专利名称：轨道车用增强型复合材料裙板的制作方法
技术领域：
本发明涉及轨道交通领域，特别是轨道车用增强型复合材料裙板。
背景技术：
近年来，中国的轨道车技术快速发展，得到了跨越式的发展。随着轨道车车速的提高，在轨道车实际运用中也逐渐出现了一些问题，影响车辆运行安全，构成隐患。其中，由于轨道车金属轨道车用增强型复合材料裙板质量较重轨道车用增强型复合材料裙板的频震和重力加速度等原因导致锁扣裂纹和锁销断裂出现轨道车用增强型复合材料裙板脱落对设备的问题，成为较为突出的问题之一。
发明内容
针对于此，本发明提供一种新的轨道车用增强型复合材料裙板，具有足够的刚度和强度以及良好的疲劳性能，满足在高速状态下轨道车用增强型复合材料裙板的安全使用的要求。基于上述目的所制作的轨道车用增强型复合材料裙板，所采用包含了碳纤维(以下简称碳纤)、玻璃纤维(以下简称玻纤)、树脂体系和泡沫的复合材料；所述碳纤维和玻璃纤维采用织物的形式；所述轨道车用增强型复合材料裙板制作时为一次性成型；所述树脂体系包括树脂和固化剂，所述织物为经编织物。可选的碳纤维织物结构包括下述至少一种±45°织物，0°单向带；其型号包括下述至少一种TWC，TWC192。可选的玻璃纤维织物结构包括下述至少一种 ±45°织物、0°单向带，90°单向带；其型号包括下述至少一种TWB400-6，TWB600-10, TWB600-14-3/1。可选的树脂型号包括树脂FR640A。可选的固化剂型号包括固化剂FR640B。 可选的泡沫型号包括交联聚氯乙烯泡沫芯材(Strucell硬质交联PVC泡沫)。上述型号的碳纤和玻纤可包含下述结构TWC碳纤维±45°织物，TWC192碳纤维0°单向带，TWB400-6 玻璃纤维±45°织物，TWB600-10玻璃纤维0°单向带，TWB600-14-3/1玻璃纤维0°单向带，TWB600-14-3/1玻璃纤维90。单向带。其中，TWB600-14-3/1玻璃纤维0°单向带与 TWB600-14-3/1玻璃纤维90。单向带的比例为3比I。上述的轨道车用增强型复合材料裙板制作工艺采用真空渗透成型工艺，或模压成型、或挤拉成型，或热压罐成型。制作模具包括平板斜凹形钢模。成品中碳纤维含量占所有纤维含量的20% -30%。由于碳纤维具有很高的强度和模量，玻璃纤维具有较高的强度和较低的价格，本发明结合了两种材料的优点，提高了轨道车用增强型复合材料裙板的机械强度和抗疲劳性，同时材料的重量得到了减轻。制作时，所述玻纤和碳纤在复合材料中为织物铺层结构， 采用所有原料一次成型的方式。从上面所述可以看出，本发明提供的轨道车用增强型复合材料裙板，满足 400-500km/h速度下的安全运用由于所采用材料的刚性与韧性的提高，使得结构件具有很高的抗冲击性能；由于材料疲劳度的降低，使得轨道车用增强型复合材料裙板与支架振动的最小化。由于本发明所改变的是裙板的材料，保持结构设计不变，在提高制件安全系数的同时，不改变其安装和维修方式。相比现有技术的裙板，本发明所提供的轨道车用增强型复合材料裙板重量显著减轻。采用了一次性成型工艺制作，不焊接，裙板的精确度提高， 满足机车合体结构完整性要求的同时也满足了机车车体结构阻燃要求且整体性能显著提高；疲劳寿命优于原金属裙板。同时连接件的材料也得到了改变，采用具有阻尼作用的粘弹性材料，破坏了干扰力，消除了应力。此外，由于主要铺层材料仍采用成本较低的玻纤，使得本发明所提供的轨道车用增强型复合材料裙板在制作成本上并没有明显的提高，轨道车用增强型复合材料裙板的应用领域不受交通工具成本要求的限制。
图I是本发明实施例的正视图；图2是本发明实施例的侧视图；图3是本发明实施例的局部示图；图4是本发明实施例在试验中的指定工作状况下截面变形图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明所提供的轨道车用增强型复合材料裙板，采用质量轻且性能优异的新材料来代替原来的材料设计，即采用新工艺下的复合材料，其结构取代既有的采用铝合金结构的裙板。所述新材料即本发明所提供的复合材料结构成形可以采用多种成形工艺，用玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料构成。以下结合具体实施例，对本发明的轨道车用增强型复合材料裙板进行进一步说明。图I为本发明实施例的轨道车用增强型复合材料裙板结构正视图。包括蒙皮I、挂钩2、挂钩连接区3、增强区4、锁孔5。本实施例根据裙板的受力状态进行了结构设计。为满足纵向的刚度要求，使用了充填泡沫的加强筋，在锁孔部位，进行了局部增强，即所挂钩连接区3。图2为本发明实施例轨道车用增强型复合材料裙板结构的侧视图。在其它实施例中，裙板的结构、尺寸、角度、弧度等可根据实际需要进行调整。图3为本发明实施例轨道车用增强型复合材料裙板的局部视图，表示图2的结构侧视图中A区域的局部细节。在本实施例中，挂钩2位于增强区4的下方，挂钩连接区的厚度大于挂钩2的深度；所述挂钩2的深度略大于增强区4的厚度。本实施例的轨道车用增强型复合材料裙板采用复合材料制作，包括了四种原料， 即玻璃纤维、碳纤维、树脂体系、泡沫。其中，所述树脂体系包括树脂和固化剂。根据寿命等性能的要求，本实施例所采用的各种原料的具体型号如表I所示
权利要求
1.一种轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，制作轨道车用增强型复合材料裙板所采用的复合材料包括碳纤维、玻璃纤维、树脂体系和泡沫；所述碳纤维和玻璃纤维采用织物的形式；所述轨道车用增强型复合材料裙板制作时为一次性成型。
2.根据权利要求I所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述树脂体系包括树脂和固化剂，所述织物为经编织物。
3.根据权利要求2所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述碳纤维织物包括下述至少一种±45°织物，0°单向带；所述玻璃纤维织物包括下述至少一种 ±45。织物、O。单向带，90°单向带。
4.根据权利要求2所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述碳纤维织物的型号包括下述至少一种TWC，TWC192 ;所述玻璃纤维型号包括下述至少一种 TWB400-6, TWB600-10, TWB600-14-3/1 ;所述树脂型号包括树脂FR640A ;所述固化剂型号包括固化剂FR640B ;所述泡沫型号包括交联聚氯乙烯泡沫芯材。
5.根据权利要求4所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述碳纤维织物包括下述至少一种TWC碳纤维±45°织物，TWC192碳纤维0°单向带；所述玻璃纤维包括下述至少一种TWB400-6玻璃纤维±45°织物，TWB600-10玻璃纤维O°单向带， TWB600-14-3/1玻璃纤维0°单向带，TWB600-14-3/1玻璃纤维90。单向带。
6.根据权利要求5所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述 TWB600-14-3/1玻璃纤维0°单向带与TWB600-14-3/1玻璃纤维90。单向带的比例为3比I。
7.根据权利要求6所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述轨道车用增强型复合材料裙板制作工艺采用真空渗透成型工艺，制作模具包括平板斜凹形钢模。
8.根据权利要求6所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述轨道车用增强型复合材料裙板制作工艺采用模压成型、挤拉成型或热压罐成型。
9.根据权利要求2所述的轨道车用增强型复合材料裙板，其特征在于，所述碳纤维含量占所有纤维含量的20% -30%。
全文摘要
本发明公开了一种轨道车用增强型复合材料裙板，所述轨道车用增强型复合材料裙板采用复合材料制备，包含了泡沫、树脂体系、玻璃纤维和碳纤维四种原料。其中泡沫、树脂体系、玻璃纤维为主要原料，所述碳纤维添为加强材料，添加到所制作的部件上受力较多的部位。所述玻璃纤维和碳纤维均采用铺层的形式。整个轨道车用增强型复合材料裙板在制造的过程中一次性成型。
文档编号C08L27/06GK102604329SQ201210050099
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者常国靖 申请人:中铁伟业(北京)新技术有限公司