[实用新型]碳纤维复合材料车体牵引梁

说明书

本实用新型提供一种碳纤维复合材料车体牵引梁，包括主体帽型梁、端梁、斜筋、金属斜撑、加强筋、盒型加强件和防转块，主体帽型梁的前端嵌入端梁并和端梁相连，主体帽型梁采用帽型结构，主体帽型梁包括左腹板、右腹板和底板，底板的两侧分别设有左腹板、右腹板，左腹板、右腹板和底板共同形成帽型，主体帽型梁设有凹槽，凹槽内嵌有盒型加强件、加强筋和金属斜撑，盒型加强件嵌入主体帽型梁的凹槽后端并和主体帽型梁相连，加强筋嵌入主体帽型梁的凹槽中部并与主体帽型梁的左腹板、右腹板相连；该种碳纤维复合材料车体牵引梁能够发挥碳纤维复合材料高比强度、高比模量、突出的减重效果，降低能耗和节能减排的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种碳纤维复合材料车体牵引梁。

背景技术

目前，随着国内轨道交通行业的高速发展和技术不断进步，轨道交通对于轻量化的要求越来越高。在《“十三五”规划》草案中，对城轨地铁轻量化提出了明确的指标要求：减重10%、降噪3dB、降耗15%。

广泛应用于轻轨列车和地铁的牵引梁，是连接、并向车体传递转向架驱动力的中心部件，是实现车辆快速和安全形式的动力传输关键设备。现有牵引梁普遍采用碳钢焊接结构，或者进一步采取中空的口型箱型整体结构，虽然结构刚度与轻量化得到改善，但由于金属材料的自身特点，未能在减重和性能上实现更高的改善。

上述问题是在牵引梁的设计过程中应当予以考虑并解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种碳纤维复合材料车体牵引梁，使用碳纤维复合材料作为主材料，并且考虑牵引梁结构的使用功能及受力特点，在有限的空间范围内，充分发挥复合材料可设计性的优势，将复合材料牵引梁设计成帽型梁整体式结构，达到牵引梁强度和轻量化的提高，解决现有技术中存在的未能在减重和性能上实现更高的改善的问题。

实用新型目的之一，在保证牵引梁结构强度的前提下，主体结构使用碳纤维复合材料，极大程度上实现了牵引梁的轻量化。

实用新型目的之二，利用碳纤维复合材料的可设计性，考虑牵引梁结构的使用功能及受力特点，在有限的空间范围内，优化了原先的金属结构，达到稳定性和安全性的效果。

本实用新型的技术解决方案是：

一种碳纤维复合材料车体牵引梁，包括主体帽型梁、端梁、斜筋、金属斜撑、加强筋、盒型加强件和防转块，主体帽型梁的前端嵌入端梁并和端梁相连，主体帽型梁采用帽型结构，主体帽型梁包括左腹板、右腹板和底板，底板的两侧分别设有左腹板、右腹板，左腹板、右腹板和底板共同形成帽型，主体帽型梁设有凹槽，凹槽内嵌有盒型加强件、加强筋和金属斜撑，盒型加强件嵌入主体帽型梁的凹槽后端并和主体帽型梁相连，加强筋嵌入主体帽型梁的凹槽中部并与主体帽型梁的左腹板、右腹板相连，左腹板、右腹板的内侧分别通过金属斜撑连接底板，左腹板、右腹板的外侧分别通过斜筋连接端梁。

进一步地，金属斜撑均设于端梁与加强筋间。

进一步地，金属斜撑上还设有若干防转块。

进一步地，主体帽型梁的底板设有若干工艺孔。

进一步地，主体帽型梁的左腹板、右腹板分别设有一个以上的过线通孔。

进一步地，主体帽型梁、斜筋和端梁采用0°、45°、90°的铺层比例为40：40：20的碳纤维复合材料。

进一步地，盒型加强件、加强筋和防转块的材料为钢Q690。

本实用新型的有益效果是：

一、该种碳纤维复合材料车体牵引梁，在保证牵引梁结构强度的前提下，主体结构使用全碳纤维复合材料，不仅使得牵引梁具备高强度、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特殊优越性能，还极大程度上改善了牵引梁的轻量化。