CN110001797A - 一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板 - Google Patents
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Abstract
本发明创造公开了一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，包括依次贴合设置的多个工字梁，工字梁包括腹板、上平板和下平板，下平板的长度小于上平板的长度，在腹板上开设有多个杆孔，且多个工字梁通过插装在杆孔内的连接杆固定；所述工字梁和连接杆均采用复合材料并通过拉挤工艺生产，具有结构稳定，成本低，易安装，易于实现规模化生产的优点，同时可用于模块化设计的物流车厢复合材料底板结构，解决了复合材料在物流车厢主承力结构——底板部分，在制造及应用中存在的一系列难题，的底板有效减轻车身重量，提高运输效率，并延长了车厢的使用寿命，极大的提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明创造涉及物流车车厢，具体是一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板。
背景技术
现阶段物流车厢在进行底板设计时仍然以钢，铝等金属铸件或者木(竹)胶合板等胶合板材料为主，然而作为底板选材此类材质往往存在易腐蚀，隔振效果差等等问题。同时因其密度大，在应用中会大大增加整车质量，增加运营成本的同时也与国家节能减排的号召相悖。
复合材料以其密度低，性能优越以及可设计性强等优点，可以很好的解决前述材质存在的问题，并有效的提高车辆续航里程及载重量，因而推动复合材料在物流车厢上应用技术的开展具有重大的意义。
在欧美发达国家，复合材料已经被广泛应用，以取代其它不环保材料；我国对于复合材料在物流车上的应用的研究已经展开数年，在国内多家企业将复合材料车厢应用在新购车辆上，在实际应用中取得了极大的好评。
但对于复合材料的应用更多的集中在侧围及顶板结构上，作为主承力结构的底板在应用仍然存在以下几点问题：(1)、底板作为主承力结构，需要底板结构及材料本身具有较高的刚度；(2)、复合材料在进行大型制品制造时的模具，设备以及人工，材料等方面的投入大；(3)、如进行分块设计时对复合材料部件制件的连接设计难度大。
因此我们仍需继续深入研究，解决复合材料在物流车厢应用技术的瓶颈，使复合材料在物流车厢工程化应用达到最大。
发明创造内容
本发明创造的目的在于提供一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明创造提供如下技术方案：
一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，包括依次贴合设置的多个工字梁，工字梁包括腹板、上平板和下平板，下平板的长度小于上平板的长度，在腹板上开设有多个杆孔，且多个工字梁通过插装在杆孔内的连接杆固定；所述工字梁和连接杆均采用复合材料并通过拉挤工艺生产。
所述连接杆包括开槽杆和底杆，开槽杆底面和底杆顶面均为光滑平面，开槽杆下半部呈长方体形，开槽杆上半部呈半圆柱型，底杆呈半圆柱型，在开槽杆上半部开设有多个卡槽，且相邻两个卡槽之间的间距与上平板的宽度相匹配。
作为本发明创造的优选方案：所述杆孔位于腹板高度方向中央位置所述杆孔的孔径为φ14，相邻两个杆孔之间的孔心距为300mm。
与现有技术相比，本发明创造的有益效果是：本发明采用复合材料拉挤工艺生产的工字型材与连接杆拼接而成，1)、可以制造等截面不限长度制品的特点，有效的解决了传统制造大型制品过程中存在的模具，设备的局限性，并解决制造中消耗较多人工的问题，2)、在设计中，将连接杆分为两部分，大大降低了装配难度，同时有效降低了装配过程中对复合材料本身造成的损伤，3)、有效减少连接工作的工时消耗，便于进行批量化生产，可按照预想方案完成连接，减少材料的浪费，4)、可通过调整工字梁数量调节底板宽度，应对不同车型要求，达到模块化设计目的；总的来说，具有结构稳定，成本低，易安装，易于实现规模化生产的优点，同时可用于模块化设计的物流车厢复合材料底板结构，解决了复合材料在物流车厢主承力结构——底板部分，在制造及应用中存在的一系列难题，的底板有效减轻车身重量，提高运输效率，并延长了车厢的使用寿命，极大的提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明创造的结构示意图。
图2为本发明创造中工字梁的正视剖面图。
图3为本发明创造中开槽杆的正视图。
图4为本发明创造中底杆的正视图。
图5为本发明创造中开槽杆的右视剖面图。
图中1-工字梁，2-上平板，3-下平板，4-连接杆，5-开槽杆，6-底杆，7-卡槽，8-杆孔。
具体实施方式
下面将结合本发明创造实施例中的附图，对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-5，一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，包括依次贴合设置的多个工字梁1，工字梁1包括腹板、上平板2和下平板3，下平板3的长度小于上平板2的长度，在腹板上开设有多个杆孔8，且多个工字梁1通过插装在杆孔8内的连接杆4固定，通过可拆卸拼装的工字梁1组装形成底板，区别常规底板，安装难度降低，材料损伤能够控制到最小，便于进行批量生产，能够应对不同车型的要求，达到模块化设计目的。
具体的，所述工字梁1和连接杆4均采用复合材料并通过拉挤工艺生产，复合材料中可选用增强材料为玻璃纤维，树脂基体可为环氧树脂，此处不做具体限制；在进行生产时，工字梁1长度根据插入题尺寸进行定长切割后进行杆孔8的开设，开槽完成后按照车体宽度进行横向摆放并完成拼接，形成车厢底板的主体型材，摆放完成后向杆孔8内插入连接杆4完成固定，横向串联并对多个工字梁1完成固定，形成稳定底板。
进一步的，为了避免连接杆4插入杆孔8后由于滑动位移而造成的不稳定，所述连接杆4包括开槽杆5和底杆6，开槽杆5底面和底杆6顶面均为光滑平面，开槽杆5下半部呈长方体形，开槽杆5上半部呈半圆柱型，底杆6呈半圆柱型，在开槽杆5上半部开设有多个卡槽7，且相邻两个卡槽7之间的间距与上平板2的宽度相匹配；在进行连接杆4的安装时，先将开槽杆5插入杆孔8内，插入完成后向上抬起开槽杆5，使卡槽7一一对应卡住腹板，再将底杆6插入后放下开槽杆5，通过卡槽7和腹板配合，避免连接杆4滑动，从而进一步提高了底板安装完成后的稳定性。
以某车厢底板尺寸为9.6m*2.5m，限重12T车型为例
1)使用纤维拉挤工艺制备工字型材型材，定长切割：工字梁1选用开槽杆5、底杆6选用2)将工字梁1装入带有群钻的定位工装，使用群钻在腹板正中部开孔，控制相邻两孔之间圆心距；3)对开槽杆5进行切槽处理；4)将工字梁1在定位工装上平铺至设计尺寸；5)装配开槽杆5并沿切槽推紧使其与工字梁1配合；6)装入底杆6；7)完成拼装后对制品进行整体切割修整至尺寸为9.6m*2.5m，并针对需求进行相应后续处理。
实施例2：
在实施例1的基础之上，为进一步提高稳定性，所述杆孔8位于腹板高度方向中央位置，从而保持对两侧的平衡稳定作用，具体的，所述杆孔8的孔径为φ14，相邻两个杆孔8之间的孔心距为300mm。
对于本领域技术人员而言，显然本发明创造不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明创造的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明创造。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明创造的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明创造内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，其特征在于，包括依次贴合设置的多个工字梁(1)，工字梁(1)包括腹板、上平板(2)和下平板(3)，在腹板上开设有多个杆孔(8)，且多个工字梁(1)通过插装在杆孔(8)内的连接杆(4)固定。
2.根据权利要求1所述的一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，其特征在于，所述下平板(3)的长度小于上平板(2)的长度。
3.根据权利要求1所述的一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，其特征在于，所述工字梁(1)和连接杆(4)均采用复合材料。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，其特征在于，所述连接杆(4)包括开槽杆(5)和底杆(6)，开槽杆(5)底面和底杆(6)顶面均为光滑平面，开槽杆(5)下半部呈长方体形，开槽杆(5)上半部呈半圆柱型，底杆(6)呈半圆柱型，在开槽杆(5)上半部开设有多个卡槽(7)，且相邻两个卡槽(7)之间的间距与上平板(2)的宽度相匹配。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种高强度可模块化设计复合材料车厢底板，其特征在于，所述杆孔(8)位于腹板高度方向中央位置所述杆孔(8)的孔径为φ14，相邻两个杆孔(8)之间的孔心距为300mm。
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