述翻边A靠近两端位置分别设有金属焊接螺母板6，金属焊接螺母板在成型模具上先用定位销定位，通过复合材料的基体树脂环氧树脂实现一体粘接，无需二次粘接部分，结构牢固；扰流板主体横向方向上设有两条平行设置的帽型加强筋4，扰流板主体与车体的安装设置设有六个金属预埋件5，预埋件上开设有安装孔，金属预埋件与前扰流板成型模具之间设有定位销，金属预埋件的相对位置通过模具上定位销来实现，每条帽型加强筋两端分别有两个金属预埋件5，靠近后端的帽型加强筋与扰流板主体后端边缘之间设有两个金属预埋件，金属预埋件为法兰型，法兰型结构增加了粘接面积，最后环氧树脂固化将金属预埋件和碳纤维复合材料扰流板粘接成一体；前缘和帽型加强筋为碳纤维-夹心PU泡沫8-碳纤维的夹心结构，帽型加强筋和前缘的铺层结构选择[0/±45]n铺层，其中以扰流板主体的横向为纤维0度方向，铺层材料为碳纤维单向布；扰流板主体后端设有向上的翻边B 7，利于增加强度，所述前扰流板整体通过模具一体成型，保证其外形流畅。

制备过程：前扰流板铺层材料选择环氧树脂预浸碳纤维单向布，铺层时用预浸碳纤维单向布分别将前缘泡沫夹心82和帽型加强筋泡沫夹心81材料裹紧，并铺出翻边特征，加强筋泡沫芯材上铺叠好预浸碳纤维单向布，再整体铺在前扰流板主体铺层上，其中，扰流板主体铺层结构选择[0/±45]n铺层(以扰流板主体的横向为纤维0度方向)，铺层厚度4mm，帽型加强筋和前缘铺层结构选择[0/±45]n铺层，铺层厚度2.5mm。金属预埋件位置的预浸碳纤维单向布事先裁孔，焊接螺母板实现在模具上定位，利用预浸料的基体树脂粘接，最后通过真空袋压工艺方式成型。

实施例2

具体前扰流板的结构和制备参考实施例1，其中将PU泡沫换成PVC泡沫，将碳纤维单向布换成碳纤维织物。

Claims (7)

1.一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，包括碳纤维扰流板主体(1)，其特征在于，所述扰流板主体前端设有前缘(2)，所述前缘的后端设有向上的翻边A(3)，所述翻边A靠近两端位置分别设有金属焊接螺母板(6)，所述扰流板主体横向方向上设有与其一体成型的帽型加强筋(4)，所述扰流板主体上围绕帽型加强筋的周围设有至少三个安装孔，所述前缘和所述帽型加强筋为碳纤维-夹心泡沫(8)-碳纤维的夹心结构，所述前扰流板整体通过模具一体成型。

2.根据权利要求1所述的一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，其特征在于，所述扰流板主体后部设有向上的翻边B(7)。

3.根据权利要求1所述的一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，其特征在于，所述扰流板主体与车体的安装设置设有金属预埋件(5)，所述安装孔开在金属预埋件上。

4.根据权利要求1所述的一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，其特征在于，所述帽型加强筋设有平行的两条，且均与扰流板主体一体成型。

5.根据权利要求4所述的一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，其特征在于，每条所述帽型加强筋两端分别设有两个金属预埋件(5)，所述靠近后端的帽型加强筋与所述扰流板主体后端边缘之间设有两个金属预埋件(5)。

6.根据权利要求1所述的一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，其特征在于，所述夹心泡沫和碳纤维复合材料之间的粘接通过复合材料的基体树脂来实现。

7.根据权利要求1所述的一种赛车用碳纤维夹心复合材料结构的前扰流板，其特征在于，所述金属焊接螺母板在模具上事先用定位销定位，通过复合材料的基体树脂实现一体粘接。

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