一种碳纤维复合材料控制臂本体及控制臂的制作方法

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种碳纤维复合材料控制臂本体及控制臂。

背景技术：

控制臂的减重对车辆轻量化和操控性的提醒非常明显。碳纤维复合材料具有比铝合金、钢材和铸铁材料均更高的比强度和比刚度，且其自重轻。目前，已有汽车品牌将碳纤维复合材料应用于汽车领域的控制臂中，利用这种碳纤维复合材料的控制臂包括本体和与本体连接的接头，碳纤维复合材料主要应用在本体上，接头部分通常采用金属材料，其具有较高的强度和较高的刚度，但控制臂是非常重要的汽车零件，其强度和刚度越高越好。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于优化现有碳纤维复合材料控制臂本体和控制臂，以提高控制臂本体的强度和刚度，从而提高控制臂的强度和刚度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种碳纤维复合材料控制臂本体，包括：

腹板，其包括若干沿其厚度方向层叠的第一碳纤维层，

侧翼板，其包括若干沿其厚度方向层叠的第二碳纤维层，

其中，所述侧翼板分布在腹板外围，使所述腹板和所述侧翼板共同形成截面呈工字型的控制臂本体。

可选的，所述第二碳纤维层包括0度方向铺层。

可选的，所述第二碳纤维层还包括45度方向铺层和90度方向铺层。

可选的，所述第二碳纤维层中，0度方向铺层占比均大于或等于50％。

可选的，所述第一碳纤维层包括0度方向铺层、45度方向铺层和90度方向铺层。

可选的，所述第一碳纤维层中，0度方向铺层占比为50％，45度方向铺层占比为25％，90度方向铺层占比为25％。

可选的，所述腹板上设置有减重孔。

可选的，所述腹板边缘的所述第一碳纤维层分层延伸形成第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部和第二延伸部分别沿着所述第二碳纤维层表面两个相反的方向延伸。

可选的，所述第一延伸部、所述第二延伸部及所述第二碳纤维层围成填充区，所述填充区内填充有复合材料。

一种碳纤维复合材料控制臂，包括上述任意一种所述的碳纤维复合材料控制臂本体及设置在所述碳纤维复合材料控制臂本体上的接头。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明的碳纤维复合材料控制臂本体和控制臂在腹板外围设置侧翼板，能够提高控制臂本体的刚度和强度，

附图说明

图1显示为本发明的碳纤维复合材料控制臂本体的一示例性的结构示意图；

图2显示为图1的截面示意图；

图3显示为图1中各碳纤维层的层铺方向；

图4显示为腹板和侧翼板衔接位置的一示例性的结构示意图；

图5示为本发明的碳纤维复合材料控制臂的一示例性结构示意图。

实施例中附图标记说明：腹板1、侧翼板2、填充区3、第一碳纤维层11、减重孔12、第一延伸部111、该第二延伸部112、第二碳纤维层21、0度方向铺层a、45度方向铺层b、90度方向铺层c、接头x。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，自始至终相同附图标记表示相同的组件。

参见图1、图2，本发明提供一种碳纤维复合材料控制臂本体，包括：

腹板1，其包括若干沿其厚度方向层叠的第一碳纤维层11，

侧翼板2，其包括若干沿其厚度方向层叠的第二碳纤维层21，

其中，该侧翼板2分布在腹板1外围，使该腹板1和该侧翼板2共同形成截面呈工字型的控制臂本体。

本发明的碳纤维控制臂本体在腹板1外围设置侧翼板2，能够提高控制臂本体的刚度和强度。

在一些可选的实施例中，参见图3，该第二碳纤维层21包括0度方向铺层a。最好是，该第二碳纤维层21还包括45度方向铺层b和90度方向铺层c，能够增强侧翼板2的刚度和强度，从而提高整个控制臂本体的刚度和强度。然不限于此，在实际实施过程中，第二碳纤维层21的铺层方向也可是其他任意方向，但是本实施例中，其设置有0度方向铺层、45度方向铺层和90度方向铺层有利于提升控制臂本体的强度和刚度。

在一些可选的实施例中，参见图3，第二碳纤维层21中，0度方向铺层占比均大于或等于50％，能够进一步提升侧翼板2的刚度和强度。然不限于此，在实际实施过程中，0度方向铺层的占比也可以小于50％，但本实施例中，采用50％以上的占比更有利于提升控制臂本体的强度和刚度。

在一些可选的实施例中，参见图3，该第一碳纤维层11包括0度方向铺层a、45度方向铺层b和90度方向铺层c。最好是，该第一碳纤维层11中，0度方向铺层占比为50％，45度方向铺层占比为25％，90度方向铺层占比为25％，更有利于提高控制臂本体的强度和刚度。

在一些实施例中，参见图3，该腹板1上设置有减重孔12，该减重孔12设置在腹板1上，更容易在保证强度和刚度等参数要求的前提下，实现轻量化。

在一些实施例中，参见图4，该腹板1边缘的该第一碳纤维层11分层延伸形成第一延伸部111和第二延伸部112，形成翻边，该第一延伸部111和第二延伸部112分别沿着该第二碳纤维层21表面两个相反的方向延伸，能够使得腹板1和侧翼板2之间的衔接更可靠。

在一些实施例中，参见图4，该第一延伸部111、该第二延伸部112及该第二碳纤维层21围成填充区3，该填充区3内填充复合材料，能够避免第一延伸部111、第二延伸部及第二碳纤维层21之间形成孔隙，有利于减少控制臂本体的缺陷，增强结构刚度和强度。具体实施过程中，将0度纤维方向预浸料或者干纤维通过模具制备为截面近似填充区3形状的长条状(俗称捻子条)，形成预成型体，然后在第一碳纤维层11的分层处，即第一延伸部111和第二延伸部112交汇处填充该预成型体，再进行侧翼板2的铺贴。

本是发明还提供一种碳纤维复合材料控制臂，参见图5，包括上述任意一种该的碳纤维复合材料控制臂本体及设置在该碳纤维复合材料控制臂本体上的接头x。

在本发明描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

本发明的描述中，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或组的存在或添加。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。