一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，包括外蒙皮层、中空夹芯层以及内蒙皮层，所述外蒙皮层与中空夹心层之间设有加强筋结构；所述中空夹芯层包括上面板层、中间面板层以及下面板层，所述上面板层、中间面板层以及下面板层由经纬纱编织而成，所述上面板层、中间面板层以及下面板层之间形成双层夹芯结构，所述上面板层与中间面板层之间形成第一中空芯子层，所述中间面板层与下面板层之间形成第二中空芯子层；所述中空夹芯层间填充树脂。本发明专利技术结构设计合理，不仅使得高铁动车车门拥有优异的保温、隔音、阻燃、抗疲劳、耐冲击性能，还减轻了高铁动车车门的重量，降低了高速列车的能耗。

A Hollow Sandwich Composite for Door of High-speed Railway Motor Vehicle

The invention discloses a hollow sandwich composite material for high-speed railway locomotive door, which comprises an outer skin layer, a hollow sandwich layer and an inner skin layer. The outer skin layer and a hollow sandwich layer are provided with a reinforcing rib structure; the hollow sandwich layer comprises an upper layer, an intermediate panel layer and a lower panel layer, and the upper layer, a middle panel layer and a lower panel layer are woven by warp and weft yarns. A double-layer sandwich structure is formed between the upper panel layer, the middle panel layer and the lower panel layer. A first hollow core sub-layer is formed between the upper panel layer and the middle panel layer, a second hollow core sub-layer is formed between the middle panel layer and the lower panel layer, and the hollow sandwich layer is filled with resin. The design of the structure of the invention is reasonable, which not only makes the door of the high-speed electric train have excellent thermal insulation, sound insulation, flame retardant, fatigue resistance and impact resistance, but also reduces the weight of the door of the high-speed electric train and the energy consumption of the high-speed train.

【技术实现步骤摘要】
一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料
本专利技术涉及中空夹芯复合材料领域，尤其是一种高铁动车车门用夹芯复合材料。
技术介绍
铁路运输是21世纪各国主要交通运输方式之一，并且随着其运行速度的不断提高，铁路运输逐渐成为人们出行的首选交通方式。我国铁路运输能力比较有限，再加上我国幅员辽阔，人口众多且较分散，更增加了铁路运输的负担。同时，随着我国国民经济的飞速发展，综合国力的空前提高，对传统的铁路运输提出了更高的要求：更快速度、更大运输能力、更高安全性和可靠性。中国已开始进入高速列车时代，人们对高铁动车的方便、快捷提出更高要求的同时，也对乘坐高铁列车的安全、舒适、可靠提出了越来越高的期望。传统的单组份结构材料难以满足高速列车的性能需求，结构与材料的多元化应用势在必行。先进材料如：芳纶纤维复合材料（AFRP）、玻璃纤维复合材料（GFRP）以及碳纤维复合材料（CFRP），复合结构如：蜂窝夹层、泡沫夹层结构以及功能层合板，先进材料和复合结构结合的夹芯复合材料具有轻量化、高强度、高耐候等优异性能，在飞机、船舶等交通装备领域的成熟工程化应用为解决高速列车轻量化、高强度提供了可行性指导。高速列车所用的传统夹芯复合材料通常由两块复合材料增强面板和密度较低的芯材粘接形成，面板和芯材间的界面胶结强度较低，层间性能较差。在外载荷作用下，尤其当高速列车受到冲击后，面板和芯材会产生分层，使得力学性能下降，极易导致结构破坏。另外，高速列车在湿热环境条件下，会发生水浸，引起面板起泡等现象，使得检测和维修更加频繁，从而影响制品质量和成本。中空夹芯复合材料是用专利技术织造的中空织物通过树脂复合形成的三明治结构芯材，该材料的面层与芯层整体连接成型，极大的克服了传统蜂窝、泡沫芯材等夹芯复合材料易分层、耐冲击性能差的缺点，具有高性能、高强度、可设计、可填充与预埋、易于成型等特点，是一类高性能先进复合材料。利用中空夹芯复合材料研发的高速列车车门，车门拥有优异的整体力学、隔音、隔热、阻燃、抗震、疲劳等综合性能，克服了传统的高速列车车门外形设计、多层复合净尺寸成型、复合材料与金属蒙皮粘接等工艺难题。
技术实现思路
为了克服现有技术中高速列车车门受到冲击后面板和芯材易分层、隔音隔热阻燃效果差、抗震耐疲劳性能差等缺陷，本专利技术提供一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，包括外蒙皮层、中空夹芯层以及内蒙皮层，所述外蒙皮层与中空夹心层之间设有加强筋结构；所述中空夹芯层包括上面板层、中间面板层以及下面板层，所述上面板层、中间面板层以及下面板层由经纬纱编织而成，所述上面板层、中间面板层以及下面板层之间形成双层夹芯结构，所述上面板层与中间面板层之间形成第一中空芯子层，所述中间面板层与下面板层之间形成第二中空芯子层；所述第一中空芯子层和第二中空芯子层的增强纤维均沿经向呈“8”字形排列；所述中空夹芯层间填充树脂。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述上面板层、中间面板层以及下面板层的经纬纱均为玻璃纤维或者碳纤维。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述第一中空芯子层和第二中空芯子层的“8”字形排列单元之间的间距和高度均可调节。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述上面板层、中间面板层以及下面板层，与所述第一中空芯子层和第二中空芯子层编织形成一个整体。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述加强筋结构利用碳纤维三维多向整体编织而成。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述中空夹芯复合材料各层之间胶接高分子粘胶膜层，并利用大型热压罐对车门用中空夹芯复合材料结构进行多次复合固化成型。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述树脂为环氧树脂、PEEK、PSF、氰酸酯树脂中的一种或两种。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述外蒙皮层的厚度为2~5mm，所述中空夹芯层的厚度为40~50mm，所述内蒙皮层的厚度为2~3mm。上述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，所述第一中空芯子层和第二中空芯子层的增强纤维均为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维中的一种或者两种。与现有技术相比本专利技术具有以下优点和突出性效果：本专利技术的有益效果是，本专利技术高铁动车车门用中空夹芯复合材料内外蒙皮层与中空夹芯层整体连接成型，形成密实的一体化结构；中空夹芯层设有多个中空芯子层，不仅减轻了高铁动车车门的重质量，而且多个中空芯子层的支撑给高铁动车车门提供了足够的强度和刚度；有效地消除了传统高速列车车门受到冲击后面板和芯材易分层、隔音隔热阻燃效果差、抗震耐疲劳性能差的缺陷。本专利技术结构设计合理，不仅使得高铁动车车门拥有优异的保温、隔音、阻燃、抗疲劳、耐冲击性能，还减轻了高铁动车车门的重量，降低了高速列车的能耗。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术示意图；图2为本专利技术中空夹芯层的示意图。图中1.外蒙皮层，2.中空夹心层，3.内蒙皮层，21.上面板层，22.中间面板层，23.下面板层，24.第一中空芯子层，25.第二中空芯子层。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的具体结构、工作原理的内容，下面结合附图对本专利技术做进一步的说明，但是以下实施例仅用于说明本专利技术，不用来限制本专利技术的范围。对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据此附图和实施例获得其他的实施例，都属于本专利技术的保护范围。【实施例1】一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，包括外蒙皮层1、中空夹芯层2以及内蒙皮层3，所述外蒙皮层1与中空夹心层2之间设有加强筋结构；所述中空夹芯层2包括上面板层21、中间面板层22以及下面板层23，所述上面板层21、中间面板层22以及下面板层23由经纬纱编织而成，所述上面板层21、中间面板层22以及下面板层23之间形成双层夹芯结构，所述上面板层21与中间面板层22之间形成第一中空芯子层24，所述中间面板层22与下面板层23之间形成第二中空芯子层25；所述第一中空芯子层24和第二中空芯子层25的增强纤维均沿经向呈“8”字形排列；所述中空夹芯层2间填充树脂。所述上面板层21、中间面板层22以及下面板层23的经纬纱均为玻璃纤维；所述第一中空芯子层24和第二中空芯子层25的“8”字形排列单元之间的间距和高度均可调节；所述上面板层21、中间面板层22以及下面板层23，与所述第一中空芯子层24和第二中空芯子层25编织形成一个整体；所述加强筋结构利用碳纤维三维多向整体编织而成；所述中空夹芯复合材料各层之间胶接高分子粘胶膜层，并利用大型热压罐对车门用中空夹芯复合材料结构进行多次复合固化成型；所述树脂为环氧树脂；所述外蒙皮层1的厚度为2mm，所述中空夹芯层2的厚度为40mm，所述内蒙皮层3的厚度为2mm；所述第一中空芯子层24和第二中空芯子层25的增强纤维均为碳纤维。【实施例2】一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，包括外蒙皮层1、中空夹芯层2以及内蒙皮层3，所述外蒙皮层1与中空夹心层2之间设有加强筋结构；所述中空夹芯层2包括上面板层21、中间面板层22以及下面板层23，所述上面板层21、中间面板层22以及下面板层23由经纬纱编织而成，所述上面板层21、中间面板层22以及下面板层23之间形成双层夹芯结构，所述上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，包括外蒙皮层（1）、中空夹芯层（2）以及内蒙皮层（3），其特征在于：所述外蒙皮层（1）与中空夹心层（2）之间设有加强筋结构；所述中空夹芯层（2）包括上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23），所述上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23）由经纬纱编织而成，所述上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23）之间形成双层夹芯结构，所述上面板层（21）与中间面板层（22）之间形成第一中空芯子层（24），所述中间面板层（22）与下面板层（23）之间形成第二中空芯子层（25）；所述第一中空芯子层（24）和第二中空芯子层（25）的增强纤维均沿经向呈“8”字形排列；所述中空夹芯层（2）间填充树脂。

【技术特征摘要】
1.一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，包括外蒙皮层（1）、中空夹芯层（2）以及内蒙皮层（3），其特征在于：所述外蒙皮层（1）与中空夹心层（2）之间设有加强筋结构；所述中空夹芯层（2）包括上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23），所述上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23）由经纬纱编织而成，所述上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23）之间形成双层夹芯结构，所述上面板层（21）与中间面板层（22）之间形成第一中空芯子层（24），所述中间面板层（22）与下面板层（23）之间形成第二中空芯子层（25）；所述第一中空芯子层（24）和第二中空芯子层（25）的增强纤维均沿经向呈“8”字形排列；所述中空夹芯层（2）间填充树脂。2.根据权利要求1所述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，其特征在于，所述上面板层（21）、中间面板层（22）以及下面板层（23）的经纬纱均为玻璃纤维或者碳纤维。3.根据权利要求1所述的一种高铁动车车门用中空夹芯复合材料，其特征在于，所述第一中空芯子层（24）和第二中空芯子层（25）的“8”字形排列单元之间的间距和高度均可调节。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬至，周正亮，王经元，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37