一种连续纤维增强复合材料悬浮架及低速磁悬浮列车的制作方法

本实用新型属于轨道机车领域，具体涉及一种连续纤维增强复合材料悬浮架及低速磁悬浮列车。

背景技术：

新型高性能复合材料（包括碳纤维、玄武岩纤维等）的应用将是轨道车辆轻量化的一个重要途径，也是轨道车辆轻量化设计的一个重要发展趋势。目前正体现出如下特点：(1)从车体内饰、车内设备等非承载结构零件向车体、转向架构架等承载构件延伸、扩展；(2)从导流罩、裙板等零部件向司机室、车体等大型结构件发展。所以高性能纤维增强复合材料车辆走行构件、纤维增强复合材料整车车体是下阶段重点攻关的方向。

悬浮架是磁悬浮列车主要承载构件之一，用于支撑车体和乘客的重量，目前主要为金属焊接结构，其重量占整车重量的10%左右。悬浮架轻量化设计也是整车轻量化设计的重要内容。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种轻量化的连续纤维增强复合材料悬浮架，以减轻悬浮架的重量，达到车辆轻量化的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种连续纤维增强复合材料悬浮架，包括至少两个平行设置的纵梁组件，每个所述纵梁组件的两端分别固定有托臂，所述托臂内侧设有抗侧滚组件，所述抗侧滚组件和与之相对的抗侧滚组件之间通过吊杆连接，所述纵梁组件、托臂均由连续纤维增强复合材料制成。

进一步地，所述纵梁组件包括纵梁体，所述纵梁体内部为中空结构。

进一步地，所述中空结构内设有至少两块与纵梁体长度方向平行的竖向筋板，以提高纵梁体的强度。

进一步地，所述竖向筋板由连续纤维增强复合材料制成。

进一步地，所述纵梁组件的两端分别设有连接法兰，所述纵梁组件通过连接法兰与托臂连接。

进一步地，所述纵梁组件的顶部设有由连续纤维增强复合材料制成的牵引座，纵梁组件的侧壁设有由连续纤维增强复合材料制成的线管安装座。

进一步地，所述托臂的内侧壁上设有连接座，所述抗侧滚组件铰接于连接座上。

进一步地，所述抗侧滚组件包括两根抗侧滚梁，每根抗侧滚梁包括两块由纤维增强复合材料制成的片梁，所述两块片梁之间通过多块相互平行的加强筋板连接。

进一步地，所述连续纤维增强复合材料包括连续碳纤维增强复合材料、连续凯夫拉纤维增强复合材料、连续玻璃纤维增强复合材料、连续玄武岩纤维增强复合材料中的一种或多种。

本实用新型还一种低速磁悬浮列车，包括上述的连续纤维增强复合材料悬浮架。

本实用新型提供的一种连续纤维增强复合材料悬浮架，主承载构件采用连续纤维增强复合材料制作，在满足悬浮架功能和性能要求的前提下，相比金属结构，有效地减轻悬浮架的重量，有利于轨道车辆的轻量化；纵梁、托臂和片梁均采用整体结构型式，减少零部件数量，从而减小装配时间；另外，本实用新的悬浮架具有高阻尼减振性能和抗冲击性能。

附图说明

图1表示本实用新型第一种实施方式的连续纤维增强复合材料悬浮架的装配示意图。

图2表示本实用新型第一种实施方式的纵梁组件图。

图3表示本实用新型第一种实施方式的托臂的结构示意图。

图4表示本实用新型第一种实施方式的抗侧滚梁组件的结构示意图。

图5表示本实用新型第一种实施方式的连接座的结构示意图。

图6表示本实用新型第一种实施方式的连接轴销组件的结构示意图。

图7表示本实用新型第一种实施方式的柔性吊杆组件的结构示意图。

图8表示本实用新型第一种实施方式的连接法兰的结构示意图。

图中，1-纵梁组件、2-托臂、3-抗侧滚组件、4-连接座、5-连接轴销组件、6-吊杆组件、7-纵梁体、8-牵引座、9-连接法兰。

具体实施方式

以下将参考附图图1至图8并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

图1展示了本实用新型第一种实施方式的连续纤维增强复合材料悬浮架装配示意图。该连续纤维增强复合材料悬浮架，包括至少两个平行设置的纵梁组件1，每个所述纵梁组件1的两端分别固定有托臂2，所述托臂2内侧设有抗侧滚组件3，所述抗侧滚组件3和与之相对的抗侧滚组件3之间通过吊杆6连接，所述纵梁组件1、托臂2均由连续纤维增强复合材料制成。

所述纵梁组件1包括纵梁体7，所述纵梁体7内部为中空结构，所述中空结构内设有至少两块与纵梁体7长度方向平行的竖向筋板，竖向筋板由纤维增强复合材料制成。

托臂2的内侧壁上设有连接座4，所述抗侧滚组件3铰接于连接座4上。

本实施方式中的悬浮架包括：四个托臂2、二个纵梁组件1、二个抗侧滚组件2、四个连接座4、八个连接轴销组件5和两个牵引座8组成。纵梁组件1两端通过螺栓与托臂2相连，连接座4也通过螺栓与托臂2相连，抗侧滚组件3通过连接座4和连接轴销组件5与托臂2相连；抗侧滚组件3包括两个抗侧滚梁，两个抗侧滚梁之间通过柔性吊杆6相连，整个装置形成一个四边形装配结构。

纵梁组件1，整个结构由三部分组成，由连续碳纤维增强复合材料制成的纵梁体7和由连续纤维增强复合材料制成的牵引座8以及纵梁连接法兰9，牵引座8与纵梁体7采用粘接连接，牵引座8采用纤维增强复合材料制作，为U型整体结构，用于传递列车牵引力和制动力。

抗侧滚组件3，每一个抗侧滚梁组件包括两个片梁，该片梁为连续碳纤维增强复合材料一体化结构，中间采用连续碳纤维增强复合材料筋板进行连接，减少连接件数量和装配工时。

为保证纵梁体7上安装零部件的位置精度，纵梁体7一体化成型后，再采用机加工的方式进行连接衬套孔和连接螺套孔的加工，连接衬套孔为圆形孔，连接螺套孔为方形孔，以免螺套在内旋转滑动。

连接法兰9由金属材料制成，安装在纵梁体7两端的阶梯方形孔中，并采用粘接连接的方式与纵梁体7连接。

托臂2为采用连续纤维增强复合材料制作的异型多腔异形结构，连接部位采用直平面或斜面进行加强，外形简单。

作为本实用新型的第二种实施方式，本实施方式与第一种实施方式的区别在于纵梁组件和托臂是否为一体化结构，连续纤维增强复合材料悬浮架的纵梁组件和托臂设计成一体化结构，一侧纵梁组件和其位于其两端且与之相连接的两个托臂一次整体成型，形成纵梁托臂组件。由于采用了一体化结构，进一步减小零件数量；另一个更重要的特性是由于托臂和纵梁组件不存在二次连接，可以减小连接螺孔的加工，同时减小连接螺孔对结构强度的不利影响。

纵梁体的侧壁上设有由连续纤维增强材料制成的线管安装座10，该线管安装座10采用粘接方式与纵梁相连，一是不需要在纵梁上另行钻孔，同时可减少连接螺钉的数量，减少安装时间。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。