CN106742817A - 一种碳纤维泡沫夹层复合材料集装箱 - Google Patents

一种碳纤维泡沫夹层复合材料集装箱 Download PDF

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朱增余
罗国伟
杨朝坤
白文风
何乐为
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Abstract

本发明公开了一种碳纤维泡沫夹层集装箱，包括长方形结构的集装箱框架，所述集装箱框架包括底部框架、侧边框架和顶部框架，所述底部框架包括连接外板、底板、底板角型材、隔板固定型材，所述侧边框架及顶部框架四个角均设置内角型材和外角型材，在每个隔板固定型材之间及隔板固定型材与底板角型材之间均设置碳纤维夹芯板，所述碳纤维夹芯板及隔板固定型材铆接于内角型材和外角型材之间，所述箱门框中间设置碳纤维夹芯板。本碳纤维泡沫夹层集装箱结构设置合理简便，承压能力强且便于运输，另外设置分布合理的碳纤维夹芯板，降低集装箱的重量，进一步提高了集装箱的承受弯曲、冲击载荷，且具有高耐腐蚀性能。

Description

一种碳纤维泡沫夹层复合材料集装箱
技术领域
本发明涉及集装箱，尤其是一种碳纤维泡沫夹层复合材料集装箱，属于集装箱制造技术领域。
背景技术
集装箱是指具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。随着世界贸易的全球化，集装箱在国际运输中发挥着重要的作用。使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。
集装箱运输常见的有普通干货箱运输和特制的开顶箱运输。传统集装箱的立体结构复杂，且钢卷形状特殊，重量较大，而且有的钢卷表面较软，导致普通干货箱运输时货物固定的时候很不方便。从轻量化等的观点出发，亟需设计出结构简单、质量轻便且强度高的集装箱。
夹层复合材料在力学方面具有轻质、高比强度和高比模量等优点，在吸音隔热方面也具有独特的性能优势，所以已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运输各方面。
其中，纤维增强热固性树脂泡沫夹层复合材料已被很多国际知名的飞机和汽车制造公司作为内部轻质板，但是其夹层复合材料的外层和里层多采用无向纤维网或者普通二维织物作为增强体。散纤增强复合材料由于纤维体积含量受限所以力学特性不高，二维织物及其铺层增强复合材料存在易分层、边缘开裂、损伤容限低等缺点。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种结构合理、高强度及高韧性的碳纤维泡沫夹层复合材料集装箱。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种碳纤维泡沫夹层集装箱，包括长方形结构的集装箱框架，所述集装箱框架包括底部框架、侧边框架和顶部框架，所述底部框架的四边分别为两个连接外板和两个加厚的底板，在两个底板的端部及中部位置之间设置加强横梁，在连接外板及底板内均设置底板角型材，位于底板内的底板角型材与加强横梁交接，在底板上的两个底板角型材之间均匀设置隔板固定型材，
所述侧边框架包括对称设置在位于左侧的连接外板两端的两组侧边型材组件、对称设置在位于右侧的连接外板两端的两组侧边型材组件、竖直设置在前侧底板上方和后侧底板上方的隔板固定型材、以及竖直设置在左侧连接外板上方的中间箱门立柱，每组侧边型材组件均包括内角型材和外角型材，位于左侧的连接外板两端的两组侧边型材组件各安装有一个能相对开合的箱门框，
所述顶部框架的四边上均设置内角型材和外角型材，位于顶部框架的两条长边之间设置有隔板固定型材，所述集装箱框架左侧的两个箱门框内均安装有碳纤维夹芯板，除左侧面以外的集装箱框架各个侧面被隔板固定型材分隔的各个部分均安装有碳纤维夹芯板从而构成完整的集装箱箱体，
所述碳纤维夹芯板及隔板固定型材铆接于对应的内角型材和外角型材之间，
所述碳纤维夹芯板包括上表层、下表层、以及设置在上表层与下表层之间的两层泡沫层及中间隔层，所述中间隔层设置在两层泡沫层之间，进一步增强碳纤维夹芯板的强度。
作为优选，所述底板上设置叉车槽，便于集装箱的整体搬运。
作为优选，所述箱门框通过设置门铰链与侧边框架相连接，在箱门框及中间箱门立柱上设置配套的箱门搭扣件。
作为优选，所述底板、底板角型材、内角型材及外角型材均为L型铝型材，隔板固定型材为H型铝型材。
作为优选，所述碳纤维夹芯板的四周侧边上设置包边层，防止吸水浸湿材料，所述碳纤维夹芯板的两边靠近边缘10mm-50mm范围内设置向芯板内倾斜0.5mm-1mm，便于碳纤维夹芯板的卡接入隔板固定型材内。
作为优选，所述泡沫层的层数为2~8层。
作为优选，所述上表层、下表层及中间隔层均采用玻璃纤维织物或碳纤维织物增强热固性树脂复合材料。
作为优选，所述泡沫层采用硬质泡沫板，泡沫密度为0.01g/cm3-1.5g/cm3。
作为优选，所述碳纤维织物为单向织物或双向织物或多向织物，纤维细度范围为300tex-3300tex。
作为优选，所述热固性树脂采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂或三聚氰胺甲醛树脂或呋喃树脂或聚丁二烯树脂或有机硅树脂。
本发明采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本碳纤维泡沫夹层集装箱结构设置合理简便，承压能力强且便于运输，另外设置分布合理的碳纤维夹芯板，降低集装箱的重量，进一步提高了集装箱的承受弯曲、冲击载荷，且具有高耐腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明中碳纤维夹芯板截面结构示意图；
图2为本发明碳纤维泡沫夹层集装箱轴向结构示意图；
图3为本发明碳纤维泡沫夹层集装箱的框架爆炸示意图；
图4为本发明碳纤维泡沫夹层集装箱的箱门放大示意图；
图5为本发明装配孔位示意图。
图中：1-碳纤维夹芯板，101-上表层，102-泡沫层，103-中间隔层，104-下表层，202-连接外板，203-底板，204-加强横梁，205-底板角型材，206-隔板固定型材，207-内角型材，208-外角型材，209-叉车槽，210-箱门框，211-中间箱门立柱，212-门铰链，213-镇杆，214-把手锁件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图及技术方案作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
如图1至图5所示，一种碳纤维泡沫夹层集装箱，包括长方形结构的集装箱框架，所述集装箱框架包括底部框架、侧边框架和顶部框架，所述底部框架的四边分别为两个连接外板202和两个加厚的底板203，在两个底板的端部及中部位置之间设置加强横梁204，在连接外板202及底板203内均设置底板角型材205，位于底板203内的底板角型材205与加强横梁204交接，在底板上的两个底板角型材205之间均匀设置隔板固定型材206，
所述侧边框架包括对称设置在位于左侧的连接外板两端的两组侧边型材组件、对称设置在位于右侧的连接外板两端的两组侧边型材组件、竖直设置在前侧底板上方和后侧底板上方的隔板固定型材206、以及竖直设置在左侧连接外板上方的中间箱门立柱211，每组侧边型材组件均包括内角型材207和外角型材208，位于左侧的连接外板两端的两组侧边型材组件各安装有一个能相对开合的箱门框210，
所述顶部框架的四边上均设置内角型材207和外角型材208，位于顶部框架的两条长边之间设置有隔板固定型材206，所述集装箱框架左侧的两个箱门框210内均安装有碳纤维夹芯板1，除左侧面以外的集装箱框架各个侧面被隔板固定型材206分隔的各个部分均安装有碳纤维夹芯板1从而构成完整的集装箱箱体，
所述碳纤维夹芯板1及隔板固定型材206铆接于对应的内角型材207和外角型材208之间，
所述碳纤维夹芯板1包括上表层101、下表层104、以及设置在上表层101与下表层104之间的两层泡沫层102及中间隔层103，所述中间隔层103设置在两层泡沫层102之间，进一步增强碳纤维夹芯板1的强度。
本较佳实施方式中，所述底板上设置叉车槽209，便于集装箱的整体搬运；所述箱门框210通过设置门铰链212与侧边框架相连接，在箱门框210及中间箱门立柱211上设置配套的镇杆213和把手锁件214；所述底板角型材205、内角型材207及外角型材208均为L型铝型材，隔板固定型材206为H型铝型材；所述碳纤维夹芯板1的四周侧边上设置包边层，防止吸水浸湿材料，所述碳纤维夹芯板1的两边靠近边缘10mm-50mm范围内设置向芯板内倾斜0.5mm-1mm，便于碳纤维夹芯板1的卡接入隔板固定型材206内。
本较佳实施方式中，所述上表层101、下表层104及中间隔层103均采用玻璃纤维织物或碳纤维织物增强热固性树脂复合材料；所述泡沫层102采用硬质泡沫板，泡沫密度为0.01g/cm3-1.5g/cm3；所述碳纤维织物为单向织物或双向织物或多向织物，纤维细度范围为300tex-3300tex；所述热固性树脂采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂或三聚氰胺甲醛树脂或呋喃树脂或聚丁二烯树脂或有机硅树脂。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种碳纤维泡沫夹层集装箱，包括长方形结构的集装箱框架，所述集装箱框架包括底部框架、侧边框架和顶部框架，其特征在于：所述底部框架的四边分别为两个连接外板和两个加厚的底板，在两个底板的端部及中部位置之间设置加强横梁，在连接外板及底板内均设置底板角型材，位于底板内的底板角型材与加强横梁交接，在底板上的两个底板角型材之间均匀设置隔板固定型材，
所述侧边框架包括对称设置在位于左侧的连接外板两端的两组侧边型材组件、对称设置在位于右侧的连接外板两端的两组侧边型材组件、竖直设置在前侧底板上方和后侧底板上方的隔板固定型材、以及竖直设置在左侧连接外板上方的中间箱门立柱，每组侧边型材组件均包括内角型材和外角型材，位于左侧的连接外板两端的两组侧边型材组件各安装有一个能相对开合的箱门框，
所述顶部框架的四边上均设置内角型材和外角型材，位于顶部框架的两条长边之间设置有隔板固定型材，所述集装箱框架左侧的两个箱门框内均安装有碳纤维夹芯板，除左侧面以外的集装箱框架各个侧面被隔板固定型材分隔的各个部分均安装有碳纤维夹芯板从而构成完整的集装箱箱体，
所述碳纤维夹芯板包括上表层、下表层、以及设置在上表层与下表层之间的两层泡沫层及中间隔层，所述中间隔层设置在两层泡沫层之间。
2.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述底板上设置叉车槽。
3.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述箱门框通过设置门铰链与侧边框架相连接，在箱门框及中间箱门立柱上设置配套的箱门搭扣件。
4.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述底板、底板角型材、内角型材及外角型材均为L型铝型材，隔板固定型材为H型铝型材。
5.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述碳纤维夹芯板的四周侧边上设置包边层，所述碳纤维夹芯板的两边靠近边缘10mm-50mm范围内设置向芯板内倾斜0.5mm-1mm。
6.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述泡沫层的层数为2~8层。
7.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述泡沫层采用硬质泡沫板，泡沫密度为0.01g/cm3-1.5g/cm3。
8.根据权利要求1所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述上表层、下表层及中间隔层均采用玻璃纤维织物或碳纤维织物增强热固性树脂复合材料。
9.根据权利要求8所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述碳纤维织物为单向织物或双向织物或多向织物，纤维细度范围为300tex-3300tex。
10.根据权利要求8所述的碳纤维泡沫夹层集装箱，其特征在于：所述热固性树脂采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂或三聚氰胺甲醛树脂或呋喃树脂或聚丁二烯树脂或有机硅树脂。
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