專利名稱：軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，特別是軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板。
背景技術(shù)：
近年來，中國(guó)的軌道車技術(shù)快速發(fā)展，得到了跨越式的發(fā)展。隨著軌道車車速的提高，在軌道車實(shí)際運(yùn)用中也逐漸出現(xiàn)了一些問題，影響車輛運(yùn)行安全，構(gòu)成隱患。其中，由于軌道車金屬軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板質(zhì)量較重軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板的頻震和重力加速度等原因?qū)е骆i扣裂紋和鎖銷斷裂出現(xiàn)軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板脫落對(duì)設(shè)備的問題，成為較為突出的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)于此，本發(fā)明提供一種新的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，具有足夠的剛度和強(qiáng)度以及良好的疲勞性能，滿足在高速狀態(tài)下軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板的安全使用的要求。基于上述目的所制作的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，所采用包含了碳纖維(以下簡(jiǎn)稱碳纖)、玻璃纖維(以下簡(jiǎn)稱玻纖)、樹脂體系和泡沫的復(fù)合材料；所述碳纖維和玻璃纖維采用織物的形式；所述軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板制作時(shí)為一次性成型；所述樹脂體系包括樹脂和固化劑，所述織物為經(jīng)編織物?？蛇x的碳纖維織物結(jié)構(gòu)包括下述至少一種±45°織物，0°單向帶；其型號(hào)包括下述至少一種TWC，TWC192?？蛇x的玻璃纖維織物結(jié)構(gòu)包括下述至少一種 ±45°織物、0°單向帶，90°單向帶；其型號(hào)包括下述至少一種TWB400-6，TWB600-10, TWB600-14-3/1?？蛇x的樹脂型號(hào)包括樹脂F(xiàn)R640A。可選的固化劑型號(hào)包括固化劑FR640B。 可選的泡沫型號(hào)包括交聯(lián)聚氯乙烯泡沫芯材(Strucell硬質(zhì)交聯(lián)PVC泡沫)。上述型號(hào)的碳纖和玻纖可包含下述結(jié)構(gòu)TWC碳纖維±45°織物，TWC192碳纖維0°單向帶，TWB400-6 玻璃纖維±45°織物，TWB600-10玻璃纖維0°單向帶，TWB600-14-3/1玻璃纖維0°單向帶，TWB600-14-3/1玻璃纖維90。單向帶。其中，TWB600-14-3/1玻璃纖維0°單向帶與 TWB600-14-3/1玻璃纖維90。單向帶的比例為3比I。上述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板制作工藝采用真空滲透成型工藝，或模壓成型、或擠拉成型，或熱壓罐成型。制作模具包括平板斜凹形鋼模。成品中碳纖維含量占所有纖維含量的20% -30%。由于碳纖維具有很高的強(qiáng)度和模量，玻璃纖維具有較高的強(qiáng)度和較低的價(jià)格，本發(fā)明結(jié)合了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，提高了軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性，同時(shí)材料的重量得到了減輕。制作時(shí)，所述玻纖和碳纖在復(fù)合材料中為織物鋪層結(jié)構(gòu)， 采用所有原料一次成型的方式。從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，滿足 400-500km/h速度下的安全運(yùn)用由于所采用材料的剛性與韌性的提高，使得結(jié)構(gòu)件具有很高的抗沖擊性能；由于材料疲勞度的降低，使得軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板與支架振動(dòng)的最小化。由于本發(fā)明所改變的是裙板的材料，保持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不變，在提高制件安全系數(shù)的同時(shí)，不改變其安裝和維修方式。相比現(xiàn)有技術(shù)的裙板，本發(fā)明所提供的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板重量顯著減輕。采用了一次性成型工藝制作，不焊接，裙板的精確度提高， 滿足機(jī)車合體結(jié)構(gòu)完整性要求的同時(shí)也滿足了機(jī)車車體結(jié)構(gòu)阻燃要求且整體性能顯著提高；疲勞壽命優(yōu)于原金屬裙板。同時(shí)連接件的材料也得到了改變，采用具有阻尼作用的粘彈性材料，破壞了干擾力，消除了應(yīng)力。此外，由于主要鋪層材料仍采用成本較低的玻纖，使得本發(fā)明所提供的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板在制作成本上并沒有明顯的提高，軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板的應(yīng)用領(lǐng)域不受交通工具成本要求的限制。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的正視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的局部示圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例在試驗(yàn)中的指定工作狀況下截面變形圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明所提供的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，采用質(zhì)量輕且性能優(yōu)異的新材料來代替原來的材料設(shè)計(jì)，即采用新工藝下的復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)取代既有的采用鋁合金結(jié)構(gòu)的裙板。所述新材料即本發(fā)明所提供的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成形可以采用多種成形工藝，用玻璃纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料構(gòu)成。以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板進(jìn)行進(jìn)一步說明。圖I為本發(fā)明實(shí)施例的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板結(jié)構(gòu)正視圖。包括蒙皮I、掛鉤2、掛鉤連接區(qū)3、增強(qiáng)區(qū)4、鎖孔5。本實(shí)施例根據(jù)裙板的受力狀態(tài)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為滿足縱向的剛度要求，使用了充填泡沫的加強(qiáng)筋，在鎖孔部位，進(jìn)行了局部增強(qiáng)，即所掛鉤連接區(qū)3。圖2為本發(fā)明實(shí)施例軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。在其它實(shí)施例中，裙板的結(jié)構(gòu)、尺寸、角度、弧度等可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。圖3為本發(fā)明實(shí)施例軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板的局部視圖，表示圖2的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖中A區(qū)域的局部細(xì)節(jié)。在本實(shí)施例中，掛鉤2位于增強(qiáng)區(qū)4的下方，掛鉤連接區(qū)的厚度大于掛鉤2的深度；所述掛鉤2的深度略大于增強(qiáng)區(qū)4的厚度。本實(shí)施例的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板采用復(fù)合材料制作，包括了四種原料， 即玻璃纖維、碳纖維、樹脂體系、泡沫。其中，所述樹脂體系包括樹脂和固化劑。根據(jù)壽命等性能的要求，本實(shí)施例所采用的各種原料的具體型號(hào)如表I所示
權(quán)利要求
1.一種軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，制作軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板所采用的復(fù)合材料包括碳纖維、玻璃纖維、樹脂體系和泡沫；所述碳纖維和玻璃纖維采用織物的形式；所述軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板制作時(shí)為一次性成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述樹脂體系包括樹脂和固化劑，所述織物為經(jīng)編織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述碳纖維織物包括下述至少一種±45°織物，0°單向帶；所述玻璃纖維織物包括下述至少一種 ±45?？椢?、O。單向帶，90°單向帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述碳纖維織物的型號(hào)包括下述至少一種TWC，TWC192 ;所述玻璃纖維型號(hào)包括下述至少一種 TWB400-6, TWB600-10, TWB600-14-3/1 ;所述樹脂型號(hào)包括樹脂F(xiàn)R640A ;所述固化劑型號(hào)包括固化劑FR640B ;所述泡沫型號(hào)包括交聯(lián)聚氯乙烯泡沫芯材。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述碳纖維織物包括下述至少一種TWC碳纖維±45°織物，TWC192碳纖維0°單向帶；所述玻璃纖維包括下述至少一種TWB400-6玻璃纖維±45°織物，TWB600-10玻璃纖維O°單向帶， TWB600-14-3/1玻璃纖維0°單向帶，TWB600-14-3/1玻璃纖維90。單向帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述 TWB600-14-3/1玻璃纖維0°單向帶與TWB600-14-3/1玻璃纖維90。單向帶的比例為3比I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板制作工藝采用真空滲透成型工藝，制作模具包括平板斜凹形鋼模。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板制作工藝采用模壓成型、擠拉成型或熱壓罐成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，其特征在于，所述碳纖維含量占所有纖維含量的20% -30%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板，所述軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板采用復(fù)合材料制備，包含了泡沫、樹脂體系、玻璃纖維和碳纖維四種原料。其中泡沫、樹脂體系、玻璃纖維為主要原料，所述碳纖維添為加強(qiáng)材料，添加到所制作的部件上受力較多的部位。所述玻璃纖維和碳纖維均采用鋪層的形式。整個(gè)軌道車用增強(qiáng)型復(fù)合材料裙板在制造的過程中一次性成型。
文檔編號(hào)C08L27/06GK102604329SQ201210050099
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者常國(guó)靖 申請(qǐng)人:中鐵偉業(yè)(北京)新技術(shù)有限公司