CN108372866B - 高强度碳纤维复合材料枕梁及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度碳纤维复合材料枕梁及其生产方法，该枕梁包括上面板、加强筋框架和下面板，上面板、加强筋框架和下面板均采用碳纤维复合材料制成，加强筋框架设于上面板与下面板间，上面板采用整体面板结构，下面板采用整体面板结构；与现有结构相比，该种高强度碳纤维复合材料枕梁及其生产方法，得到的枕梁作为轨道车辆的主承力结构件之一，能充分发挥其比强度比模量高以及可设计性特点大大减轻结构重量，从而达到良好的减重目标。得到的高强度碳纤维复合材料枕梁结构满足使用要求、性能指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度碳纤维复合材料枕梁及其生产方法。
背景技术
随着国内轨道交通领域减重要求越来越高，铝合金结构已难以满足相关指标，而碳纤维复合材料作为一种在航空航天领域减重中发挥重要作用的材料日益受到各行业的关注。
碳纤维复合材料具有比强度和比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳、阻尼性能好、高安全性、可设计性强以及易于整体成型等特点，在航空、航天等领域获得成熟应用。
如何设计一种满足使用要求、性能指标的枕梁结构是目前应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度碳纤维复合材料枕梁及其生产方法，解决现有技术中存在的枕梁采用铝合金结构重量较大，难以满足相关指标的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种高强度碳纤维复合材料枕梁，包括上面板、加强筋框架和下面板，上面板、加强筋框架和下面板均采用碳纤维复合材料制成，加强筋框架设于上面板与下面板间，上面板采用整体面板结构，下面板采用整体面板结构。
进一步地，上面板包括上板左部、上板中部和上板右部，上板左部和上板右部分别设于上板中部的两侧。
进一步地，上板左部和上板右部分别采用L形。
进一步地，加强筋框架包括若干纵筋和若干横筋，相邻的纵筋平行设置，相邻的纵筋间垂直设有横筋。
进一步地，下面板包括下板左部、下板中部和下板右部，下板左部和下板右部分别设于下板中部的两侧。
进一步地，下板左部和下板右部分别采用L形。
进一步地，上面板与下面板通过金属连接件连接。
一种上述任一项所述高强度碳纤维复合材料枕梁的生产方法，包括以下步骤，
S1、通过有限元分析确定枕梁详细结构布置形式以及铺层；
S2、通过FiberSim分析设计碳纤维枕梁的铺层、分析其工艺性，枕梁采用热压罐工艺制造上面板、加强筋框架和下面板，再通过胶铆混合连接形式装配。
本发明的有益效果是：与现有结构相比，该种高强度碳纤维复合材料枕梁及其生产方法，得到的枕梁作为轨道车辆的主承力结构件之一，能充分发挥其比强度比模量高以及可设计性特点大大减轻结构重量，从而达到良好的减重目标。得到的高强度碳纤维复合材料枕梁结构满足使用要求、性能指标。
附图说明
图1是本发明实施例高强度碳纤维复合材料枕梁的分解结构示意图；
图2是实施例高强度碳纤维复合材料枕梁的结构示意图；
其中：1-上面板，2-下面板，3-加强筋框架，4-金属连接件；
11-上板左部，12-上板中部，13-上板右部；
21-下板左部，22-下板中部，23-下板右部；
31-纵筋，32-横筋。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
一种高强度碳纤维复合材料枕梁，如图1和图2，包括上面板1、加强筋框架3和下面板2，上面板1、加强筋框架3和下面板2均采用碳纤维复合材料制成，加强筋框架3设于上面板1与下面板2间，上面板1采用整体面板结构，下面板2采用整体面板结构。
与现有结构相比，该种高强度碳纤维复合材料枕梁，能充分发挥其比强度比模量高以及可设计性特点大大减轻结构重量，从而达到良好的减重目标，满足使用要求、性能指标。
实施例中，上面板1包括上板左部11、上板中部12和上板右部13，上板左部11和上板右部13分别设于上板中部12的两侧。上板左部11和上板右部13分别采用L形。加强筋框架3包括若干纵筋31和若干横筋32，相邻的纵筋31平行设置，相邻的纵筋31间垂直设有横筋32。下面板2包括下板左部21、下板中部22和下板右部23，下板左部21和下板右部23分别设于下板中部22的两侧。下板左部21和下板右部23分别采用L形。上面板1与下面板2通过金属连接件4连接。
一种上述任一项所述高强度碳纤维复合材料枕梁的生产方法，包括以下步骤，
S1、通过有限元分析确定枕梁详细结构布置形式以及铺层；
S2、通过FiberSim分析设计碳纤维枕梁的铺层、分析其工艺性，枕梁采用热压罐工艺制造上面板1、加强筋框架3和下面板2，再通过胶铆混合连接形式装配。
实施例中，上面板1虞下面板2的设计中采用变化后方案，根据各个区域受力不同，优化其厚度与铺层。上面板1与下面板2根据受力要求在拐角区域最厚其余地方较薄，纵筋31保证连续，横筋32断开。
加强筋框架3采用纵横形式，纵筋31总体连续，横筋32断开，其厚度同样根据受力不同呈现不同变化。设计充分发挥复合材料可设计性以及自身比强度、比刚度大特点，达到减重目标。
上面板1、下面板2与加强筋采用热压罐工艺分别单独制造、加工，检验合格后按图纸装配，装配主要采用胶铆混合连接方式。
工艺设计中采用FiberSIM软件分析制件工艺性，确定铺层样式保证满足设计要求。
实施例可以有各种变化和改进，这些都要求在保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高强度碳纤维复合材料枕梁，其特征在于：包括上面板、加强筋框架和下面板，上面板、加强筋框架和下面板均采用碳纤维复合材料制成，加强筋框架设于上面板与下面板间，上面板采用整体面板结构，下面板采用整体面板结构；上面板包括上板左部、上板中部和上板右部，上板左部和上板右部分别设于上板中部的两侧；上板左部和上板右部分别采用L形；加强筋框架包括若干纵筋和若干横筋，相邻的纵筋平行设置，相邻的纵筋间垂直设有横筋；下面板包括下板左部、下板中部和下板右部，下板左部和下板右部分别设于下板中部的两侧；下板左部和下板右部分别采用L形；该高强度碳纤维复合材料枕梁的生产方法，包括以下步骤，S1、通过有限元分析确定枕梁详细结构布置形式以及铺层；S2、通过FiberSim分析设计碳纤维枕梁的铺层、分析其工艺性，枕梁采用热压罐工艺制造上面板、加强筋框架和下面板，再通过胶铆混合连接形式装配。
2.如权利要求1所述的高强度碳纤维复合材料枕梁，其特征在于：与外部连接接口采用金属件。
3.一种权利要求2所述高强度碳纤维复合材料枕梁的生产方法。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104746392A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-07-01 | 衡水冀军工程技术有限公司 | 一种新型高强度高抗剪切合成轨枕及其制备方法 |
| CN106184269A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-12-07 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 中央牵引装置、转向架及轨道车辆 |
| CN106740961A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 跨座式单轨转向架铸造铝合金联系枕梁 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN106184269A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-12-07 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 中央牵引装置、转向架及轨道车辆 |
| CN106740961A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 跨座式单轨转向架铸造铝合金联系枕梁 |
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