一种轨道车辆及其车体裙板的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种轨道车辆及其车体裙板。

背景技术：

为减小轨道车辆的运行阻力和噪音，在车体侧部设置裙板，其具有可抗雪冰、防止杂物冲击损坏车下设备及避免污物和雨雪积聚在车下部位等。

现有的车体裙板主要有三种，第一种是轻量化铝合金材料的车体裙板，第二种是板筋结构的车体裙板，第三种是三明治夹层结构的车体裙板。其中，第一种和第二种车体裙板能够满足刚度、强度、冲击、防火、寿命要求，但重量较大，不利于实现轻量化目标；第三种三明治夹层结构的车体裙板存在芯材对水气敏感、芯材与蒙皮之间界面连接强度不高或因芯材的抗压强度限制，成型后的蒙皮力学性能偏低导致蒙皮抗损伤等方面的问题，影响使用寿命。

因此，如何提供一种轨道车辆的车体裙板，能够满足刚度、强度以及寿命要求，同时还可实现轻量化目标，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轨道车辆及轨道车辆的车体裙板，能够满足刚度、强度以及寿命要求，同时还可实现轻量化目标。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆的车体裙板，其包括裙板本体，所述裙板本体为一体成型的碳纤维复合材料；所述裙板本体包括外蒙皮、内蒙皮以及设于所述外蒙皮和所述内蒙皮之间的轴孔部和立筋组，所述立筋组能够在所述外蒙皮和所述内蒙皮之间形成多腔结构，所述轴孔部位于所述多腔结构的一侧端部。

该裙板本体的材质为刚度大、轻量化高的碳纤维复合材料，在保证结构强度的同时能够减轻重量，便于实现轻量化目标，并且，由于碳纤维复合材料对水汽不敏感，无预埋金属件和芯材，无界面兼容问题，从而能够保证该车体裙板的使用寿命，满足使用年限要求。

立筋组、轴孔部和外蒙皮、内蒙皮之间是一体成型的，一体成型能够简化制作工艺、提高生产效率并降低成本。另外，一体成型的结构相较于通过二次装配成型的工艺来说，能够保证该裙板本体各部件之间的连接稳定性，进而保证该裙板本体的整体结构强度，保证其使用寿命。

可选地，所述立筋组包括多个间隔并列设置的工字型加强筋。

可选地，所述工字型加强筋包括两个呈c型结构的加强件和夹设于两个所述加强件之间的立筋板，两个所述加强件的开口方向相反。

可选地，所述外蒙皮的铺层方向/比例为：0°/28％，±45°/44％，90°/28％；所述内蒙皮的铺层方向/比例为：0°/21.5％，±45°/57％，90°/21.5％。

可选地，所述外蒙皮和所述内蒙皮包括依次设置的碳纤维预浸料层、玻璃纤维预浸料层、玄武岩预浸料层以及防火层，所述防火层位于所述多腔结构的外侧壁。

可选地，所述轴孔部的轴孔内壁设有耐磨层。

可选地，所述外蒙皮或所述内蒙皮的中部还设有加厚区，所述加厚区形成于所述多腔结构内。

可选地，还包括两个端部密封件，两个所述端部密封件通过粘接密封于所述多腔结构的两端。

可选地，所述多腔结构朝向所述轴孔部的一侧端以及远离所述轴孔部的一侧端还分别设有用于安装密封件的密封槽。

可选地，还包括裙板附件，所述裙板附件通过紧固件与所述多腔结构固定，所述裙板附件包括插销锁、调风窗和导向块中的至少一种。

本发明还提供了一种轨道车辆，其包括如上所述的车体裙板。

具有如上所述的车体裙板的轨道车辆，其技术效果与上述车体裙板的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的轨道车辆的车体裙板的结构示意图；

图2是裙板本体和端部密封件的结构示意图；

图3是裙板本体的剖视图；

图4是裙板本体的铺层结构示意图；

图5是图4的局部放大图。

附图1-5中，附图标记说明如下：

1-外蒙皮；2-内蒙皮；3-轴孔部；41-工字型加强筋，42-加强件，43-立筋板；5-多腔结构，51-型腔；6-加厚区；7-端部密封件；8-密封槽；9-导向块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-5，图1是本发明实施例所提供的轨道车辆的车体裙板的结构示意图；图2是裙板本体和端部密封件的结构示意图；图3是裙板本体的剖视图；图4是裙板本体的铺层结构示意图；图5是图4的局部放大图。

本发明实施例提供了一种轨道车辆及轨道车辆的车体裙板，其中，轨道车辆包括上述车体裙板，具体的，本实施例中的车体裙板包括裙板本体，具体的，该裙板本体为一体成型的碳纤维复合材料，如图1-3所示，裙板本体包括外蒙皮1、内蒙皮2、轴孔部3和立筋组，其中，立筋组和轴孔部3均一体成型于外蒙皮1和内蒙皮2之间，并且，立筋组在外蒙皮1和内蒙皮2之间形成多腔结构5，轴孔部3位于该多腔结构5的一侧端部。

具体的，该裙板本体的材质为刚度大、轻量化高的碳纤维复合材料，在保证结构强度的同时能够减轻重量，便于实现轻量化目标，并且，由于碳纤维复合材料对水汽不敏感，无预埋金属件和芯材，无界面兼容问题，从而能够保证该车体裙板的使用寿命，满足使用年限要求。

本实施例中，立筋组、轴孔部3和外蒙皮1、内蒙皮2之间是一体成型的，具体铺层如图4所示，一体成型能够简化制作工艺、提高生产效率并降低成本。另外，一体成型的结构相较于通过二次装配成型的工艺来说，能够保证该裙板本体各部件之间的连接稳定性，进而保证该裙板本体的整体结构强度，保证其使用寿命。

在上述实施例中，立筋组包括多个间隔并列设置的工字型加强筋41，相邻两个加强筋之间形成空腔。当然，本实施例中，对于该立筋组的各加强筋的具体结构并不做限制，如还可以将其设置为位于外蒙皮1和内蒙皮2之间的隔板，而工字型加强筋41的设置，在铺贴过程中，能够增加该加强筋的端部与蒙皮之间的接触面积，从而保证该立筋组的各加强筋与蒙皮之间的连接稳定性。

进一步的，如图5所示，工字型加强筋41包括两个呈c型结构的加强件42和立筋板43，两个加强件42的开口方向相反，且立筋板43夹设于两个加强件42之间。如此设置，能够简化该多腔结构5的成型工艺，具体的，在制备该多腔结构5时，需在芯模的外壁的两侧铺贴预浸料，铺贴完成后，预浸料能够在芯模的两侧端部分别形成一个包裹于芯模外壁的c型结构，然后将各芯模并排设置，相邻两个芯模的c型结构的开口方向相反并夹紧一个立筋板43，然后再在各芯模的两侧端面分别铺贴外蒙皮和内蒙皮，在蒙皮铺贴完成后，放入下模，然后合上上模、抽出芯模，并抽真空固化，也就是说，抽真空固化是在芯模抽出之后进行的，因此，立筋板43的设置能够为两个c型结构提供支撑，保证在抽真空固化过程中不会发生变形的情况。

在上述实施例中，外蒙皮1的铺层方向/比例为：0°/28％，±45°/44％，90°/28％；内蒙皮2的铺层方向/比例为：0°/21.5％，±45°/57％，90°/21.5％。通过仿真计算以及试验总结可知，按照上述铺层方向/比例对外蒙皮1和内蒙皮2进行铺贴能够使得该车体裙板的结构强度达到最优的效果，保证整体结构强度。

在上述实施例中，外蒙皮1和内蒙皮2的各层材料相同，包括依次设置的碳纤维预浸料层、玻璃纤维预浸料层、玄武岩预浸料层和防火层。其中，防火层位于多腔结构5的外侧壁，也就是说，外蒙皮1远离内蒙皮2的一侧壁以及内蒙皮2远离外蒙皮1的一侧壁均设有玄武岩预浸料和防火层，其中，玄武岩预浸料能够提升该车体裙板的耐磨性，从而保证其使用寿命，而防火层的设置能够保证该车体裙板的防火性能，提高安全性。

同样的，本实施例中，在轴孔部3的轴孔内壁也设有耐磨层，由于轴孔部3的轴孔需要与转轴配合并与转轴之间发生相对转动，而在轴孔的内壁设置耐磨层能够提升该轴孔内壁的耐磨性能，保证该轴孔部3的使用寿命，进而保证该车体裙板的使用寿命。具体的，本实施例中，对于该耐磨层的具体材质不做限制，如可将其设置为玄武岩预浸料层，。

在上述实施例中，如图3所示，外蒙皮1或内蒙皮2的中部还设有加厚区6，其中，"中部"是指位于多腔结构5的中部区域，并非严格的从尺寸的角度量取的中间位置，多腔结构5包括多个型腔51，位于中部型腔51处的外蒙皮1或内蒙皮2的厚度要大于位于端部型腔51处的外蒙皮1或内蒙皮2的厚度，并且，该加厚区6是位于多腔结构5内的，使得能够在保证整体结构强度的同时，裙板本体的外表面结构平整。

在上述实施例中，如图2所示，该车体裙板还包括两个端部密封件7，两个端部密封件7分别通过粘接固定于多腔结构5的两端，以从两端密封多腔结构5的各型腔51，防止型腔51内部进入积水、灰尘等影响该车体裙板的使用寿命。具体的，为了进一步确保该端部密封件7与裙板本体之间的安装稳定性，端部密封件7和裙板本体之间还可以进一步通过铆接固定。

在上述实施例中，如图3和图4所示，多腔结构5朝向轴孔部3的一侧端以及远离轴孔部3的一侧端还分别设有密封槽8，该密封槽8用于安装密封件，以实现车体裙板在安装时与周围其它结构之间形成密封。

在上述实施例中，该车体裙板还包括裙板附件，具体的，该裙板附件是通过紧固件与多腔结构5固定的，该裙板附件包括插销所、调风窗和导向块9(金属材质)中的至少一种。通过紧固件实现连接，便于拆装操作，并且当裙板附件发生损坏时，便于实现更换，灵活性好。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。