一种复合材料列车车身结构及其成型方法技术

本发明专利技术涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种复合材料列车车身结构及其成型方法，包括车顶和侧墙，在车身内侧还设置有连接板将车顶和侧墙紧固连接，车顶和侧墙且均采用复合材料一体成型；车顶包括第一外蒙皮和第一支撑架，侧墙包括第二外蒙皮、第二支撑架和上边梁，第一支撑架和第二支撑架沿车身长度方向分别铺设在第一外蒙皮和第二外蒙皮的内侧，连接板分别与第一支撑架和第二支撑架固定连接。复材车身包括一车顶和两侧墙三大模块，降低了车身结构的复杂性，同时降低了生产和总装所需要的工作量，随着复材的发展，能够进一步降低车身的总成成本。复材车身具有耐疲劳、耐腐蚀等特性，能够降低维护和修理的成本；车身轻量化，提高了运营能力。运营能力。运营能力。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料列车车身结构及其成型方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种复合材料列车车身结构及其成型方法。

技术介绍

[0002]目前，列车车体大多数采用铝合金材料，列车底座为钢制底架，铝合金车身和钢制底架通过铆接连接，金属车体存在易腐蚀、不利于轻量化等问题。复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀性、耐疲劳等特点，例如碳纤维增强复合材料，其强度、刚度明显优于现有轨道列车上使用的铝合金材料。
[0003]但是在国内轨道列车上应用复合材料还很少，只有在车体内饰、导流罩和裙板等零部件上有少许应用。复合材料的应用将是轻量化高性能轨道列车整车车体研制的一个重要发展趋势，同样也是列车轻量化的重要途径之一，同时也对列车的安全提速起着深远意义。
[0004]鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种复合材料列车车身结构及其成型方法，使其更具有实用性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种复合材料列车车身结构及其成型方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种复合材料列车车身结构，包括车顶和对称设置在所述车顶两侧的侧墙，在车身内侧还设置有连接板将所述车顶和所述侧墙紧固连接，所述车顶和所述侧墙沿车身长度方向设置，且均采用复合材料一体成型；所述车顶包括第一外蒙皮和第一支撑架，所述侧墙包括第二外蒙皮、第二支撑架和上边梁，所述第一支撑架和所述第二支撑架沿车身长度方向分别铺设在所述第一外蒙皮和所述第二外蒙皮的内侧，所述上边梁沿车身长度方向设置在所述侧墙靠近所述车顶的一侧，所述连接板分别与所述第一支撑架和所述第二支撑架固定连接。
[0007]进一步地，所述第一支撑架和所述第二支撑架均包括纵梁和加强筋，所述纵梁设置有多个且均沿车身长度方向设置，所述加强筋设置有多个且均垂直于车身长度方向设置在相邻的两所述纵梁之间；所述第一支撑架还包括第一横梁，所述第二支撑架还包括第二横梁和第三横梁，所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁均设置有多个，且均沿垂直于车身长度方向设置。
[0008]进一步地，所述纵梁、所述加强筋和所述上边梁均采用复合材料拉挤成型。
[0009]进一步地，所述第一横梁从所述车顶的一侧长边延伸至另一侧长边，所述第二横
梁从所述侧墙远离所述车顶一侧的长边处延伸至所述上边梁靠近所述第二支撑架的一侧，所述第三横梁从所述侧墙远离所述车顶的一侧长边处延伸至所述上边梁靠近所述车顶的一侧。
[0010]进一步地，所述连接板设置为弯折板，所述连接板的两端分别与所述第一横梁和所述第三横梁固定连接。
[0011]进一步地，所述第一横梁包括第一内蒙皮和多个第一预埋快，所述第二横梁包括第二内蒙皮和多个第二预埋快，所述第三横梁包括第三内蒙皮和多个第三预埋快；多个所述第一预埋快、所述第二预埋快和所述第三预埋快均沿垂直于车身长度方向设置，所述第一内蒙皮将多个所述第一预埋快包覆在所述第一外蒙皮内侧，所述第二内蒙皮和所述第三内蒙皮分别将所述第二预埋快和所述第三预埋快包覆在所述第二外蒙皮内侧。
[0012]进一步地，靠近所述车顶两侧长边的两所述纵梁上包覆有第四内蒙皮，在所述第一横梁长度方向的两端处设置有第五内蒙皮，且所述第五内蒙皮设置在所述第一内蒙皮和所述第四内蒙皮上；靠近所述侧墙两长边的两所述纵梁上包覆有第六内蒙皮，所述第二外蒙皮靠近所述车顶的一边向内侧翻边并将所述上边梁包覆。
[0013]一种复合材料列车车身的成型方法，应用于上述车身结构，其中，车顶通过第一外蒙皮和第一支撑架热固成型，侧墙通过第二外蒙皮与上边梁和第二支撑架热固成型，第一支撑架和第二支撑架之间通过连接板紧固连接，第一外蒙皮与第二外蒙皮的连接处通过铆钉固定连接。
[0014]进一步地，车顶一体成型包括如下步骤：S11：沿车身长度方向铺设多层第一预浸料，用于形成第一外蒙皮；S12：在第一预浸料上层铺设多个纵梁，且多个纵梁均沿车身长度方向设置；S13：在靠近第一预浸料两侧长边的两个纵梁上沿其长度方向铺设第二预浸料，用于形成第四内蒙皮；S14：在相邻的两纵梁之间设置第一预埋块，并沿垂直于车身长度方向设置多个，沿垂直于车身长度方向在多个第一预埋块上铺设第三预浸料，用于形成第一内蒙皮；S15：按照步骤S14沿车身长度方向设置多个；S16：在第二预浸料和第三预浸料的连接处铺设第四预浸料，用于形成第五内蒙皮；S17：在第一预浸料上层相邻的两纵梁之间设置加强筋，并沿车身长度方向和垂直于车身长度方向两个方向设置多个；S18：将上述预成型件放入模具中热固成型。
[0015]进一步地，侧墙一体成型包括如下步骤：S21：沿车身长度方向铺设多层第五预浸料，用于形成第二外蒙皮；S22：在第五预浸料上层设置多个纵梁，且多个纵梁均沿车身长度方向设置；S23：在第五预浸料上层一侧长边处沿车身长度方向设置上边梁，多层第五预浸料朝向上边梁翻边并将上边梁包覆；S24：在靠近第五预浸料两侧长边的两个纵梁上沿其长度方向铺设第六预浸料，用
于形成第六内蒙皮；S25：在第五预浸料上层沿垂直于车身长度方向设置多个第二预埋快，多个第二预埋快从第五预浸料远离上边梁一侧的长边处延伸至上边梁靠近纵梁一边，沿垂直于车身长度方向在多个第二预埋块上铺设第七预浸料，用于形成第二内蒙皮；S26：在第五预浸料上层沿垂直于车身长度方向设置多个第三预埋快，多个第三预埋快从第五预浸料远离上边梁一侧的长边处延伸至上边梁远离纵梁一边，沿垂直于车身长度方向在多个第三预埋块上铺设第八预浸料，用于形成第三内蒙皮；S27：按照步骤S25和步骤S26沿车身长度方向进行多次；S28：在第五预浸料上层相邻的两纵梁之间设置加强筋，并沿车身长度方向和垂直于车身长度方向两个方向设置多个；S29：将上述预成型件放入模具中热固成型。
[0016]本专利技术的有益效果为：车身采用模块化设计，包括车顶和两个侧墙三部分，降低了车身结构的复杂性；车顶和侧墙均采用复合材料一体成型，降低了生产以及总装所需要的工作量，随着复合材料的发展和工艺的进步，使得车身的总体成本进一步降低；复合材料车身具有耐疲劳、耐腐蚀等特性，能够降低维护和修理的成本；复合材料车身整理相比金属车身重量大大减轻，提高了运营能力，减少了能耗，总寿命周期成本得到了降低。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例中复合材料列车车身结构示意图；图2为本专利技术实施例中复合材料列车车身主视图；图3为本专利技术实施例中复合材料列车车身结构爆炸图；图4为本专利技术实施例中复合材料列车车身的结构示意图；图5为图4中A处的局部结构示意图；图6为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料列车车身结构，其特征在于，包括车顶(1)和对称设置在所述车顶(1)两侧的侧墙(2)，在车身内侧还设置有连接板(3)将所述车顶(1)和所述侧墙(2)紧固连接，所述车顶(1)和所述侧墙(2)沿车身长度方向设置，且均采用复合材料一体成型；所述车顶(1)包括第一外蒙皮(11)和第一支撑架(12)，所述侧墙(2)包括第二外蒙皮(21)、第二支撑架(22)和上边梁(23)，所述第一支撑架(12)和所述第二支撑架(22)沿车身长度方向分别铺设在所述第一外蒙皮(11)和所述第二外蒙皮(21)的内侧，所述上边梁(23)沿车身长度方向设置在所述侧墙(2)靠近所述车顶(1)的一侧，所述连接板(3)分别与所述第一支撑架(12)和所述第二支撑架(22)固定连接。2.根据权利要求1所述的复合材料列车车身结构，其特征在于，所述第一支撑架(12)和所述第二支撑架(22)均包括纵梁(124)和加强筋(125)，所述纵梁(124)设置有多个且均沿车身长度方向设置，所述加强筋(125)设置有多个且均垂直于车身长度方向设置在相邻的两所述纵梁(124)之间；所述第一支撑架(12)还包括第一横梁(121)，所述第二支撑架(22)还包括第二横梁(221)和第三横梁(224)，所述第一横梁(121)、所述第二横梁(221)和所述第三横梁(224)均设置有多个，且均沿垂直于车身长度方向设置。3.根据权利要求2所述的复合材料列车车身结构，其特征在于，所述纵梁(124)、所述加强筋(125)和所述上边梁(23)均采用复合材料拉挤成型。4.根据权利要求2所述的复合材料列车车身结构，其特征在于，所述第一横梁(121)从所述车顶(1)的一侧长边延伸至另一侧长边，所述第二横梁(221)从所述侧墙(2)远离所述车顶(1)一侧的长边处延伸至所述上边梁(23)靠近所述第二支撑架(22)的一侧，所述第三横梁(224)从所述侧墙(2)远离所述车顶(1)的一侧长边处延伸至所述上边梁(23)靠近所述车顶(1)的一侧。5.根据权利要求4所述的复合材料列车车身结构，其特征在于，所述连接板(3)设置为弯折板，所述连接板(3)的两端分别与所述第一横梁(121)和所述第三横梁(224)固定连接。6.根据权利要求4所述的复合材料列车车身结构，其特征在于，所述第一横梁(121)包括第一内蒙皮(122)和多个第一预埋快(123)，所述第二横梁(221)包括第二内蒙皮(222)和多个第二预埋快(223)，所述第三横梁(224)包括第三内蒙皮(225)和多个第三预埋快(226)；多个所述第一预埋快(123)、所述第二预埋快(223)和所述第三预埋快(226)均沿垂直于车身长度方向设置，所述第一内蒙皮(122)将多个所述第一预埋快(123)包覆在所述第一外蒙皮(11)内侧，所述第二内蒙皮(222)和所述第三内蒙皮(225)分别将所述第二预埋快(223)和所述第三预埋快(226)包覆在所述第二外蒙皮(21)内侧。7.根据权利要求6所述的复合材料列车车身结构，其特征在于，靠近所述车顶(1)两侧长边的两所述纵梁(124)上包覆有第四内蒙皮(126)，在所述第一横梁(121)长度方向的两端处设置有第五内蒙皮(127)，且所述第五内蒙皮(127)设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈昆伦，季小强，沈俊烨，
申请(专利权)人：常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：