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一种金属/复合材料一体化成型的保险杠装置，其特征在于：该结构包括保险杠横梁金属外板、保险杠横梁复合材料内板、吸能盒、复合材料内板加强筋和复合材料锁扣。它们之间的位置连接关系是：保险杠横梁金属外板与保险杠横梁复合材料内板通过注塑工艺粘附在一起；保险杠横梁复合材料内板与吸能盒固连在一起，为注塑一体化成型；吸能盒位于保险杠横梁复合材料内板的两端；复合材料内板加强筋位于保险杠横梁复合材料内板的内部，与保险杠横梁复合材料内板和吸能盒固连，为注塑一体化成型；复合材料锁扣位于复合材料内板加强筋的筋板交叉处，通过注塑生成，插入保险杠横梁金属外板的外弧部的孔中，与保险杠横梁金属外板固连；保险杠横梁复合材料内板、吸能盒、复合材料内板加强筋和复合材料锁扣共同组成了本发明的复合材料模块，通过直接在保险杠横梁金属外板上注塑实现一体化成型。这种一体化成型的汽车保险杠装置，零件数量少，接合牢固，生产速度快，省掉了焊接等装配流程，可以实现碰撞过程中的多级吸能，提高了汽车的碰撞安全性，同时实现了减重。所述保险杠横梁金属外板是自制件，采用屈服强度大于400MPa的高强度钢，钢板厚度0.6～1mm，经过冲压工艺制造而成，前端部弧形处有直径10mm的孔，上下端部有翻边，内部表面采用铬酸刻蚀的表面处理工艺，增加内表面的粗糙度，以提高金属外板与注塑复合材料的粘附力，其功能是作为复合材料注塑成型的载体和支撑，并通过自身的变形和断裂来吸收碰撞能量。所述保险杠横梁复合材料内板是自制件，由热塑性复合材料，特别是热塑性玻璃纤维增强复合材料(GFRP)，在保险杠横梁金属外板内表面注塑成型，厚度为2～4mm，其功能是实现复合材料模块与金属板件粘附接合，提高结构的强度和碰撞吸能性。所述吸能盒是自制件，由热塑性复合材料，特别是热塑性玻璃纤维增强复合材料(GFRP)注塑制成，厚度为3～5mm，与保险杠横梁复合材料内板一体成型，两个吸能盒以弧形保险杠横梁金属外板的圆周角的角平分线成轴对称布置，通过端部的安装孔位实现与车架前纵梁的螺栓连接，安装孔的具体尺寸根据其应用的汽车前部结构而定，其功能是把保险杠横梁安装于车架上，并通过自身变形和破坏来吸收碰撞能量。所述复合材料内板加强筋是自制件，由热塑性复合材料，特别是热塑性玻璃纤维增强复合材料(GFRP)注塑制成，厚度2～4mm，与保险杠横梁复合材料内板一体成型，布置形式为十字交叉型，在实际生产中还可以为其他形状，筋板的数量和布置间距可以根据保险杠的外形尺寸和碰撞安全性需求而定，其功能是增强保险杠的强度和刚度。所述复合材料锁扣是自制件，由热塑性复合材料，特别是热塑性玻璃纤维增强复合材料(GFRP)注塑制成，与复合材料内板加强筋一体成型，插入保险杠横梁金属外板外弧部的孔中，其功能是提高复合材料模块与金属板的接合强度。 |
