本发明涉及一种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管。
背景技术：
在当前节能减排、绿色出行的大环境下，轻量化受到国内外人们越来越高的重视，尤其是轨道交通的轻量化。轨道交通轻量化对于车辆无论是减重、提速，还是降低能耗、提高乘坐舒适性等方面都具有极其重要的意义。
走线管位于地铁车体底架结构内部，其中空的结构形式为底架上电器设备的电缆等线路的布置提供了支撑容纳的通道，避免了电器线路裸露在外而损坏，进而影响电器设备的正常工作，此外在承力方面作为加强筋内嵌在底架中，提高底架整体的强度和刚度。现有的地铁车体金属底架中的走线管一般采用金属管、型材及板材焊接而成的结构形式内嵌到底架结构中。该结构形式焊接工作量大，对各型材、板材间的装配要求很高，同时也难以满足轨道交通轻量化的发展需求。而常见的用于轻量化的复合材料不导电，又无法满足电磁屏蔽的要求。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的是提供一种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，考虑其使用功能及受力特点，充分发挥复合材料可设计性的优势，结合金属网的电磁屏蔽效果，将走线管设计成一体化成型的结构，解决现有技术中存在采用金属管、型材及板材焊接而成的结构形式内嵌到底架结构中，该结构形式焊接工作量大，对各型材、板材间的装配要求很高，同时也难以满足轨道交通轻量化的发展需求，而常见的用于轻量化的复合材料不导电，又无法满足电磁屏蔽的要求的问题。
发明目的之一，在保证结构强度、刚度的前提下，使用碳纤维复合材料，极大程度上满足了地铁车体底架结构的轻量化需求。
发明目的之二，利用碳纤维复合材料的可设计性，充分考虑底架结构的受力特点，采用整体化设计的复合材料结构，简化了传统的金属结构方案，减少了焊接和装配工作量。
发明目的之三，利用金属网的电磁屏蔽能力，结合复合材料中胶膜的粘附共同实现复合材料制件的电磁屏蔽的要求。
本发明的技术解决方案是：
一种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，包括走线管主体结构、走线管盖板、蜂窝夹芯、钢网和胶膜，走线管主体结构设于底架上蒙皮与底架下蒙皮间，走线管主体结构采用一体成型的帽型结构，走线管主体结构形成有非走线布置区域和走线布置区域，非走线布置区域内设有蜂窝夹芯，走线布置区域的开口处设有走线管盖板，走线管主体结构的上表面和下表面分别包覆有钢网，钢网分别设于走线管主体结构与底架上蒙皮间、走线管主体结构与底架下蒙皮间，走线管盖板设于钢网与走线管主体结构之间，钢网与底架上蒙皮间、钢网与底架下蒙皮间、钢网与走线管主体结构间、走线管主体结构与走线管盖板间分别设有胶膜。
进一步地，走线管主体结构采用vari液体成型工艺一体化成型的帽型结构。
进一步地，胶膜设有若干空心区域。
进一步地，空心区域设于走线管主体结构与走线管盖板间或走线管主体结构与底架上蒙皮间。
进一步地，钢网采用200目钢网。
进一步地，走线管主体结构和走线管盖板均采用0°、45°、90°的铺层比例为40：40：20的碳纤维复合材料。
综上内容，本发明一种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管结构具有以下优点和有益效果：
本发明的有益效果是：
一、该种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，采用全碳纤维复合材料和蜂窝夹芯材料组成的夹层结构，在满足走线管结构的强度和刚度前提下，不仅使得走线管具有高强度、抗破坏性、高模量、抗变形能力、抗疲劳、耐腐蚀、抗磁性和减震降噪的优越性能，还极大程度上满足了轻量化的要求。
二、本发明利用碳纤维复合材料整体化设计的特点，充分考虑走线管的结构及特点，在不超出原有结构使用空间的基础上，优化了原先的金属焊接结构，减少了装配工作量。
三、本发明根据走线管电磁屏蔽的使用要求，在其表面包裹上钢网，利用胶膜将钢网与复合材料粘附在一起，形成封闭的金属网电磁屏蔽空间，从而满足使用要求。
附图说明
图1是本发明实施例地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管的结构示意图；
图2是底架上蒙皮、底架下蒙皮与地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管的结构示意图。
图3是图1中a-a向剖面中走线管主体结构的断面示意图。
图4是图1中a-a向剖面中走线管盖板的断面示意图。
其中：1-走线管主体结构，2-走线管盖板，3-蜂窝夹芯，4-钢网，5-胶膜，6-底架上蒙皮，7-底架下蒙皮，8-空心区域。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
如图1和图2所示，一种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，包括走线管主体结构1、走线管盖板2、蜂窝夹芯3、钢网4和胶膜5，走线管主体结构1设于底架上蒙皮6与底架下蒙皮7间，走线管主体结构1采用一体成型的帽型结构，走线管主体结构1形成有非走线布置区域和走线布置区域，非走线布置区域内设有蜂窝夹芯3，走线布置区域的开口处设有走线管盖板2，走线管主体结构1的上表面和下表面分别包覆有钢网4，钢网4分别设于走线管主体结构1与底架上蒙皮6间、走线管主体结构1与底架下蒙皮7间，走线管盖板2设于钢网4与走线管主体结构1之间，钢网4与底架上蒙皮6间、钢网4与底架下蒙皮7间、钢网4与走线管主体结构1间、走线管主体结构1与走线管盖板2间分别设有胶膜5。
该种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，采用全碳纤维复合材料和蜂窝夹芯3材料组成的夹层结构，在满足走线管结构的强度和刚度前提下，不仅使得走线管具有高强度、抗破坏性、高模量、抗变形能力、抗疲劳、耐腐蚀、抗磁性和减震降噪的优越性能，还极大程度上满足了轻量化的要求。该种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，利用碳纤维复合材料整体化设计的特点，充分考虑走线管的结构及特点，在不超出原有结构使用空间的基础上，优化了原先的金属焊接结构，减少了装配工作量。该种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，根据走线管电磁屏蔽的使用要求，在其表面包裹上钢网4，利用胶膜5将钢网4与复合材料粘附在一起，形成封闭的金属网电磁屏蔽空间，从而满足使用要求。
与现有技术的区别之处在于，使用碳纤维复合材料和蜂窝夹芯3材料作为走线管的主材料，走线管主体结构1采用一体成型，同时利用导电性能好且价格便宜的钢网4达到电磁屏蔽的效果。为更好地提高上述走线管的力学性能，其主体结构形式设计为帽型结构，便于一体化成型的同时，又能更好地包裹蜂窝夹芯3。
该种地铁用碳纤维复合材料电磁屏蔽走线管，走线管在内嵌入底架中时，与碳纤维复合材料底架结构的底架上蒙皮6、底架下蒙皮7及周边的蜂窝夹芯3一起组成封闭管路，供电器线路铺放，如图2所示。其中单独固化一体成型的走线管主体结构1的上表面与钢网4之间通过一层胶膜5粘附，防止钢网4滑移，同时在如图2中ⅰ、ⅱ区域的胶膜5应适当打断形成空心区域8，空心区域8面积要保证钢网4与走线管主体结构1上表面的钢网4接触，从而形成闭合的电磁屏蔽空间。然后再覆盖一层胶膜5使其与底架上蒙皮6粘附固定。走线管主体结构1的下表面的处理与上表面类似，放置一层胶膜5，同样地在区域ⅲ、ⅳ也对胶膜5进行适当的打断处理形成空心区域8，从而与单独固化成型的走线管盖板2的上表面的钢网4形成闭合的电磁屏蔽空间，然后在底架下蒙皮7的上表面铺放一层胶膜5，最后形成牢固可靠的结构形式。
走线管主体结构1的结构形式及表面钢网4、胶膜5的粘附方式如图3所示。走线管盖板2的结构形式及表面钢网4、胶膜5的粘附方式如图4所示。
走线管主体结构1的帽型结构为开放结构，需要与底架蒙皮和走线管盖板2共同形成封闭结构，为车体中电器元件的电线等铺放提供空间和支撑保护。
其次，由于碳纤维复合材料的电导率远低于金属材料，在走线管及其周围布置价格便宜且电导率好的钢网4，以实现电磁屏蔽的效果。
更进一步地，由于碳纤维复合材料与某些金属如钢之间存在电化学腐蚀，在走线管与钢网4之间可利用胶膜5隔开防止腐蚀，同时也能很好的粘附在一起。
蜂窝夹芯3内嵌在走线管主体结构1的非走线帽型中空结构中，提高了整体结构的刚度；走线管主体结构1中空的帽型结构再分别与底架上蒙皮6、走线管盖板2间通过胶膜5和钢网4接合形成封闭的电磁屏蔽空间；胶膜5材料选用江苏恒神股份有限公司的em601；钢网4材料为常见的200目钢网4；走线管主体结构1、走线管盖板2的材料均为碳纤维复合材料；蜂窝夹芯3材料为nomex蜂窝；可以充分发挥碳纤维复合材料比强度高、比模量大的特点，减重效果突出；采用整体化设计，简化了冗余的传统焊接结构，降低装配工作量；采用封闭的钢网4包覆，可以满足电磁屏蔽的要求，简单有效。
其中，走线管主体结构1采用一体成型的帽型结构，采用vari液体成型工艺，整体化一体成型，纤维连续，质量可靠。同时开放的帽型空间可放置蜂窝夹芯3，增加了结构的刚度。此外，帽型空间为电器元件的走线提供了通道。走线管主体结构1的上下表面均覆盖一层胶膜5，用于固定粘附上下表面的钢网4，如图3所示。走线管盖板2采用热压罐工艺成型一体成型，只需上表面一侧铺放一层胶膜5和钢网4即可，如图4所示。走线管主体结构1和走线管盖板2均采用碳纤维复合材料，并且0°、45°、90°的铺层比例为40：40：20。
如上述基本特征，通过使用碳纤维复合材料和蜂窝夹芯3材料作为走线管的主材料，能够很大程度实现走线管的轻量化。保证传力路径连续的同时，充分发挥复合材料整体化设计的优势，走线管主体结构1设计为一体化成型，降低了焊接等装配工作量，极大地简化了结构形式。碳纤维复合材料走线管，加以通过胶膜5粘附在复合材料表面的钢网4，从而实现电磁屏蔽的要求。
如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。