CN109263156B - 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法 - Google Patents

一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109263156B
CN109263156B CN201811125628.9A CN201811125628A CN109263156B CN 109263156 B CN109263156 B CN 109263156B CN 201811125628 A CN201811125628 A CN 201811125628A CN 109263156 B CN109263156 B CN 109263156B
Authority
CN
China
Prior art keywords
end frame
vehicle body
bearing framework
rail transit
outer panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811125628.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109263156A (zh
Inventor
栾贻浩
李言
金鑫
李明
唐占文
周宇
凌辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Lu Tong Rail Vehicle Equipment Co ltd
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Original Assignee
Changchun Lu Tong Rail Vehicle Equipment Co ltd
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Lu Tong Rail Vehicle Equipment Co ltd, China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology filed Critical Changchun Lu Tong Rail Vehicle Equipment Co ltd
Priority to CN201811125628.9A priority Critical patent/CN109263156B/zh
Publication of CN109263156A publication Critical patent/CN109263156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109263156B publication Critical patent/CN109263156B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/08Sides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法,属于复合材料结构成型技术领域。所述裙板结构包括外面板、承力骨架、内面板及蜂窝芯,所述承力骨架包括上端框、下端框和设置在所述上端框和下端框之间的加强筋条,所述承力骨架由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述外面板和内面板均由纤维增强树脂基复合材料制成,所述外面板、承力骨架及内面板依次叠放且固定连接,所述承力骨架将所述外面板和内面板之间的夹层分隔成若干块区域,所述蜂窝芯填充在所述若干块区域内。所述裙板结构具有良好的刚度、耐冲击、耐疲劳等特性,同时整个裙板的重量可降低30%左右。

Description

一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法
技术领域
本发明涉及一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法,属于复合材料结构成型技术领域。
背景技术
轨道交通车体裙板,位于车体侧墙下边,由于车体裙板具有一定曲面形状且尺寸较大,因而成型困难,产品制造过程中容易变形,尺寸不稳定,目前车体裙板主要以铝合金材料为主。
时速400公里高速客车在运行过程中,受力条件更加复杂,运行工况更加严苛,需要车体裙板具有更高刚度、耐冲击、耐疲劳等特性,同时由于速度的提高,对车体减重提出了更高的要求。现有铝合金材料裙板已无法满足高速客车的使用需求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法,所述裙板结构具有良好的刚度、耐冲击、耐疲劳等特性,同时整个裙板的重量可降低30%左右。
为实现以上发明目的,本发明包括如下技术方案:
一种轨道交通车辆车体裙板结构,包括外面板、承力骨架、内面板及蜂窝芯,所述承力骨架包括上端框、下端框和设置在所述上端框和下端框之间的加强筋条,所述承力骨架由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述内面板为纤维增强树脂基复合材料,所述外面板位于内表面的部分为纤维增强树脂基复合材料,所述外面板、承力骨架及内面板依次叠放且固定连接,所述承力骨架将所述外面板和内面板之间的夹层分隔成若干块区域,所述蜂窝芯填充在所述若干块区域内。
在一可选实施例中,所述外面板位于外表面的一层为铝板或芳纶纤维增强树脂基复合材料、其余层为玻璃纤维和/或碳纤维增强树脂基复合材料。
在一可选实施例中,所述蜂窝芯为体积密度为50~100kg/m3的蜂窝芯。
在一可选实施例中,所述内面板为碳纤维增强树脂基复合材料。
在一可选实施例中,所述承力骨架外层的复合材料为玻璃纤维增强树脂基复合材料,所述承力骨架的泡沫内芯的体积密度为65~200kg/m3、玻璃化转变温度≥140℃。
在一可选实施例中,所用树脂基体均为无卤阻燃树脂基体。
在一可选实施例中,所述外面板的总厚度为1-3mm,位于外表面的一层厚度为0.2-0.8mm,所述蜂窝芯的厚度为10-25mm,所述内面板的厚度为1-2mm。
在一可选实施例中,所述加强筋条的宽度为20-200mm,两条所述加强筋之间的距离为300-1500mm。
在一可选实施例中,所述外面板及内面板均为弧形板状结构,且所述内面板的内表面四周设有密封材料安装槽。
在一可选实施例中,所述上端框上设有多个铰链,所述铰链用于与车体连接。
在一可选实施例中,所述铰链设有端框插头和轴孔,所述上端框上设有多个铰链安装孔,所述端框插头与所述铰链安装孔适配,并与所述铰链安装孔的孔壁固定连接,所述轴孔用于与所述车体上的连接件连接。
一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,包括以下步骤:
步骤1:制作承力骨架及未固化的外面板,其中所述承力骨架包括上端框、下端框和设置在所述上端框和下端框之间的加强筋条,所述承力骨架由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述外面板位于内表面的部分为纤维增强树脂基复合材料,;
步骤2:在所述未固化的外面板的内表面上铺放第一胶膜,然后将步骤1 制得的承力骨架放置在所述第一胶膜上,并将蜂窝芯填充在所述承力骨架在所述未固化的外面板上形成的若干个区域内,使填充的蜂窝芯与所述未固化的外面板的上表面形成与所述内面板的内表面一致的面;
步骤3:在所述承力骨架和蜂窝芯的上表面铺放第二胶膜,并在所述第二胶膜上铺层形成未固化的外面板,得到待固化裙板;
步骤4、对步骤3得到的待固化裙板进行固化,得到裙板结构。
在一可选实施例中,步骤1所述的制作承力骨架,包括:
根据承力骨架的结构制作泡沫内芯;
采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,铺层完成后固化,得到承力骨架。
在一可选实施例中,所述上端框上设有多个铰链,所述铰链设有端框插头和轴孔,所述上端框上设有多个铰链安装孔,所述端框插头与所述铰链安装孔适配,所述的采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,包括:
采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,并根据所述铰链安装孔的设计位置,在铺设若干层后,在所述铰链安装孔的对应位置放置安装孔模具,继续铺层;
完成铺层之后,将所述端框插头装配至所述安装孔内并固定。
在一可选实施例中,所述第一胶膜和第二胶膜均为在120-140℃下固化的环氧胶膜。
在一可选实施例中,步骤4所述的固化,包括:在120-140℃、0.1~0.3MPa 下,固化60~240min。
本发明的有益效果为:
(1)本发明实施例提供的轨道交通车辆车体裙板结构通过将裙板结构设计成面板夹层结构,采用复合材料制作内、外面板,采用纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成制成骨架,通过蜂窝芯填充夹层,使整个裙板结构具有良好的刚度、耐冲击、耐疲劳等特性,同时整个裙板的重量可降低30%左右;
(2)本发明实施例提供的裙板结构可以抵抗沙子石子(垂直临界击穿速度为100米/秒)等飞来物体的冲击,可承受±7850Pa气动静载荷要求。
(3)本发明实施例提供的裙板结构成品内应力小,热膨胀匹配性能好,可在–50℃~70℃的温度范围内交替使用,具有较好的耐疲劳性能,振动疲劳寿命可以≥107次。
(4)采用无卤阻燃预浸料、芳纶纸蜂窝芯材,可以满足轨道交通车辆对防火性能的要求,产品可以满足DIN5510、EN45545、BS6853等防火要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构正视示意图;
图2为本发明实施例提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构侧视示意图;
图3为本发明实施例提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构的承力骨架结构示意图;
图4为本发明实施例提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构的蜂窝芯块示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例,对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
参见图1和2,本发明实施例提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构,包括外面板1、承力骨架2、内面板3及蜂窝芯4,如图3所示,承力骨架2包括上端框21、下端框22和设置在所述上端框21和下端框22之间的加强筋条23,承力骨架2由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述外面板1和内面板3均由纤维增强树脂基复合材料制成,承力骨架2、外面板1 和内面板3依次叠放且固定连接,如图3所示,承力骨架2将外面板1和内面板3之间的夹层分隔成若干块区域,如图4所示,蜂窝芯4包括不同形状的多块,具体分块方式根据增强骨架结构确定,蜂窝芯4填充在所述若干块区域内,与承力骨架2共同形成中间层。
具体地,本发明实施例中,承力骨架2优选一体成型,承力骨架2与外面板1以及承力骨架2与内面板3之间可以通过胶粘、紧固件连接等连接形式固定连接;蜂窝芯4可以为金属材料蜂窝芯也可以为复合材料蜂窝芯,例如为铝蜂窝芯、玻璃钢蜂窝芯或芳纶纸蜂窝芯,优选体积密度为50~100kg/m3的蜂窝芯,优选具有阻燃性能的浸渍有酚醛树脂的芳纶纸蜂窝芯(市售产品);蜂窝芯 4与承力骨架2、蜂窝芯与内、外面板之间可以通过胶接方式连接;本发明实施例中,各复合材料所用树脂基可以为酚醛树脂基体、环氧树脂基体、苯并恶嗪树脂基体等,优选无卤阻燃树脂基体,更优选航天材料及工艺研究所的401、 610B树脂体系,以满足对防火性能的要求。如图1所示,本发明实施例提供的轨道交通车辆车体裙板结构可以根据需要开设透视窗6。
本发明实施例提供的轨道交通车辆车体裙板结构通过将裙板结构设计成面板夹层结构,采用复合材料制作内、外面板,采用纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成骨架,通过蜂窝芯填充夹层,使整个裙板结构具有良好的刚度、耐冲击、耐疲劳等特性,同时整个裙板的重量可降低30%左右;本发明实施例提供的裙板结构可以抵抗沙子石子(垂直临界击穿速度为100米/ 秒)等飞来物体的冲击,可承受±7850Pa气动静载荷要求。
在一可选实施例中,所述外面板1位于外表面的一层为铝板或芳纶纤维增强树脂基复合材料、其余层为玻璃纤维和/或碳纤维增强树脂基复合材料。具体地,本发明实施例中以裙板装配完成后裸露在外的表面作为各面板的外表面,以位于裙板内部的表面作为各面板的内表面。本发明实施例提供的外面板结构既能进一步提高裙板的抗冲击能力,又能进一步降低重量。
在一可选实施例中,所述内面板3优选碳纤维增强树脂基复合材料;承力骨架2外层的复合材料优选玻璃纤维增强树脂基复合材料,承力骨架2的泡沫内芯优选体积密度为65~200kg/m3、玻璃化转变温度≥140℃的泡沫芯,更优选PET、PMI、PI泡沫。上述泡沫在保证刚度的同时能够进一步减重。
本发明实施例中,碳纤维优选T300、T700级碳纤维,玻璃纤维优选面密度为100~400克/米2的平纹、斜纹或缎纹;芳纶纤维优选面密度为100~300g/m2的平纹、斜纹或缎纹织物。
在一可选实施例中,所述外面板1的总厚度为1-3mm,位于外表面的一层厚度为0.2-0.8mm,所述蜂窝芯4的厚度为10-25mm,所述内面板3的厚度为 1-2mm。该结构可以提高裙板刚度,在列车运行过程中,受到气流冲击时,裙板变形小,可承受±7850Pa气动静载荷要求,满足列车时速400km/h,最大风速33m/s运行条件下的使用要求。
在一可选实施例中,所述加强筋条23的宽度为20-200mm,两条所述加强筋之间的距离为300-1500mm,以在确保结构刚度的同时进一步实现减重。
在一可选实施例中,所述外面板1及内面板3均为弧形板状结构,且所述内面板3的内表面四周设有密封材料安装槽,所述密封材料安装槽可以是金属材质也可以是复合材料材质,可以通过胶接、紧固件连接等方式与内面板3固定连接,通过设置密封胶材料安装槽可以实现裙板与车体间的密封连接。
参见图1和2,在一可选实施例中,所述上端框21上设有多个铰链5,铰链5用于与车体连接。在一可选实施例中,铰链5设有端框插头和轴孔,所述上端框21上设有多个铰链安装孔,所述端框插头与所述铰链安装孔适配,并与所述铰链安装孔的孔壁通过胶接、紧固件连接等方式固定连接,优选采用固化温度为90~140℃的高强度结构胶胶接,所述轴孔用于与所述车体上的连接件连接。
本发明实施例还提供了一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,用于制备上述裙板结构,所述方法包括以下步骤:
步骤1:制作承力骨架及未固化的外面板1,其中承力骨架2包括上端框 21、下端框22和设置在所述上端框21和下端框22之间的加强筋条23,承力骨架2由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述外面板 1由纤维增强树脂基复合材料制成;
具体地,承力骨架外部的复合材料采用第一预浸料铺层、固化制得,第一预浸料的面密度优选150~600g/m2,更优选100~300g/m2,以提高面板整体力学性能,固化时可采用真空固化或热压罐固化,优选热压罐固化;在一可选实施例中,步骤1所述的制作承力骨架,包括:根据承力骨架的设计结构泡沫内芯;采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,铺层完成后固化,得到承力骨架;
在一可选实施例中,外面板1由至少两层板状结构层叠构成,其中位于外表面的一层为铝板或芳纶纤维增强树脂基复合材料、其余层为玻璃纤维和/或碳纤维增强树脂基复合材料。各层采用树脂体系的预浸料进行铺层。当外表面为铝板时,铝板厚度优选0.2~0.6mm,当外表面为芳纶纤维增强树脂基复合材料时,所用芳纶预浸料优选面密度为100~200g/m2;其余层的铺层层数优选4~15层,根据刚度需求控制外面板1总厚度在1~3mm范围内,优选2~3mm,以提高外蒙皮的抗冲击性能和刚度;可采用单向带或纤维织物作为增强体;铺层为多个方向,保证材料力学性能均衡;层数较少时,采用面密度较小的预浸料,以保证面板整体刚度及层间性能;
步骤2:在所述未固化的外面板1的内表面上铺放第一胶膜,然后将步骤1 制得的承力骨架放置在所述第一胶膜上,并将蜂窝芯4填充在承力骨架2在所述未固化的外面板1上形成的若干个区域内,使填充的蜂窝芯4与所述未固化的外面板1的上表面形成与所述内面板3的内表面一致的面;
具体地,第一胶膜层优选面密度为200~600g/m2的中温固化体系,优选固化温度为120~140℃,固化时间为60~240min,优选HTJ-130、J-47等中温胶膜;
步骤3:在承力骨架2和蜂窝芯4的上表面铺放第二胶膜,并在所述第二胶膜上铺层形成未固化的外面板1,得到待固化组件;
具体地,可以采用步骤1中所用的预浸料进行铺层,也可以采用其他预浸料进行铺层,第二胶膜层可以与第一胶膜层形同也可以不同,第二胶膜层优选固化温度为120~140℃,固化时间为60~240min,优选HTJ-130、J-47等中温胶膜;
步骤4、对步骤3得到的待固化组件进行固化,得到裙板结构。
具体地,本发明实施例中,固化时,温度优选120~140℃,固化时间为60~240min,固化压力为0.1~0.3Mpa;固化结束后,保压降温至50℃以下,采用本方法,可防止产品变形,提高尺寸精度。
车体裙板结构通过将复合材料做成面板层,由蜂窝芯实现内外面板层的弧度统一,保证了大尺寸曲面形状裙板结构的面型精度,通过设置复合材料整体承力骨架,保证了大尺寸裙板结构的力学强度;该结构由于采用复合材料及空心结构使大尺寸裙板结构的重量降低了30%以上,满足车体轻量化要求。
本实施例中,关于裙板结构的描述参见上述裙板结构实施例,在此不再赘述。
在一可选实施例中,所述上端框21上设有多个铰链,所述铰链设有端框插头和轴孔,所述上端框21上设有多个铰链安装孔,所述端框插头与所述铰链安装孔适配,所述的采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,包括:
采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,并根据所述铰链安装孔的设计位置,在铺设若干层后,在所述铰链安装孔的对应位置放置安装孔模具,继续铺层;完成铺层之后,将所述端框插头装配至所述安装孔内并固定。通过设计模具,并在铺层时预留铰链安装孔,可以降低加工成本,提高生产效率。
本发明实施例中,还可以通过螺钉、螺栓、铆钉等紧固件将加强筋与外面板、铰链与内面板或者铰链与外面板等部件进一步加强连接,以提高裙板的使用寿命。
在另一实施例中,外面板1、承力骨架2及内面板3可以分别固化成型后再组装,本发明不作限定。
以下为本发明的具体实施例,实施例中所用原料均为市售产品:
本实施例提供了一种400公里时速列车用车体裙板结构,如图1所示,所述车体裙板结构的总尺寸为1500×800mm,截面呈圆弧型,所述方法包括:
步骤(一)、如图2所示,根据车体裙板结构设计尺寸,制备作为承力骨架的一体化的泡沫芯,所述泡沫芯采用体积密度为100kg/m3的PMI泡沫;
步骤(二)、采用热熔法将无卤阻燃环氧树脂与玻璃纤维复合,制成面密度为200g/m2的第一预浸料,并采用第一预浸料在一体化泡沫芯上铺层3~4层,固化,得到纵向加强筋宽度为30mm、间距为200~800mm、端框(上端框和下端框)宽度为100mm厚度为17mm的承力骨架。固化条件为0.1~0.3MPa、 120℃,下固化6h。
步骤(三)采用购买自Gruit公司的室温固化结构胶,连接步骤(二)所得整体承力骨架和金属铰链,骨架中铰链连接部位在步骤(二)中已经进行了局部加强处理。
步骤(四)、采用面密度为200g/m2的芳纶平纹织物预浸料在外面板模具上铺层,铺层层数为2层,接着铺放同样树脂体系的面密度为200g/m2的碳纤维单向预浸料,铺层层数为8,铺层结束后进行压实处理,控制后续得到的固化后外面板总厚度为2mm。所有面板采用的树脂体系均为同一钟无卤阻燃树脂体系,得到的复合材料性能满足EN45545标准的HL2等级。本步骤完成后,进行压实处理。
步骤(五)、在步骤(四)得到待固化外面板上铺放固化温度为130℃度的环氧胶膜,胶膜面密度为360g/m2,胶膜固化时间为120min。
步骤(六)、在步骤(五)所述的胶膜上放置步骤(三)得到的承力骨架,承力骨架中分隔成的区域填充浸渍过酚醛树脂并固化后的芳纶纸蜂窝芯(型号为JY1-4.8-48),蜂窝芯体积密度为72kg/m3,蜂窝芯高度微17mm,与承力骨架相同,承力骨架和芳纶蜂窝形成中间层。
步骤(七)、在步骤(六)所述的承力骨架与芳纶蜂窝芯形成的中间层的表面,铺放与步骤(五)相同的胶膜。
步骤(八)、在步骤(七)所述的胶膜上铺放与步骤(四)相同的碳纤维预浸料,铺放层数为5~6层,形成未固化的内面板,控制内面板固化后的厚度为 1mm。铺层结束后,得到待固化的裙板;步骤(九)、将步骤(八)所述的待固化裙板进行固化,固化温度为130℃、压力为0.1~0.4MPa、固化时间为120min。
步骤(十)、按照尺寸要求,对外围进行打磨处理、局部处理。得到400公里时速列车用车体裙板结构。
本发明实施例提供的400公里时速列车用车体裙板结构外面板厚度为 1.5mm、蜂窝芯厚度为18mm及内面板层厚度为1.0mm。
对车体裙板结构进行耐高低温性能、力学性能、防火性能等进行测试,测试结果为:车体裙板结构平压强度为4.0MPa,蜂窝芯层和面板的剥离强度为: 42N·mm/mm,根据GB/T17748-2008的规定高低温测试要求,-40~80℃范围内,可循环50次以上,对产品可承受±7850Pa气动静载荷要求,满足列车时速 400km/h,最大风速33m/s运行条件下的使用要求,通过疲劳试验可承受107次震动疲劳测试。根据EN45545进行成品防火测试检测,可以满足HL2等级的防火要求。
以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (16)

1.一种轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,包括外面板、承力骨架、内面板及蜂窝芯,所述承力骨架包括上端框、下端框和设置在所述上端框和下端框之间的加强筋条,所述承力骨架由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述内面板为纤维增强树脂基复合材料,所述外面板位于内表面的部分为纤维增强树脂基复合材料,所述外面板、承力骨架及内面板依次叠放且固定连接,所述承力骨架将所述外面板和内面板之间的夹层分隔成若干块区域,所述蜂窝芯填充在所述若干块区域内。
2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述外面板位于外表面的一层为铝板或芳纶纤维增强树脂基复合材料、其余部分为玻璃纤维和/或碳纤维增强树脂基复合材料。
3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述蜂窝芯为体积密度为50~100kg/m3的蜂窝芯。
4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述内面板为碳纤维增强树脂基复合材料。
5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述承力骨架外层的复合材料为玻璃纤维增强树脂基复合材料,所述承力骨架的泡沫内芯的体积密度为65~200kg/m3、玻璃化转变温度≥140℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所用树脂基体均为无卤阻燃树脂。
7.根据权利要求1-5任一项所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述外面板的总厚度为1-3mm,位于外表面的一层厚度为0.2-0.8mm,所述蜂窝芯的厚度为10-25mm,所述内面板的厚度为1-2mm。
8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述加强筋条的宽度为20-200mm,两条所述加强筋之间的距离为300-1500mm。
9.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述外面板及内面板均为弧形板状结构,且所述内面板的内表面四周设有密封材料安装槽。
10.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述上端框和/或下端框上设有多个铰链,所述铰链用于与车体连接。
11.根据权利要求10所述的轨道交通车辆车体裙板结构,其特征在于,所述铰链设有端框插头和轴孔,所述上端框上设有多个铰链安装孔,所述端框插头与所述铰链安装孔适配,并与所述铰链安装孔的孔壁固定连接,所述轴孔用于与所述车体上的连接件连接。
12.一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:制作承力骨架及未固化的外面板,其中所述承力骨架包括上端框、下端框和设置在所述上端框和下端框之间的加强筋条,所述承力骨架由纤维增强树脂基复合材料包覆泡沫内芯结构的材料制成,所述外面板位于内表面的部分为纤维增强树脂基复合材料;
步骤2:在所述未固化的外面板的内表面上铺放第一胶膜,然后将步骤1制得的承力骨架放置在所述第一胶膜上,并将蜂窝芯填充在所述承力骨架在所述未固化的外面板上形成的若干个区域内;
步骤3:在所述承力骨架和蜂窝芯的上表面铺放第二胶膜,并在所述第二胶膜上铺层形成未固化的外面板,得到待固化裙板;
步骤4、对步骤3得到的待固化裙板进行固化,得到裙板结构。
13.根据权利要求12所述的一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,其特征在于,步骤1所述的制作承力骨架,包括:
根据承力骨架的结构制作泡沫内芯;
采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,铺层完成后固化,得到承力骨架。
14.根据权利要求13所述的一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,其特征在于,所述上端框上设有多个铰链,所述铰链设有端框插头和轴孔,所述上端框上设有多个铰链安装孔,所述端框插头与所述铰链安装孔适配,所述的采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,包括:
采用纤维增强树脂基预浸料在所述泡沫内芯的外表面进行铺层,并根据所述铰链安装孔的设计位置,在铺设若干层后,在所述铰链安装孔的对应位置放置安装孔模具,继续铺层;
完成铺层之后,将所述端框插头装配至所述安装孔内并固定。
15.根据权利要求12所述的一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,其特征在于,所述第一胶膜和第二胶膜均为在120-140℃下固化的环氧胶膜。
16.根据权利要求12所述的一种轨道交通车辆车体裙板结构的成型方法,其特征在于,步骤4所述的固化,包括:在120-140℃、0.1~0.3MPa下,固化60~240min。
CN201811125628.9A 2018-09-26 2018-09-26 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法 Active CN109263156B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811125628.9A CN109263156B (zh) 2018-09-26 2018-09-26 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811125628.9A CN109263156B (zh) 2018-09-26 2018-09-26 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109263156A CN109263156A (zh) 2019-01-25
CN109263156B true CN109263156B (zh) 2021-03-26

Family

ID=65198276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811125628.9A Active CN109263156B (zh) 2018-09-26 2018-09-26 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109263156B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109572729A (zh) * 2019-01-30 2019-04-05 重庆中车长客轨道车辆有限公司 一种裙板结构
CN112976720A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 山东圣泉新材料股份有限公司 一种蜂窝复合板及其制备方法和应用
CN111186457B (zh) * 2020-01-19 2021-06-22 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 轨道列车转向架侧裙板结构及轨道列车

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107553997A (zh) * 2017-08-18 2018-01-09 航天材料及工艺研究所 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法
CN107933590A (zh) * 2017-11-27 2018-04-20 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种蜂窝夹芯结构裙板及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107553997A (zh) * 2017-08-18 2018-01-09 航天材料及工艺研究所 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法
CN107933590A (zh) * 2017-11-27 2018-04-20 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种蜂窝夹芯结构裙板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109263156A (zh) 2019-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105500837B (zh) 复合材料制作高铁设备舱裙板的工艺
CN109263156B (zh) 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法
CN107128474B (zh) 复合材料帽形加筋件、复合材料帽形加筋压力腹板及其制造方法
CN107553997B (zh) 一种轨道交通车辆车体裙板结构及其成型方法
CN103318203B (zh) 带有仿机翼的空气动力悬浮列车的轻质复合材料车厢结构
CN101289017B (zh) 高速列车用复合材料结构及其制造方法
CN102241166A (zh) 小型无人机专用蜂窝复合材料
CN102653316B (zh) 损坏的结构的维修部件和方法,以及用于实施的维修工具
EP3450166A1 (en) Methods and apparatus to couple a decorative layer to a panel via a high-bond adhesive layer
CN103538715B (zh) 一种复合材料π型耳片式接头及其整体共固化成型方法
US9144948B2 (en) Hat stiffeners with canted webs
CN102806989A (zh) 整体加强面板
CN205818540U (zh) 一种复合车厢夹层板
CN108183181A (zh) 一种电动汽车电池包的制作方法及电池包
CN105584058B (zh) 复合材料制作高铁设备舱底板的工艺
CN106476330A (zh) 一种轨道车辆芳纶蜂窝侧顶板及其制备方法
CN105690799A (zh) 碳纤维增强树脂基复合材料轨道车辆车头罩的制备方法
CN108454641B (zh) 轨道车辆司机室地板及其制造方法
CN216183390U (zh) 一种轨道客车用复合材料地板
CN111775985A (zh) 磁悬浮车辆的司机室头罩及其制作方法
CN202088536U (zh) 小型无人机专用蜂窝复合材料
CN212373368U (zh) 磁悬浮车辆的司机室头罩
CN211167136U (zh) 一种超轻保温板
CN219487424U (zh) 一种轨道车辆通风格栅
CN113764801A (zh) 一种轻量化防穿刺复合材料电池包壳体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant