[发明专利]一种复合材料列车车身结构及其成型方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

为了达到上述目的，本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。