一种碳纤维复合材料受电弓导流罩的制作方法

一种碳纤维复合材料受电弓导流罩的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，所述导流罩为中空的箱体形结构，所述导流罩是以热固性树脂为基体、玻璃纤维与碳纤维为增强体的复合材料制成，所述导流罩包括罩体、安装座和安装孔盖板，所述罩体连接所述安装座，所述罩体胶结有加强筋，所述罩体为分体模真空导入整体成型，所述加强筋为真空导入成型；该种碳纤维复合材料受电弓导流罩采用真空导入成型可有效减少传统的手糊工艺工作环境差，质量不稳定的缺点，降低了孔隙率，提高整体性能。采用碳纤维和玻璃纤维混杂复合材料面板结构，能够使导流罩减重25%以上，解决了车辆轻量化的问题，满足列车对强度、刚度、阻燃和降噪的要求。设置有多个加强筋，能够加强导流罩的强度和刚度。
【专利说明】一种碳纤维复合材料受电弓导流罩
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种导流罩，尤其涉及一种碳纤维复合材料受电弓导流罩。
【背景技术】
[0002]近年来，国内高速轨道交通处于高速发展阶段，在全球倡导“节能环保”理念下，即要求列车轻量化以实现更低的能耗、更强的运输能力，又能保障其运行过程的安全性和运行的较长寿命。同时，世界各国都在研究降低高速铁路受电弓噪音的方法。其中应用比较广泛的方法是在车顶上加装受电弓导流罩，其通常是由玻璃纤维复合材料，通过传统手糊工艺复制造的。但是玻璃纤维复合材料存在着密度大导致重量过大、强度小等问题，以此，在对于如何解决车辆轻量化问题，且满足列车对强度、刚度、阻燃和降噪的要求，是在导流罩的生产过程中应当解决的问题。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料受电弓导流罩解决现有技术中存在的玻璃纤维复合材料的密度大导致重量过大、强度小等问题，如何解决车辆轻量化，且满足列车对强度、刚度、阻燃和降噪的要求的问题。
[0004]本发明的技术解决方案是:
一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，所述导流罩为中空的箱体形结构，所述导流罩是以热固性树脂为基体、玻璃纤维与碳纤维为增强体的复合材料制成，所述导流罩包括罩体、安装座和安装孔盖板，所述罩体连接所述安装座，所述罩体胶结有加强筋，所述安装孔盖板通过螺钉固定在罩体上，所述罩体为分体模真空导入整体成型，所述加强筋为真空导入成型。
[0005]进一步改进在于:所述罩体包括阻燃胶衣层和复合材料结构层，所述复合材料结构层包括碳纤维增强层和玻璃纤维增强层。
[0006]进一步改进在于:所述热固性树脂的质量百分比为35%_55%。
[0007]进一步改进在于:所述热固性树脂的极限氧指数大于或等于30。
[0008]进一步改进在于:所述玻璃纤维与碳纤维的重量比为1-10:10-1。
[0009]进一步改进在于:所述加强筋的数量为12-18个。
[0010]进一步改进在于:所述加强筋为碳纤维泡沫夹芯结构，所述碳纤维泡沫夹芯结构的泡沫为密度80-150kg/m3、厚度10mm-40mm的结构泡沫。
[0011]进一步改进在于:所述罩体的厚度为1.5mm-4mm。
[0012]进一步改进在于:所述罩体与所述安装座连接处的厚度为3mm-6mm。
[0013]本发明一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，是以热固性树脂为基体、玻璃纤维与碳纤维为增强体的复合材料制成，采用碳纤维和玻璃纤维混杂复合材料面板结构，在高速车辆轻量化方面，能够达到比现在的玻璃钢导流罩减重25%以上的效果，同时具有强度高、抗冲击性、阻燃性、疲劳性能好的优点。将导流罩设为中空的箱体形结构，有够有效地减轻导流罩的重量。在导流罩内部横向设置多个加强筋，能够加强导流罩的强度和刚度。所述罩体为分体模真空导入整体成型，所述加强筋为真空导入成型，真空导入成型可有效减少传统的手糊工艺工作环境差，质量不稳定的缺点，降低了孔隙率，提高整体性能。所述加强筋以胶结方式连接罩体，其剥离强度大于28Mpa，保证了该种导流罩整体的稳固性。
[0014]该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，热固性树脂基体包括但不限于不饱和聚酯、环氧、酚醛，采用的热固性树脂极限氧指数大于或等于30，满足《DIN5510-2材料和构件的燃烧特性和燃烧并发现象-分类、要求和测试方法》的防火要求S4。
[0015]根据等强度或等刚度设计原则，如果采用碳纤维增强复合材料来制造受电弓导流罩，则可适当减少甚至不用加强筋，减少结构件，从而进一步减重。碳纤维的密度比玻璃纤维小30%，强度大40%，尤其是模量高3至8倍。除了轻量化，碳纤维增强复合材料在碰撞吸能方面也具有显著的性能:一般是钢的6到7倍，是铝的3到4倍。碳纤维增强复合材料的自振频率具有很大范围的可设计性，而一般高速动力车车体的固有频率都不大于20Hz，故用碳纤维增强复合材料制备的导流罩不会与车体产生共振现象。
[0016]该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，所述罩体的厚度为1.所述罩体与所述安装座连接处的厚度为3_-6_，从而保证了该种导流罩在整体重量不过于增加的前提下，在罩体与安装座的连接处的厚度予以适当增加，从而提供该种导流罩整体的稳固性，使其更加耐用，有效地延长导流罩的适用寿命。
[0017]本发明的有益效果是:本发明一种碳纤维复合材料受电弓导流罩具有质轻高强、成型方便、阻燃、耐腐蚀、耐疲劳、确保30年以上使用寿命的优越性能，可适用于轨道交通领域。该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，采用碳纤维和玻璃纤维混杂复合材料面板结构，能够达到比现在导流罩减重25%以上的效果，解决了车辆轻量化的问题，满足列车对强度、刚度、阻燃和降噪的要求。该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，设置有多个加强筋，能够加强导流罩的强度和刚度。该种碳纤维复合材料受电弓导流罩采用真空导入成型可有效减少传统的手糊工艺工作环境差，质量不稳定的缺点，降低了孔隙率，提高整体性能。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明罩体的结构示意图；
图3是本发明加强筋的结构示意图；
图4是本发明安装座的结构示意图；
图5是本发明安装孔盖板的结构示意图；
其中:1-罩体，2-加强筋，3-安装座，4-安装孔盖板，5-阻燃胶衣层，6-复合材料结构层，7-泡沫。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0020]如图1和图5所示，本实施例提供一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，所述导流罩为中空的箱体形结构，所述导流罩是以热固性树脂为基体、玻璃纤维与碳纤维为增强体的复合材料制成，所述导流罩包括罩体1、安装座3和安装孔盖板4，所述罩体I连接所述安装座3，所述罩体I胶结有加强筋2，所述安装孔盖板4通过螺钉固定在罩体I上，所述罩体I为分体模真空导入整体成型，所述加强筋2为真空导入成型，所述罩体I包括阻燃胶衣层5和复合材料结构层6，如图2所示，所述复合材料结构层6包括碳纤维增强层和玻璃纤维增强层，所述热固性树脂的质量百分比为35%-55%，优选45%，所述热固性树脂的极限氧指数大于或等于30，本发明以热固性树脂的极限氧指数35为例，所述玻璃纤维与碳纤维的重量比为1-10:10-1，优选为1: 2，所述加强筋2的数量为12-18个，优选16个，所述加强筋2为碳纤维泡沫夹芯结构，如图3所示，所述碳纤维泡沫夹芯结构的泡沫7为密度80-150kg/m3、厚度10mm-40mm ,以110kg/m3、厚度25mm为例的结构泡沫,所述罩体I的厚度为1.5mm-4mm,以3mm为最佳,所述罩体I与所述安装座3连接处的厚度为,其中优选5mm。
[0021]本实施例一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，是以热固性树脂为基体、玻璃纤维与碳纤维为增强体的复合材料制成，采用碳纤维和玻璃纤维混杂复合材料面板结构，在高速车辆轻量化方面，能够达到比现在的玻璃钢导流罩减重25%以上的效果，同时具有强度高、抗冲击性、阻燃性、疲劳性能好的优点。将导流罩设为中空的箱体形结构，有够有效地减轻导流罩的重量。在导流罩内部横向设置多个加强筋2，能够加强导流罩的强度和刚度。所述罩体I为分体模真空导入整体成型，所述加强筋2为真空导入成型，真空导入成型可有效减少传统的手糊工艺工作环境差，质量不稳定的缺点，降低了孔隙率，提高整体性能。所述加强筋2以胶结方式连接罩体1，其剥离强度大于28Mpa，保证了该种导流罩整体的稳固性。
[0022]该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，热固性树脂基体包括但不限于不饱和聚酯、环氧、酚醛，采用的热固性树脂极限氧指数大于或等于30，满足《DIN5510-2材料和构件的燃烧特性和燃烧并发现象-分类、要求和测试方法》的防火要求S4。
[0023]根据等强度或等刚度设计原则，如果采用碳纤维增强复合材料来制造受电弓导流罩，则可适当减少甚至不用加强筋2，减少结构件，从而进一步减重。碳纤维的密度比玻璃纤维小30%，强度大40%，尤其是模量高3至8倍。除了轻量化，碳纤维增强复合材料在碰撞吸能方面也具有显著的性能:一般是钢的6到7倍，是铝的3到4倍。碳纤维增强复合材料的自振频率具有很大范围的可设计性，而一般高速动力车车体的固有频率都不大于20Hz，故用碳纤维增强复合材料制备的导流罩不会与车体产生共振现象。
[0024]该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，所述罩体I的厚度为3mm，所述罩体I与所述安装座3连接处的厚度为5_，如图4所示，从而保证了该种导流罩在整体重量不过于增加的前提下，在罩体I与安装座3的连接处的厚度予以适当增加，且安装座3采用铝合金材料，从而提供该种导流罩整体的稳固性，使其更加耐用，有效地延长导流罩的适用寿命。
[0025]本实施例的有益效果是:本实施例一种碳纤维复合材料受电弓导流罩具有质轻高强、成型方便、阻燃、耐腐蚀、耐疲劳、确保30年以上使用寿命的优越性能，可适用于轨道交通领域。该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，采用碳纤维和玻璃纤维混杂复合材料面板结构，能够达到比现在导流罩减重25%以上的效果，解决了车辆轻量化的问题，满足列车对强度、刚度、阻燃和降噪的要求。该种碳纤维复合材料受电弓导流罩，设置有多个加强筋，能够加强导流罩的强度和刚度。该种碳纤维复合材料受电弓导流罩采用真空导入成型可有效减少传统的手糊工艺工作环境差，质量不稳定的缺点，降低了孔隙率，提高整体性能。
【权利要求】
1.一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述导流罩为中空的箱体形结构，所述导流罩是以热固性树脂为基体、玻璃纤维与碳纤维为增强体的复合材料制成，所述导流罩包括罩体(I)、安装座(3)和安装孔盖板(4)，所述罩体(I)连接所述安装座(3)，所述罩体(I)胶接有加强筋(2)，所述安装孔盖板(4)通过螺钉固定在罩体(I)上，所述罩体(I)为分体模真空导入整体成型，所述加强筋(2)为真空导入成型。
2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述罩体(I)包括阻燃胶衣层(5)和复合材料结构层(6)，所述复合材料结构层(6)包括碳纤维增强层和玻璃纤维增强层。
3.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述热固性树脂的质量百分比为35%-55%。
4.如权利要求1-3任一所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述热固性树脂的极限氧指数大于或等于30。
5.如权利要求1-3任一所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述玻璃纤维与碳纤维的重量比为1-10:10-1。
6.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述加强筋(2)的数量为12-18个。
7.如权利要求1-3或6任一项所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述加强筋(2)为碳纤维泡沫夹芯结构，所述碳纤维泡沫夹芯结构的泡沫(7)为密度80-150kg/m3、厚度10-40mm的结构泡沫。
8.如权利要求1-3或6任一所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩,其特征在于:所述罩体(I)的厚度为1.5-4_。
9.如权利要求1-3或6所述的一种碳纤维复合材料受电弓导流罩，其特征在于:所述罩体(I)与所述安装座(3)连接处的厚度为3-6mm。
【文档编号】B60L5/20GK103568849SQ201210283699
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】刘伟, 刘志成, 孙攀, 俞敏, 田农 申请人:江苏恒神纤维材料有限公司