用于車輛的耐沖擊部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及車輛或者汽車部件，例如耐沖擊承重結(jié)構(gòu)或耐沖擊非承重結(jié)構(gòu)，并且 更具體地設(shè)及用于運(yùn)種耐沖擊結(jié)構(gòu)的改進(jìn)波紋設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 本部分提供與本發(fā)明有關(guān)但不一定是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。
[0003] 用于車輛或汽車應(yīng)用的非載重或載重結(jié)構(gòu)有助于將乘客和貨物從一個(gè)位置運(yùn)輸 到另一個(gè)位置。運(yùn)樣的部件通常由例如鋼或者侶等金屬制成。金屬提供堅(jiān)固的部件，包括 好的可延展性、強(qiáng)度和耐沖擊性。耐沖擊性和強(qiáng)度是尤其重要的，因?yàn)槠嚨妮d重結(jié)構(gòu)通常 被用于建筑或工業(yè)用途。運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)通常需要支撐其他部件、設(shè)備或車輛內(nèi)物品(例如車輛 內(nèi)承載的貨物、存放物品和乘客）的重量，并且進(jìn)一步地應(yīng)該呈現(xiàn)承受來自重和/或鋒利物 體下降的沖擊(例如，當(dāng)可W從各種高度裝載貨物時(shí)）的能力。雖然金屬已經(jīng)作為汽車應(yīng)用 的載重結(jié)構(gòu)表現(xiàn)良好，但是它們具有明顯的缺點(diǎn)，即，是重的并且降低了重量效率，并因此 降低了車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0004] 已經(jīng)考慮輕質(zhì)增強(qiáng)復(fù)合材料作為車輛應(yīng)用的替代載重表面。然而，常見的復(fù)合材 料沒有針對(duì)車輛或其他載重應(yīng)用中的長(zhǎng)期使用呈現(xiàn)必要的堅(jiān)初性，運(yùn)是因?yàn)樗鼈儍A向于具 有有限延展性(增加的脆度）并且呈現(xiàn)減少的耐沖擊性。因此，非常期望改進(jìn)由復(fù)合材料形 成的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，W便為商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用提供必要的耐沖擊性和堅(jiān)固性，從而針對(duì)承重或 非承重應(yīng)用二者改進(jìn)運(yùn)種結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐用性，同時(shí)減少重量并改善燃料經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本部分提供對(duì)本發(fā)明的總體綜述，而不是對(duì)其完整范圍或其所有特征的全面公 開。
[0006] 本發(fā)明提供了用于載重和非載重應(yīng)用二者的改進(jìn)的耐沖擊部件。在某些方面中， 部件尤其適用于在車輛或者汽車中使用。耐沖擊部件可選地由復(fù)合材料形成。在某些方面 中，本發(fā)明想到了包括支撐結(jié)構(gòu)的耐沖擊部件(例如用于汽車或車輛)，其中該支撐結(jié)構(gòu)包 括在該支撐結(jié)構(gòu)中形成的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊。所述多個(gè)中的每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊W預(yù)定間隔與所述 多個(gè)中的相鄰細(xì)長(zhǎng)脊間隔開，W形成在某些方面中能夠載重的波紋表面。進(jìn)而，支撐結(jié)構(gòu)包 括復(fù)合材料。在某些方面中，可W在所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊上配置限定預(yù)定周期的多個(gè)凸起。運(yùn) 樣的支撐結(jié)構(gòu)是耐沖擊的，并且因此抵抗裂紋或者其他的機(jī)械損傷。
[0007] 在其它方面中，本發(fā)明想到了包括支撐結(jié)構(gòu)的耐沖擊部件(例如，用于汽車或者車 輛)。該支撐結(jié)構(gòu)包括形成在該支撐結(jié)構(gòu)中的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊，每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊包括頂壁和兩 個(gè)側(cè)壁。進(jìn)而，所述多個(gè)中的每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊W預(yù)定間隔與所述多個(gè)中的相鄰細(xì)長(zhǎng)脊間 隔開。因此在某些方面中支撐結(jié)構(gòu)能夠載重。進(jìn)而，支撐結(jié)構(gòu)包括復(fù)合材料。頂壁的寬度 與側(cè)壁的高度的比可選地大于或等于大約1至小于或等于大約3。運(yùn)樣的支撐結(jié)構(gòu)是耐沖 擊的，并且因此抵抗裂紋或者其他的機(jī)械損傷。
[0008] 在其它方面中，本發(fā)明想到了包括支撐結(jié)構(gòu)的耐沖擊部件(例如，用于汽車或車 輛)，其中該支撐結(jié)構(gòu)包括在該支撐結(jié)構(gòu)中形成的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊。每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊包括頂壁 和兩個(gè)側(cè)壁。進(jìn)而，所述多個(gè)中的每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊W預(yù)定間隔與所述多個(gè)中的相鄰細(xì)長(zhǎng) 脊間隔開。支撐結(jié)構(gòu)還包括沿著頂壁具有預(yù)定周期的波形表面，從而形成波紋表面，在某些 方面中該表面能夠載重。運(yùn)樣的支撐結(jié)構(gòu)是耐沖擊的，并且因此抵抗裂紋或者其他的機(jī)械 損傷。
[0009] 在又一些方面中，本發(fā)明想到了一種包括支撐結(jié)構(gòu)的用于車輛的耐沖擊部件，其 中該支撐結(jié)構(gòu)包括在該支撐結(jié)構(gòu)中形成的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊。所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊在支撐結(jié)構(gòu)上限定 具有預(yù)定周期的波形表面。運(yùn)樣的支撐結(jié)構(gòu)是耐沖擊的，并且因此抵抗裂紋或者其他的機(jī) 械損傷。
[0010] 1. 一種用于車輛的耐沖擊部件，包括： 支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括形成在該支撐結(jié)構(gòu)中的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊，其中所述多個(gè)中的每 個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊W預(yù)定間隔與所述多個(gè)中的相鄰細(xì)長(zhǎng)脊間隔開，W形成能夠載重的波紋表 面，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括復(fù)合材料；和 多個(gè)凸起，配置在所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊上且限定預(yù)定周期，其中所述支撐結(jié)構(gòu)是耐沖擊的。
[0011] 2.根據(jù)方案1所述的耐沖擊部件，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括第一側(cè)和第二相對(duì)側(cè)， 并且所述多個(gè)凸起W大體周期性輪廓配置在所述第一側(cè)或所述第二相對(duì)側(cè)。
[0012] 3.根據(jù)方案2所述的耐沖擊部件，其中所述第一側(cè)是頂面并且所述第二相對(duì)側(cè) 是底面，并且所述多個(gè)凸起配置在： (i) 所述第二相對(duì)側(cè)的底面上，而所述第一側(cè)的頂面是光滑的； (ii) 所述第一側(cè)的頂面上，而所述第二相對(duì)側(cè)的底面是光滑的；或者 (iii)所述第一側(cè)的頂面和所述第二相對(duì)側(cè)的底面二者上。
[0013] 4.根據(jù)方案1所述的耐沖擊部件，其中所述復(fù)合材料是包括聚合物和碳纖維的 纖維增強(qiáng)復(fù)合物。
[0014] 5.根據(jù)方案4所述的耐沖擊部件，其中所述復(fù)合材料具有大于或等于大約20 GPa至小于或等于大約30GPa的楊氏模數(shù)（E)。
[0015] 6.根據(jù)方案1所述的耐沖擊部件，其中所述支撐結(jié)構(gòu)選自由如下構(gòu)件構(gòu)成的組： 油箱防護(hù)罩、車底護(hù)罩、結(jié)構(gòu)面板、內(nèi)部底板、淺盤形底板、車頂、外部表面、存放區(qū)、雜物箱、 控制臺(tái)箱、行李箱、行李箱底板、卡車車廂及其組合。
[0016] 7.根據(jù)方案1所述的耐沖擊部件，其中所述多個(gè)凸起進(jìn)一步配置在所述多個(gè)細(xì) 長(zhǎng)脊中的各個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊之間的區(qū)域中。
[0017] 8.根據(jù)方案1所述的耐沖擊部件，其中所述多個(gè)凸起包括凸塊。
[0018] 9. 一種用于車輛的耐沖擊部件，包括： 支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括形成在該支撐結(jié)構(gòu)中的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊，其中每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng) 脊包括頂壁和兩個(gè)側(cè)壁，并且所述多個(gè)中的每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊W預(yù)定間隔與所述多個(gè)中的 相鄰細(xì)長(zhǎng)脊間隔開，W形成能夠載重的波紋表面，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括復(fù)合材料；并且 其中所述頂壁的寬度與所述側(cè)壁的高度的比大于或等于大約1至小于或等于大約3， 并且所述支撐結(jié)構(gòu)是耐沖擊的。
[0019] 10.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，其中所述頂壁的寬度與所述側(cè)壁的高度的比 大于或等于大約1. 25至小于或等于大約2. 75。
[0020] 11.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，其中所述頂壁的寬度大于或等于大約20毫米 至小于或等于大約35毫米；并且 其中所述側(cè)壁的高度大于或等于大約10毫米至小于或等于大約18毫米。
[0021] 12.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，其中所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊中的各個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊之間的 區(qū)域具有大于或等于大約25毫米至小于或等于大約40毫米的寬度。
[0022] 13.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，其中所述兩個(gè)側(cè)壁中的每個(gè)相對(duì)于所述頂壁 均限定距垂直大于或等于大約3度至小于或等于大約40度的角度。
[0023] 14.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，還包括配置在所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊上且限定預(yù)定 周期的多個(gè)凸起。
[0024] 15.根據(jù)方案14所述的耐沖擊部件，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括第一側(cè)和第二相對(duì) 側(cè)，使得所述第一側(cè)是頂面并且所述第二相對(duì)側(cè)是底面，并且所述多個(gè)凸起配置在： (i) 所述第二相對(duì)側(cè)的底面上，而所述第一側(cè)的頂面是光滑的； (ii) 所述第一側(cè)的頂面上，而所述第二相對(duì)側(cè)的底面是光滑的；或者 (iii)所述第一側(cè)的頂面和所述第二相對(duì)側(cè)的底面二者上。
[0025] 16.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，其中所述復(fù)合材料是包括聚合物和碳纖維的 纖維增強(qiáng)復(fù)合物。
[00%] 17.根據(jù)方案16所述的耐沖擊部件，其中所述復(fù)合材料具有大于或等于大約20 GPa至小于或等于大約30GPa的楊氏模數(shù)（E)。
[0027] 18.根據(jù)方案17所述的耐沖擊部件，其中所述側(cè)壁的高度與所述楊氏模數(shù)（E)的 比大于或等于大約0. 4mm/GPa至小于或等于大約1mm/GPa。
[0028] 19.根據(jù)方案9所述的耐沖擊部件，其中所述支撐結(jié)構(gòu)選自由如下構(gòu)件構(gòu)成的 組：油箱防護(hù)罩、車底護(hù)罩、結(jié)構(gòu)面板、內(nèi)部底板、淺盤形底板、車頂、外部表面、存放區(qū)、雜物 箱、控制臺(tái)箱、行李箱、行李箱底板、卡車車廂及其組合。
[0029] 20. -種用于車輛的耐沖擊部件，包括： 支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括形成在該支撐結(jié)構(gòu)中的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊，其中每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng) 脊包括頂壁和兩個(gè)側(cè)壁，并且所述多個(gè)中的每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊W預(yù)定間隔與所述多個(gè)中的 相鄰細(xì)長(zhǎng)脊間隔開，其中所述支撐結(jié)構(gòu)還包括沿著所述頂壁具有預(yù)定周期的波形表面，從 而形成能夠載重的波紋表面。
[0030] 21.根據(jù)方案20所述的耐沖擊部件，其中所述波形表面限定正弦波輪廓。
[0031] 22.根據(jù)方案20所述的耐沖擊部件，其中所述預(yù)定周期小于或等于所述頂壁的 寬度的大約1/3。
[0032] 23.根據(jù)方案20所述的耐沖擊部件，其中在所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊中的各個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊之 間的區(qū)域也具有所述波形表面。
[0033]24.根據(jù)方案20所述的耐沖擊部件，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料， 該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括聚合物和碳纖維。
[0034] 25.根據(jù)方案24所述的耐沖擊部件，其中所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有大于或等 于大約20GPa至小于或等于大約30GPa的楊氏模數(shù)（E)。
[0035]26.根據(jù)方案25所述的耐沖擊部件，其中所述兩個(gè)側(cè)壁限定高度，并且所述側(cè)壁 的高度與所述楊氏模數(shù)（E)的比大于或等于大約0. 4mm/GPa至小于或等于大約1mm/GPa。
[0036] 27.-種用于車輛的耐沖擊部件，包括： 支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括形成在該支撐結(jié)構(gòu)中的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊，其中所述多個(gè)細(xì)長(zhǎng)脊 在所述支撐結(jié)構(gòu)上限定具有預(yù)定周期的波形表面，其中所述支撐結(jié)構(gòu)是耐沖擊的。
[0037] 28.根據(jù)方案27所述的耐沖擊部件，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料， 該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括聚合物和碳纖維。
[0038] 29.根據(jù)方案28所述的耐沖擊部件，其中所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有大于或等 于大約20GPa至小于或等于大約30GPa的楊氏模數(shù)（E)。
[0039] 30.根據(jù)方案29所述的耐沖擊部件，其中每個(gè)各自的細(xì)長(zhǎng)脊包括具有高度的一 對(duì)側(cè)壁，其中所述側(cè)壁的高度與所述楊氏模數(shù)（E)的比大于或等于大約0. 4mm/GPa至小于 或等于大約1mm/GPa。
[0040]根據(jù)運(yùn)里提供的描述，另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@然。該
【發(fā)明內(nèi)容】
中的描述和特定 示例只是預(yù)期用于例示的目的，并不意圖限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0041]運(yùn)里描述的附圖僅用于例示選定實(shí)施例而不是所有可能實(shí)施方式的目的，并且不 旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0042]圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的波紋的用于車輛的載重結(jié)構(gòu)的立體圖； 圖2是在圖1的2-2處剖開的波紋的剖視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的波紋的另一實(shí)施例的剖視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的波紋的又一實(shí)施例的剖視圖； 圖5A-祀是根據(jù)本發(fā)明的波紋的再一些實(shí)施例的剖視圖； 圖6A-抓是根據(jù)本發(fā)明的波紋的再一些實(shí)施例的剖視圖； 圖7是圖3的波紋的立體圖； 圖8是圖4的波紋的立體圖； 圖9是圖5A的波紋的立體圖； 圖10是圖6A的波紋的立體圖；并且 圖11是示例性細(xì)長(zhǎng)脊波紋輪廓的示意剖視圖，其示出了高度、寬度、厚度和偏移角度 之間的關(guān)系。
[0043]在附圖中的所有若干幅圖中，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的零件。
【具體實(shí)施方式】
[0044]提供示例實(shí)施例，W便本發(fā)明更為詳盡，并將其范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人 員。為了提供本發(fā)明的實(shí)施例的詳盡理解，而闡述了大量具體細(xì)節(jié)，例如具體部件、設(shè)備和 方法的示例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的是，不需要采用具體細(xì)節(jié)，示例實(shí)施例可 許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)將其解釋限制本發(fā)明的范圍。在一些示例實(shí)施例中，對(duì)于公 知的處理、公知的設(shè)備結(jié)構(gòu)和公知的技術(shù)沒有詳細(xì)描述。
[0045]本文所使用的術(shù)語僅為了描述具體示例實(shí)施例之目的，并不旨在是限制性的。當(dāng) 在本文中使用時(shí)，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"該"可W旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚 地另外指示。術(shù)語"包括"、"包括著"、"包含著"和"具有"是非遍舉的，并且因此明確說明 所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、 步驟