CN214294881U - 一种车载轻量化通讯方舱壁板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及通讯方舱技术领域，具体涉及一种车载轻量化通讯方舱壁板，所述壁板包括顶板、底板和侧板，所述顶板、底板和侧板均为复合夹心板，所述复合夹芯板包括芯材泡沫板和固定连接在泡沫板内外表面的复合材料层，所述复合材料层为由纤维形成的编织层。本实用新型使用纤维形成的编织层作为蒙皮，大幅度降低了通信放舱壁板的重量。复合夹心板的内外表面是高强度、高模量材料制成的复合材料层，中间是强度较低的轻质夹芯层。复合夹心板实际上是复合材料层与其它轻质材料的再次复合，采用复合夹心结构提高了材料的有效利用率，并显著减轻了结构重量。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯方舱技术领域，具体涉及一种轻量化通讯方舱壁板。
背景技术
车载通信方舱是通信设备及其他配套设备安装、使用的平台，当前研发的通信方舱总重量大多已接近或超过汽车底盘的越野装载能力，使车辆的越野性和灵活机动性受到严重影响，制约着通信车向系统集成化、轻型化的方向发展，因此，降低方舱自重，提高方舱装载荷重比，为通信车向系统集成化、轻型化方向发展提供了基础平台。
目前，方舱的发展已从单一的骨架方舱到大板方舱、复合大板式骨架方舱多种类型，骨架式方舱的结构都是用合金铝板做舱壁外包板；复合大板式方舱是由多块复合大板组成，由粘接在一起的芯材、蒙皮、梁共同承受载荷，蒙皮通常为铝合金板。上述结构满足了方舱的强度、刚度要求，但由于采用了大量金属材料，因此无法满足车载通讯方舱轻量化的需求。
发明内容
本实用新型为实现降低方舱整体重量的目的，从降低方舱壁板重量出发，提供一种轻量化通讯方舱壁板，该壁板采用轻量化材料，保证了车载通信放舱整体重量的大幅降低。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种车载轻量化通讯方舱壁板，所述壁板包括顶板、底板和侧板，所述顶板、底板和侧板均为复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板和固定连接在泡沫板内外表面的复合材料层，所述复合材料层为由纤维形成的编织层。
在进一步的方案中，所述复合材料层为由Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层。
在更进一步的方案中，所述碳纤维为T700碳纤维。
在进一步的方案中，所述泡沫板为采用60kg/m3泡沫PVC60制成的板状结构。
在进一步的方案中，所述复合材料层和泡沫板之间通过环氧树脂粘接层固定连接。
在更进一步的方案中，所述顶板包括外表面为1.2mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层、芯材为33mm的泡沫板和内表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层。
在更进一步的方案中，所述底板包括外表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层、芯材为33mm的泡沫板和内表面为1.2mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层。
在更进一步的方案中，所述侧板包括外表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层、芯材为33mm的泡沫板和内表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型使用纤维形成的编织层作为蒙皮，大幅度降低了通信放舱壁板的重量。复合夹心板的内外表面是高强度、高模量材料制成的复合材料层，中间是强度较低的轻质夹心层，内外表面的复合材料层承担主要的拉应力和压应力，芯材主要承担剪切应力。芯材的力学作用机理是连接面层使之成为整体构件，让薄而强的内外表面层在承担较高拉应力的同时不发生屈曲，并将剪切力从面层传向内层。复合夹心板实际上是复合材料层与其它轻质材料的再次复合，采用复合夹心结构提高了材料的有效利用率，并显著减轻了结构重量。
本实用新型使用低密度夹芯材料泡沫板来增加夹心结构的厚度，可以在重量增加很少的前提下，大幅度提高结构刚度，达到减重及增强的效果。而且与其他芯材如芳纶纸蜂窝芯材相比，泡沫芯材易于加工，尤其是复杂异形件，其数控加工成本可比芳纶纸蜂窝大大降低。另外，对于后续方舱内部复杂部件的安装，减少了工艺并节约了成本。
在进一步优选方案中，本实用新型使用Kevlar和碳纤维形成的多轴向编织层作为蒙皮，其中Kevlar纤维具有较强的韧性，可以满足产品抗冲击的要求。T700碳纤维的性能离散系数可在2％以内，高于同类产品的离散系数，达到设计许用值，并降低产品的重量和成本。
复合夹心板结构中芯材主要承担剪切应力，因此泡沫的剪切强度尤为重要，泡沫的剪切强度随着密度的增加而增大，因此密度越高，剪切强度就越大，而泡沫密度高对于减重有一定的影响，因此要选择在足够的剪切强度下有较低的密度。除PMI泡沫外，密度低于70kg/m3的PVC60的剪切强度高于其它泡沫。且PVC泡沫具有突出的刚度及强度、耐高温、良好的抗冲击性、高度的抗疲劳性、较低的树脂吸收性、良好的防火性、良好的耐苯乙烯性且不易变形。本实用新型在优选方案中采用密度为60kg/m3的交联PVC60结构泡沫制成泡沫板，具有较高的比强度，具有优异的化学稳定性，极低的吸水率和良好的隔热性，适合与多种树脂配合使用。比PUR泡沫具有更强的压缩、剪切、拉伸强度。
附图说明
图1为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱壁板的结构示意图1。
图2为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱壁板的结构示意图2。
附图中，1为壁板，11为顶板，12为底板，13为侧板，101为泡沫板，102为复合材料层，103为环氧树脂粘接层。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型进行详细的阐述，但本实用新型的保护范围并不限于以下实施例，任何本领域的技术人员在本实用新型的基础上，结合本领域公知常识所能想到的技术方案，都属于本实用新型的保护范围。
如图1～2所示，本实施例的一种车载轻量化通讯方舱壁板，包括顶板11、底板12和侧板13，所述顶板11、底板12和侧板13均为复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板101和固定连接在泡沫板101内外表面的复合材料层102，所述泡沫板101为采用 60kg/m3泡沫PVC60制成的板状结构。所述复合材料层102为由Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层，所述碳纤维为T700碳纤维。所述复合材料层102和泡沫板101之间通过环氧树脂粘接层103固定连接，环氧树脂具有良好的耐热、耐老化和电绝缘性能，本实施例采用高粘接强度、低粘度及成型温度、无卤阻燃树脂体系环氧树脂。
具体的，所述顶板11包括外表面为1.2mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层、芯材为33mm的泡沫板和内表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层。
所述底板12包括外表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层、芯材为33mm的泡沫板101和内表面为1.2mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层。
所述侧板13包括外表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层、芯材为33mm的泡沫板和内表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层。
本实施例的壁板1所用材料Kevlar纤维、T700碳纤和泡沫PVC60的性能参数见表 1～3。
表1.Kevlar纤维的性能参数
| 性能 | 单位 | 数值 |
| 密度 | g/cm<sup>3</sup> | 1.44 |
| 韧性 | Gpa | 3000 |
| 刚性 | Gpa | 75 |
表2.T700碳纤维性能参数
| 性能 | 单位 | 数值 |
| 拉伸强度 | Mpa | 4900 |
| 拉伸模量 | Gpa | 230 |
| 断裂延伸率 | ％ | 2.10％ |
| 密度 | g/cm<sup>3</sup> | 1.8 |
表3.PVC60泡沫性能参数
| 性能 | 测试方法 | 单位 | 数值 |
| 名义密度 | —— | Kg/m<sup>3</sup> | 60 |
| 压缩强度 | ASTMD1621 | Mpa | 0.9 |
| 压缩模量 | ASTMD1621 | Mpa | 65 |
| 剪切强度 | ASTMC-273 | Mpa | 0.78 |
| 剪切模量 | ASTMC-273 | Mpa | 21 |
| 剪切形变 | ASTMC-273 | ％ | 20 |
| 拉伸强度 | ASTMC-297 | Mpa | 1.8 |
| 拉伸模量 | ASTMC-297 | Mpa | 72 |
采用上述材料制备的通信放舱壁板具有以下性能：
(1)本实用新型壁板的使用，使得4m轻量化通讯方舱(长×宽×高＝4012×2438×1700 (mm))(含预埋件、不含配套设施)重量不大于445kg，大大降低了方舱的总重。
(2)内、外表面的复合材料层与芯材粘接牢固。脱层与空洞数量按舱体表面总面积计，每3.5m2不超过一个，任意方向测量一个脱层或空洞的最大尺寸不大于50mm。
(3)壁板板件能承受直径76mm、质量31kg、一端为半球形的钢圆柱体从760mm 高度自由落下撞击底板和顶板和从400mm高度自由落下撞击侧板的样件表面，其面板无开裂；撞击点半径为76mm以外的壁板无脱层和芯材破碎。
(4)壁板具有阻燃或自熄性能。将壁板中心钻一个直径6mm的孔，切除与该孔同心直径为25mm的面板，再将本生灯的火焰加到孔中心与芯材接触，保持30s后移开，此时夹芯板不燃烧或在30s内自行熄灭，且芯材燃烧区不超过半径为32mm的范围。
以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
Claims (3)
1.一种车载轻量化通讯方舱壁板，其特征在于，所述壁板（1）包括顶板（11）、底板（12）和侧板（13），所述顶板（11）、底板（12）和侧板（13）均为复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板（101）和固定连接在泡沫板（101）内外表面的复合材料层（102），所述复合材料层（102）为由纤维形成的编织层。
2.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱壁板，其特征在于，所述泡沫板（101）为采用60kg/m3泡沫 PVC60制成的板状结构。
3.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱壁板，其特征在于，所述复合材料层（102）和泡沫板（101）之间通过环氧树脂粘接层（103）固定连接。
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