一种汽车复合材料座椅靠背骨架结构的制作方法

1.本实用新型属于汽车座椅技术领域，具体涉及一种汽车复合材料座椅靠背骨架结构。


背景技术：

2.汽车座椅靠背骨架结构作为汽车座椅的主体结构，需要满足刚强度的要求，以承受乘员载荷和汽车极限工况下的载荷条件，以保护乘员的安全。传统汽车座椅靠背骨架结构为金属骨架或骨架与面板组合，但金属零件由于工艺限制无法实现骨架或与面板一体化结构，仅能由钢或铝拉挤件和冲压件组装拼焊而成。存在整体结构重量大，组装零件多，组装过程复杂，拼焊处承受载荷能力差等缺点。
3.随着汽车轻量化需求的日益提升，纤维复合材料逐渐被应用于汽车零部件的制造中。要将纤维复合材料应用于汽车座椅靠背骨架结构，需根据材料的不同性质制备工艺设计汽车座椅靠背骨架结构，以满足刚强度和轻量化的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种汽车复合材料座椅靠背，通过连续纤维和非连续纤维复合材料一体化成型加筋面板结构，满足汽车座椅靠背刚强度和轻量化设计的需求。
5.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种汽车复合材料座椅靠背，为面板和加强筋一体化成型结构，所述面板为一体化曲面薄板，所述加强筋截面为“i”字型结构，底部与面板一体化连接，上部呈片状凸起。
6.优选的，所述面板厚度为1~5mm；所述加强筋高度为0~60mm，宽度为1~5mm，中心线与面板所成角度为0
°
~90
°
。
7.优选的，所述面板包括头部区域面板、肩部区域面板、手部区域面板和背部区域面板，头部区域面板、肩部区域面板、手部区域面板相对于背部区域面板内凹，头部、肩部、手部、背部各区域间通过加强筋分隔，并通过加强筋连接。
8.优选的，所述肩部区域分布横向、纵向交叉的网状加强筋；所述手部区域分布横向加强筋；所述背部区域分布互相连接的三角加强筋；头部区域与肩部区域通过三角加强筋连接，肩部区域与手部区域通过横向加强筋连接，肩部区域与背部区域通过纵向加强筋连接，背部区域与手部区域通过横向加强筋连接。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
10.本实用新型通过采用连续纤维复合材料面板与非连续纤维复合材料加强筋的一体化成型结构，并优化加强筋分布，在实现轻量化设计的同时提高汽车座椅靠背刚强度、简化组装过程。
附图说明
11.图1为实施例1 汽车复合材料座椅靠背骨架结构主视结构图；
12.图2为图1沿aa剖面图。
13.其中，1
‑
面板，11
‑
头部区域面板，12
‑
肩部区域面板，13
‑
手部区域面板，14
‑
背部区域面板，2
‑
加强筋，21
‑
头部肩部交界加强筋，22
‑
头部肩部三角加强筋，23
‑
肩部网状加强筋，24
‑
肩部背部交界加强筋，25
‑
手部交界加强筋，26
‑
手部横向加强筋，27
‑
背部三角加强筋。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对技术方案作进一步说明。
15.实施例1
16.如图1所示，一种汽车复合材料座椅靠背骨架结构，为连续纤维增强树脂基复合材料（包括但不限于市售碳纤维增强环氧树脂基复合材料、玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料）的面板1和非连续纤维增强热塑或热固性树脂基复合材料（包括但不限于市售长度范围在1mm~200mm内的碳纤维增强环氧树脂基复合材料、玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料）的加强筋2，通过模压或注塑或其混合工艺一体化成型结构。连续和非连续纤维复合材料相比于金属零件质量更小，比刚度、比强度更高，可满足轻量化和刚强度要求；且可通过模压或注塑或其混合工艺形成一体化结构，避免拼焊、简化组装过程，提高产品精度。
17.面板1为一体化曲面薄板，厚度为1~5mm，承载主要荷载。加强筋2截面为“i”字型结构（如图2所示），高度为0~60mm，宽度为1~5mm，底部与面板1一体化连接，上部呈片状凸起，中心线与面板1所成角度为0
°
~90
°
。
18.加强筋2的数量和分布可在有限元模型基础上，根据荷载工况进行拓扑优化。在本实施例中，面板1由头部区域面板11，肩部区域面板12，手部区域面板13，背部区域面板14组成，分别由头部肩部交界加强筋21，肩部背部交界加强筋24，手部交界加强筋25分隔区域，其中头部区域面板11，肩部区域面板12，手部区域面板13相对于背部区域面板14呈不同程度内凹。加强筋2相对于面板1呈左右对称分布。头部区域与肩部区域通过头部肩部三角加强筋22连接。肩部区域分布横向、纵向交叉的肩部网状加强筋23，用于加强倚靠刚度，并通过横向加强筋与手部区域连接、通过纵向加强筋与背部区域连接。手部区域分布手部横向加强筋26。背部区域分布多个互相连接的背部三角加强筋27，用于加强靠背骨架结构扭转刚度，本实施例中左右各分布4个背部三角加强筋27，且通过横向加强筋与手部区域连接。
19.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型的保护范围并不限于此，本领域的技术人员根据本实用新型的精神和原则所作的任何修改、等同替换﹑改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种汽车复合材料座椅靠背骨架结构，其特征在于，为面板和加强筋一体化成型结构，所述面板为一体化曲面薄板，所述加强筋截面为“i”字型结构，底部与面板一体化连接，上部呈片状凸起。2.如权利要求1所述的汽车复合材料座椅靠背骨架结构，其特征在于，所述面板厚度为1~5mm；所述加强筋高度为0~60mm，宽度为1~5mm，中心线与面板所成角度为0
°
~90
°
。3.如权利要求2所述的汽车复合材料座椅靠背骨架结构，其特征在于，所述面板包括头部区域面板、肩部区域面板、手部区域面板和背部区域面板，头部区域面板、肩部区域面板、手部区域面板相对于背部区域面板内凹，头部、肩部、手部、背部各区域间通过加强筋分隔，并通过加强筋连接。4.如权利要求3所述的汽车复合材料座椅靠背骨架结构，其特征在于，所述肩部区域分布横向、纵向交叉的网状加强筋；所述手部区域分布横向加强筋；所述背部区域分布互相连接的三角加强筋；头部区域与肩部区域通过三角加强筋连接，肩部区域与手部区域通过横向加强筋连接，肩部区域与背部区域通过纵向加强筋连接，背部区域与手部区域通过横向加强筋连接。

技术总结
本实用新型公开了一种汽车复合材料座椅靠背骨架结构，为连续纤维复合材料面板和非连续纤维复合材料加强筋一体化成型结构，面板为一体化曲面薄板，包括头部区域、肩部区域、手部区域和背部区域；加强筋截面为“I”字型结构，底部与面板一体化连接，上部呈片状凸起，在实现轻量化设计的同时提高汽车座椅靠背骨架结构刚强度、简化组装过程。并通过优化加强筋分布，纵向、横向加强筋分隔、连接各区域，三角加强筋、网状加强筋加固结构进一步提高汽车座椅靠背骨架结构刚强度。背骨架结构刚强度。背骨架结构刚强度。


技术研发人员：张伟 魏斌 孟祥龙
受保护的技术使用者：杭州卡涞复合材料科技有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021/11/24