型芯及其成型方法、空心变截面梁结构及其成型方法技术

本发明专利技术公开了一种型芯及其成型方法、空心变截面梁结构及其成型方法，该型芯用于空心变截面梁结构，所述型芯包括型芯本体，所述型芯本体包括对接固定的第一模部和第二模部，两者均由复合材料制成；所述第一模部具有朝向所述第二模部的第一槽腔，所述第二模部具有朝向所述第一模部的第二槽腔，所述第一槽腔和所述第二槽腔形成所述型芯本体的芯腔。该型芯的结构设计解决了传统金属型芯在空心变截面梁结构固化后无法脱模的问题，同时也可缓解空心变截面梁结构固化成型后的变形问题。面梁结构固化成型后的变形问题。面梁结构固化成型后的变形问题。

【技术实现步骤摘要】
型芯及其成型方法、空心变截面梁结构及其成型方法


[0001]本专利技术涉及复合材料梁结构成型的
，特别是涉及一种型芯及其成型方法、空心变截面梁结构及其成型方法。

技术介绍

[0002]随着轨道车辆轻量化的发展趋势，轨道车辆的相关结构采用碳纤维等复合材料制成成为必然趋势。
[0003]其中，轨道车辆上有较多的空心变截面梁结构，比如构架侧梁等，这类梁结构由于截面形状不同，若采用传统的金属芯模进行铺层成型，在零件固化成型后，金属芯模无法取出，这类产品对于梁结构的空腔尺寸也具有较高的要求，采用金属芯模还存在与复合材料热膨胀系数不匹配影响产品最终质量的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种型芯及空心变截面梁结构的成型方法，该型芯的结构设计解决了传统金属型芯在空心变截面梁结构固化后无法脱模的问题，同时也可缓解空心变截面梁结构固化成型后的变形问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种型芯，用于空心变截面梁结构，所述型芯包括型芯本体，所述型芯本体包括对接固定的第一模部和第二模部，两者均由复合材料制成；所述第一模部具有朝向所述第二模部的第一槽腔，所述第二模部具有朝向所述第一模部的第二槽腔，所述第一槽腔和所述第二槽腔形成所述型芯本体的芯腔。
[0006]如上所述的型芯，所述型芯还包括包裹在所述型芯本体外周的固化层，所述固化层通过复合材料铺贴固化形成。
[0007]如上所述的型芯，所述固化层的厚度为6～9mm。
[0008]如上所述的型芯，所述型芯本体的表面涂覆有密封胶。
[0009]如上所述的型芯，所述第一模部和所述第二模部的对接部位通过结构胶粘接固定。
[0010]如上所述的型芯，所述第一模部具有第一台阶部，所述第二模部具有第二台阶部，所述第一台阶部和所述第二台阶部对接，以使所述芯腔为周向封闭腔。
[0011]如上所述的型芯，所述型芯为所述空心变截面梁结构的一部分。
[0012]本专利技术还提供一种空心变截面梁结构，包括具有空腔的梁本体和型芯，所述型芯位于所述梁本体内，所述梁本体包括在所述型芯外表面铺层固化的复合材料层，所述型芯为上述任一项所述的型芯。
[0013]如上所述的空心变截面梁结构，所述空心变截面梁结构为轨道车辆的转向架构架的侧梁。
[0014]本专利技术还提供一种型芯的成型方法，所述型芯为上述任一项所述的型芯，所述成型方法包括：
[0015]在金属芯模的表面铺贴预浸的复合材料，铺贴厚度达到设定厚度后，制真空袋，待所述真空袋的真空度达到设定值后进入固化炉进行固化，并在固化过程中保持所述真空度处在所述设定值；
[0016]固化后得到预成品，沿所述预成品的长度方向将其切割为两部分，脱出金属芯模，在每个部分的对接面位置加工对接台阶，得到第一模部和第二模部；
[0017]将所述第一模部和所述第二模部对接固定形成型芯本体。
[0018]如上所述的型芯的成型方法，形成所述型芯本体后，还在所述型芯本体外表面铺贴预设厚度的复合材料预浸料，铺贴后进行固化处理。
[0019]如上所述的型芯的成型方法，在所述型芯本体外表面铺贴所述复合材料预浸料前，还在所述型芯本体的外表面涂刷密封胶。
[0020]本专利技术还提供一种空心变截面梁结构的成型方法，所述成型方法包括：
[0021]制备型芯，所述型芯的制备方法如上述任一项所述的型芯的成型方法；
[0022]在所述型芯的外表面铺贴预浸的复合材料，之后整体放入成型外模并合模，通过压机模压固化成型。
[0023]针对现有用金属芯模铺层制作复合材料的空心变截面梁结构时，无法脱模的问题，本专利技术提供了型芯及其成型方法，可用于空心变截面梁结构的成型，无需脱模，简化了复合材料的空心变截面梁结构的成型难度；具体的，该型芯包括复合材料的型芯本体，该型芯本体由两个模部对接形成，这样，该型芯可通过金属芯模来成型，在金属芯模外表面铺贴复合材料层并固化后，将得到的预成品切割为两部分，方便金属芯模的脱模，之后就切割的两部分对接估计形成型芯，该型芯为复合材料制成，在空心变截面梁结构的成型过程中，作为芯模使用，后续无需脱模，由于型芯也为复合材料制成，与空心变截面梁结构的材质一致，在固化过程中可避免因材料热膨胀系数不同导致的质量问题，维持空心变截面梁结构的型面，同时，在后续空心变截面梁结构的应用中型芯可以起到承载作用。
[0024]本专利技术提供的空心变截面梁结构包括上述型芯，提供的空心变截面梁结构的成型方法包括上述型芯的成型方法，具有相同的技术效果，此处不再重复。
附图说明
[0025]图1为本专利技术所提供型芯的一种实施例的横向断面示意图；
[0026]图2为图1所示型芯的纵向断面示意图；
[0027]图3为具体实施例中型芯成型过程中的结构示意图；
[0028]图4为具体实施例中空心变截面梁结构的铺层示意图；
[0029]图5为具体实施例中空心变截面梁结构成型过程中模压步骤的结构示意图；
[0030]图6为具体实施例空心变截面梁结构的成型工艺的流程图。
[0031]附图标记说明：
[0032]型芯10，型芯本体11，第一模部111，第一台阶部1111，第二模部112，第二台阶部1121，芯腔113；
[0033]预浸料20；
[0034]模具底板31，模具外框32，侧压板33，上模块34；
[0035]金属芯模01。
具体实施方式
[0036]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0037]为方便理解和描述简洁，下文结合型芯及具有其的空心变截面梁结构、型芯的成型方法以及空心变截面梁结构的成型方法一并说明，有益效果部分不再重复论述。
[0038]请参考图1和图2，图1为本专利技术所提供型芯的一种实施例的横向断面示意图；图2为图1所示型芯的纵向断面示意图。
[0039]如图1所示，本实施例提供的型芯10用于空心变截面梁结构，该型芯10包括型芯本体11，型芯本体11包括对接固定的第一模部111和第二模部112，两者均由复合材料制成，其中的第一模部111具有朝向第二模部112的第一槽腔，其中的第二模部112具有朝向第一模部111的第一槽腔，第一槽腔和第二槽腔形成型芯本体11的芯腔。
[0040]本实施例提供的空心变截面梁结构包括具有空腔的梁本体和前述型芯10，该型芯10位于梁本体内，梁本体包括在型芯10外表面铺层固化的复合材料层。可以理解，型芯10的外表面轮廓与空心变截面梁结构的空腔形状相匹配。
[0041]具体应用中，空心变截面梁接可以为轨道车辆的转向架构架的侧梁，如图2所示，型芯10与侧梁的结构相匹配设置，可以理解，当空心变截面梁结构为其他梁时，其结构形式可以不同，不局限于图2所示。
[0042]请一并参考图3至图6，图3为具体实施例中型芯成型过程中的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.型芯，用于空心变截面梁结构，其特征在于，所述型芯包括型芯本体，所述型芯本体包括对接固定的第一模部和第二模部，两者均由复合材料制成；所述第一模部具有朝向所述第二模部的第一槽腔，所述第二模部具有朝向所述第一模部的第二槽腔，所述第一槽腔和所述第二槽腔形成所述型芯本体的芯腔。2.根据权利要求1所述的型芯，其特征在于，所述型芯还包括包裹在所述型芯本体外周的固化层，所述固化层通过复合材料铺贴固化形成。3.根据权利要求2所述的型芯，其特征在于，所述固化层的厚度为6～9mm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的型芯，其特征在于，所述型芯本体的表面涂覆有密封胶。5.根据权利要求1
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3任一项所述的型芯，其特征在于，所述第一模部和所述第二模部的对接部位通过结构胶粘接固定。6.根据权利要求1
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3任一项所述的型芯，其特征在于，所述第一模部具有第一台阶部，所述第二模部具有第二台阶部，所述第一台阶部和所述第二台阶部对接，以使所述芯腔为周向封闭腔。7.根据权利要求1
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3任一项所述的型芯，其特征在于，所述型芯为所述空心变截面梁结构的一部分。8.空心变截面梁结构，其特征在于，包括具有空腔的梁本体和型芯，所述型芯位于所述梁本体内，所述梁本体包括在所述型芯外表面铺层固化的复合材料层，所述型芯为权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉亮，张联合，孙厚礼，王晓明，谢金路，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：