[发明专利]一种有轨交通用联系枕梁及其整体成型方法

说明书

本发明涉及一种有轨交通用联系枕梁及其整体成型方法，属于复合材料结构成型技术领域。有轨交通用联系枕梁包括准六面体多腔体骨架、加强件、骨架包边、骨架盖板、对接件；所述的准六面体多腔体骨架由多个单元格整体固化成型；相邻单元格之间通过导气孔连通；准六面体多腔体骨架的开口侧与骨架盖板通过胶接与机械连接方式固定，所述的骨架包边铺缠在所述的准六面体多腔体骨架与骨架盖板的外型面；用于连接车体的对接件设置在准六面体多腔体骨架的两侧，加强件用于连接所述的对接件与骨架包边。

技术领域

本发明属碳纤维增强树脂复合材料结构整体成型技术，具体涉及一种多腔体连通气室骨架功能与承载一体化的联系枕梁的铺层、组装整体成型技术。

背景技术

与碳素钢、铝合金等传统材料相比，复合材料具有质量轻、比强度高、比模量高、抗腐蚀、隔音降噪、可设计性强、可实现结构功能一体化等优点。通过一体化成型工艺设计，可减少零件连接，降低用工量，提高制造效率和工艺稳定性，提高安全可靠性。碳纤维复合材料已成为轨道交通装备研究应用的热点，碳纤维复合材料的工程化应用，可进一步提升轨道交通装备技术水平，实现轨道交通关键材料升级换代，推动中国碳纤维复合材料产业发展的同时，强力支撑中国高端装备技术水平的提升。

联系枕梁作为列车重要的部分，作为承力结构需要承受和传递车体和转向架之间的各种载荷,同时作为压力容器储存转向架止动所需的压缩空气，其结构极其复杂。本项目为首次开展碳纤维复合材料联系枕梁的研制工作，对成型工艺上也是极大挑战，本项目根据复合材料联系枕梁结构以及功能特点，在现有软模、组装固化成型等技术上开展了多腔体骨架结构整体成型及脱模技术、中空结构多次铺层固化材料体系优化设计、骨架包边铺层优化成型技术、联系枕梁整体组装成型技术优化以及枕梁高精度加工成型技术研究。

枕梁骨架是由多个准六面单元格组成，其结构整体性以及强度效率影响结构内压以及承载效果，本项目通过多腔体协同内外加压软模成型技术研究实现多腔体骨架结构的整体成型技术，并且通过铺层优化技术解决单元格纤维连续最优化，确保结构整体强度。

通过组装工艺优化解决了枕梁多组件的组装以及脱模难题，通过铺层优化设计技术实现了骨架包边以及上下壁板的连续铺缠。开展典型单元结构样件的铺层优化进行内压试验考核测试为铺层优化以及结构设计提供数据支撑，通过工艺细化优化设计解决复杂结构成型工艺难题，同时采用温度梯度化工艺技术解决了空腔结构外加压热压罐固化的难题，最终完成碳纤维复合材料高速动车组联系枕梁全尺寸样件的研制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过一种多腔体气室骨架硅橡胶/金属芯组合模加压技术实现气室骨架结构的整体成型。

为了实现本发明目的，本发明技术方案如下：一种有轨交通用联系枕梁，包括准六面体多腔体骨架、加强件、骨架包边、骨架盖板、对接件；

所述的准六面体多腔体骨架由多个单元格整体固化成型；相邻单元格之间通过导气孔连通；准六面体多腔体骨架的开口侧与骨架盖板通过胶接与机械连接方式固定，所述的骨架包边铺缠在所述的准六面体多腔体骨架与骨架盖板的外型面；用于连接车体的对接件设置在准六面体多腔体骨架的两侧，加强件用于连接所述的对接件与骨架包边。

优选的，还包括上壁板、下壁板；所述的上壁板、下壁板通过铺覆固化的方式安装在联系枕梁的上下型面，用于结构加强。

优选的，通过在预先设定的单元格内设置镶嵌件，通过镶嵌件实现与骨架盖板制件的胶接与机械连接固定。

优选的，还包括安装在枕梁上侧的支撑台、垫高台，用于与有轨交通的空气弹簧连接。

一种有轨交通用联系枕梁整体成型方法，包括：

(1)根据所述联系枕梁设计模具，模具包括联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模、联系枕梁加强件成型模、联系枕梁骨架包边成型模；所述联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模包括骨架硅橡胶/金属芯浇注模、组装固化模；