高速動車復合材料車底設備艙底板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速動車復合材料車底設備艙底板。
【背景技術】
[0002]伴隨目前國內干線鐵路、城市輕軌交通運營速度的大幅提升，對于車輛輕量化與安全運行性能提出了更高的設計標準?，F(xiàn)有軌道車輛的車下橫梁處普遍地設置有設備艙，以在設備艙的密閉空間內部輔設線槽、線管和其他列車中的大部分車下設備。而列車高速運行時會產(chǎn)生很強的空氣壓力波，使得列車底部和軌道附近的小石塊、冰塊或其他物體會被吸起，這些物體會擊打安裝在列車下部的車下設備，危及列車的運行安全，特別是對于高速動車組列車而言，這種危害性會更大。
[0003]目前，為保護車下設備，減少列車運行時的空氣阻力，保護車下設備，確保高速動車組列車的安全運行，在設備艙下部通常需要安裝設備艙底板，以保護安裝在設備艙內的車下設備?，F(xiàn)有軌道車輛的設備艙底板均使用金屬材料或金屬復合型材料結構，其結構與材料均比較單一化，部分材料因各種因素還未實現(xiàn)國產(chǎn)化，而且由于整體為金屬材質，無法實現(xiàn)輕量化等問題。
[0004]現(xiàn)有技術中，金屬材料設備艙底板存在自重大、傳熱系數(shù)大。這種底板在野外使用過程中，載荷工況復雜，容易出現(xiàn)金屬面板脫膠現(xiàn)象，而且當溫度劇烈變化時，金屬外蒙皮與內側會產(chǎn)生很大的熱應力，底板脫粘的一個主要原因是由于結構的熱變形所致。
[0005]上述問題是在設備艙底板的設計與生產(chǎn)過程中應當予以考慮并解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種輕量化高強度復合材料車底設備艙底板解決現(xiàn)在已有設備艙底板自重大，載荷工況復雜，容易出現(xiàn)面板脫膠，以及溫度劇烈變化時，金屬外蒙皮與內側會產(chǎn)生很大的熱應力導致設備艙底板脫粘的問題。
[0007]本發(fā)明的技術解決方案是:
一種標準動車組復合材料車底設備艙底板，包括外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層和掛鉤，外蒙皮、內蒙皮均為以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型，中間泡沫夾層采用PVC夾芯泡沫為原材料并采用真空導入工藝成型，PVC夾芯泡沫包括泡沫本體部分以及位于所述本體部分邊緣的邊緣部分；外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層的共同端部設有掛鉤，掛鉤采用U型結構，掛鉤以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型。
[0008]進一步地，外蒙皮、內蒙皮與中間泡沫夾層采用一體成型，具體為:將PVC夾芯泡沫的邊緣部分加工與底板的外觀相匹配的結構，并從下至上依次鋪覆內蒙皮的碳纖維織物、中間泡沫夾層、外蒙皮的碳纖維織物；在內蒙皮與外蒙皮中較大面積的蒙皮結構尺寸超過碳纖維織物幅寬時，需要在連接處采用單元層間錯位拼接的方式完成大面積制件鋪覆，而后封裝真空袋，真空導入固化后，得到復合材料車底設備艙底板。
[0009]進一步地，真空導入所用樹脂為無鹵環(huán)保阻燃低粘度環(huán)氧樹脂，得到復合材料車底設備艙底板中樹脂含量為40%?45%
進一步地，真空導入固化采用低溫80°C固化，且固化時間4h。
[0010]底板側面碳纖維織物邊緣翻邊為底板內蒙皮織物擴充部分，外蒙皮與翻邊織物采用單元層間錯位搭接的方式完成制件鋪覆，其中碳纖維織物包括碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物，碳纖維斜紋織物與碳纖維單向織物采用交錯疊加的方式鋪覆。
[0011]該種標準動車組復合材料車底設備艙底板，外蒙皮、內蒙皮與中間泡沫夾層彼此結合強度高，而且復合材料蒙皮熱傳導系數(shù)小、零熱膨脹系數(shù)，蒙皮與環(huán)氧樹脂之間的熱應力小，使得蒙皮與中間泡沫夾層不容易分層，解決在高溫下由于熱變形引起的脫離現(xiàn)象。
[0012]該種標準動車組復合材料車底設備艙底板，具有輕質、高強、承載大、高疲勞性能、高沖擊強度、高阻燃性能等優(yōu)越品質。內外蒙皮所用原材料為碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物。碳纖維斜紋織物提供了足夠的強度、剛度以及平整外觀，而碳纖維單向織物提供了足夠的力學強度。真空導入工藝大大縮短了制備時間，降低制造的成本。
[0013]外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層的共同端部設有掛鉤，底板一側采用掛鉤結構，不僅能提供足夠的強度和剛度，而且保證了底板與設備艙的裝配性能，滿足底板與設備艙骨架的安全懸掛，防止列車因高速運行、劇烈顛簸對設備艙連接結構產(chǎn)生的應力破壞，防止底板出現(xiàn)松脫、滑落等現(xiàn)象。
[0014]PVC夾芯泡沫包括泡沫本體部分以及位于所述本體部分邊緣的邊緣部分，邊緣部分用于保證最終復合材料底板的外觀邊緣結構。使用外蒙皮、內蒙皮包裹PVC夾芯泡沫，使得復合材料底板的表面以及側面邊緣結構能夠保持平整及圓滑。
[0015]本發(fā)明的有益效果:該種標準動車組復合材料車底設備艙底板，結構簡單，工藝易于操作而且制造時間短的制造方法。碳纖維復合材料設備艙底板內蒙皮、外蒙皮以及泡沫夾心均采用真空導入一次成型，表面光滑平整，裝配零件少，大大降低裝配成本以及裝配時間，而且易于日常維護保養(yǎng)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例中底板的縱向截面示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例中底板的整體俯視圖；
圖3是本發(fā)明實施例中底板蒙皮及邊緣翻邊鋪覆示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例的生產(chǎn)流程示意圖；
其中:1_內蒙皮，2-外蒙皮，3-中間泡沫夾層，4-掛鉤，5-邊緣，6-碳纖維斜紋織物，7-碳纖維單向織物。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
實施例
[0018]—種標準動車組復合材料車底設備艙底板，如圖1、圖2所示，包括外蒙皮2、內蒙皮1、中間泡沫夾層3和掛鉤4，外蒙皮2、內蒙皮1均為以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型，中間泡沫夾層3采用PVC夾芯泡沫為原材料并采用真空導入工藝成型，PVC夾芯泡沫包括泡沫本體部分以及位于所述本體部分邊緣的邊緣部分；夕卜蒙皮2、內蒙皮1、中間泡沫夾層3的共同端部設有掛鉤4，掛鉤4以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型。
[0019]外蒙皮2、內蒙皮1以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料，采用真空導入工藝成型。碳纖維斜紋織物提供了足夠的強度、剛度以及平整外觀，而碳纖維單向織物提供了足夠的力學強度，真空導入工藝大大降低制造的成本。真空導入所用樹脂為無鹵環(huán)保阻燃低粘度環(huán)氧樹脂，底板中樹脂含量為40%?45%。
[0020]所用的掛鉤4采用U型結構，掛鉤4以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料，采用真空導入工藝成型，掛鉤4不僅能提供足夠的強度和剛度，而且保證了底板與設備艙的裝配性能，滿足底板與設備艙骨架的安全懸掛，防止列車因高速運行、劇烈顛簸對設備艙連接結構產(chǎn)生的應力破壞，防止底板出現(xiàn)松脫、滑落等現(xiàn)象。
[0021]中間泡沫夾層3采用PVC夾芯泡沫，PVC夾芯泡沫包括泡沫本體部分以及位于所述本體部分邊緣的邊緣部分，邊緣部分采用光滑半橢圓形狀，邊緣部分用于碳纖維織物包裹，邊緣部分在碳纖維織物包裹后加強了底板側面的強度，保證底板質量。使得復合材料底板的側面能夠保持平整。
[0022]內蒙皮1、外蒙皮2和中間泡沫夾層3以及掛鉤4通過真空導入工藝一體成型。工藝流程，如圖3所示，具體成型工藝如下:將泡沫邊緣修出與底板外觀相匹配的邊緣結構，并將所述復合材料增強材料層從下至上依次鋪覆內蒙皮1碳纖維織物、夾心PVC泡沫、外蒙皮2碳纖維織物從而完成大面積鋪覆后，而后封裝真空袋，真空導入固化后，即可得復合材料底板。
[0023]該種標準動車組復合材料車底設備艙底板，采用非金屬材質的纖維增強復合材料代替金屬材料結構，使得重量比原金屬設備艙底板降低1/3以上，達到減重效果。與現(xiàn)有工藝相比，一體成型的底板保證了底板的連續(xù)性，杜絕了原始膠接結構由于蒙皮熱傳導及熱膨脹，使得蒙皮與結構膠之間因熱變形而引起的脫膠現(xiàn)象。
[0024]實施例結構簡單，工藝易于操作而且制造時間短，裝配零件少，大大降低裝配成本以及裝配時間，易于日常維護保養(yǎng)。而且具有輕質、高強、承載大、高疲勞性能、高沖擊強度、高阻燃性能等優(yōu)越品質。
[0025]除上述實施例外，本發(fā)明專利產(chǎn)品還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本專利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種高速動車復合材料車底設備艙底板，其特征在于:包括外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層和掛鉤，外蒙皮、內蒙皮均為以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型，中間泡沫夾層采用PVC夾芯泡沫為原材料并采用真空導入工藝成型，PVC夾芯泡沫包括泡沫本體部分以及位于所述本體部分邊緣的邊緣部分；外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層的共同端部設有掛鉤，掛鉤采用U型結構，掛鉤以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型。2.如權利要求1所述的標準動車組復合材料車底設備艙底板，其特征在于:外蒙皮、內蒙皮與中間泡沫夾層采用一體成型，具體為:將PVC夾芯泡沫的邊緣部分加工與底板的外觀相匹配的結構，并從下至上依次鋪覆內蒙皮的碳纖維織物、中間泡沫夾層、外蒙皮的碳纖維織物，碳纖維織物包括碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物，其中碳纖維斜紋織物與碳纖維單向織物采用交錯疊加的方式鋪覆；在內蒙皮與外蒙皮中較大面積的蒙皮結構尺寸超過碳纖維織物幅寬時，需要在連接處采用單元層間錯位拼接的方式完成大面積制件鋪覆，而后封裝真空袋，真空導入固化后，得到復合材料車底設備艙底板。3.如權利要求1或2所述的標準動車組復合材料車底設備艙底板，其特征在于:真空導入所用樹脂為無鹵環(huán)保阻燃低粘度環(huán)氧樹脂，得到復合材料車底設備艙底板中樹脂含量為 40% ?45%ο4.如權利要求1或2所述的標準動車組復合材料車底設備艙底板，其特征在于:真空導入固化米用低溫80 °C固化，且固化時間4h。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高速動車復合材料車底設備艙底板，包括外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層和掛鉤，外蒙皮、內蒙皮均為以碳纖維斜紋織物、碳纖維單向織物為原材料并采用真空導入工藝成型，中間泡沫夾層采用PVC夾芯泡沫為原材料并采用真空導入工藝成型，PVC夾芯泡沫包括泡沫本體部分以及位于所述本體部分邊緣的邊緣部分；外蒙皮、內蒙皮、中間泡沫夾層的共同端部設有掛鉤。該工藝易于操作而且制造時間短的制造方法。碳纖維復合材料設備艙底板內蒙皮、外蒙皮以及泡沫夾心均采用真空導入一次成型，表面光滑平整，裝配零件少，大大降低裝配成本以及裝配時間，而且易于日常維護保養(yǎng)。
【IPC分類】B32B9/00, B61D17/00, B32B5/24
【公開號】CN105398460
【申請?zhí)枴緾N201510743403
【發(fā)明人】吳維維, 鄭曉謙, 陳征輝, 趙宏飛, 商莉, 盧鳳英
【申請人】江蘇恒神股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月5日