[實(shí)用新型]一種輕量化平板半掛車車體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120365418.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN202368695U
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建軍;高磊;孟秀青;田宇黎;孫曉光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 藍(lán)星（北京）化工機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B62D53/06
• 分類號(hào): B62D53/06;B62D21/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種平板半掛車車體，具體涉及一種輕量化平板半掛車車體。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有的平板半掛車，一般都是鋼制的，由底板、車架、懸架和車輪總成等部件組成。其中車架是由兩根大于底板總長(zhǎng)的大號(hào)工字鋼縱梁和數(shù)根橫梁構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，提供整車所需要的承載能力和剛度，如圖1所示。其缺點(diǎn)是車架自身重量很大，耗鋼材多要占到整車重量的25％。?

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是近年來發(fā)展迅速的一種新型材料，通常由基體樹脂和纖維增強(qiáng)物組成，制備的方法也是多種，如真空輔助樹脂傳遞模塑工藝(VARTM)、等。由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的高比強(qiáng)度和比剛度，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域，也被應(yīng)用于輕量化汽車的制造領(lǐng)域，如中國專利ZL?200510029570.4公開了一種使用纖維復(fù)合材料制造汽車覆蓋件的方法，該汽車覆蓋件雖然具有輕量化的效果，但是該復(fù)合材料板只能作為覆蓋件不能作為承力結(jié)構(gòu)件，且內(nèi)外板與芯材采用膠接的形式，增加了制造環(huán)節(jié)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。?

實(shí)用新型內(nèi)容

為克服現(xiàn)有平板半掛車車體過重、燃料消耗嚴(yán)重的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種輕量化的平板半掛車車體。?

所述平板半掛車車體，包括承重殼體、底板和支撐梁，所述殼體粘接在所述底板的下表面與所述底板形成盒狀結(jié)構(gòu)，所述支撐梁位于所述盒裝結(jié)構(gòu)內(nèi)連接所述殼體和底板。?

所述支撐梁沿所述車體長(zhǎng)度方向設(shè)置，位于所述盒狀結(jié)構(gòu)的中?心，其兩端面與所述殼體的端面相貼合。?

所述車體采用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其厚度為5～50mm，優(yōu)選5～20mm。?

所述車體的盒狀結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體形，為了適應(yīng)車頭的形狀，靠近車頭的車體端面也可以進(jìn)行相應(yīng)的變化，通常為斜面。也就是說，沿車體長(zhǎng)度方向的截面形狀可以為長(zhǎng)方形，也可以為梯形，如圖2所示。?

所述車體省去傳統(tǒng)車體車架的兩根縱梁，降低了車重，依靠承重殼體及其中的支撐梁來承擔(dān)整車的承載能力。所述殼體的深度和支撐梁的高度直接決定了車身抵抗受力變形的能力，也就是剛度的大小。?

現(xiàn)有技術(shù)中常通過對(duì)SME(單位質(zhì)量所具有的剛度值)的分析來判定輕量化的效果(劉曉東，大客車車身結(jié)構(gòu)輕量化分析，長(zhǎng)安大學(xué)，碩士學(xué)位論文)。SME值越大，滿足相同剛度所需要的材料越輕，輕量化的效果越好。截面特性對(duì)彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度具有影響。由矩形薄壁桿件的彎曲SME計(jì)算公式得出：輕量化設(shè)計(jì)時(shí)，增加壁厚，彎曲剛度和質(zhì)量均增加，但SME無明顯變化；增加截面高度h，彎曲剛度明顯增加，SME值增大，輕量化效果比較好；增加截面寬度，SME無明顯變化，輕量化時(shí)不予考慮。由矩形薄壁桿件的扭轉(zhuǎn)SME計(jì)算公式得出：增加高度h和寬度b，扭轉(zhuǎn)SME值都會(huì)明顯增大，與壁厚沒有關(guān)系。從滿足扭轉(zhuǎn)剛度來輕量化時(shí)，增大截面的高度和寬度即可，不需考慮壁厚。綜合考慮，增加h，能顯著提高部件的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。?

本實(shí)用新型所述技術(shù)方案中，增加殼體高度h，能顯著提高其彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。確定本實(shí)用新型所述承重殼體的高度時(shí)，可先利用有限元分析軟件分析同等載重量的鋼制車體，得出應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D，再根據(jù)輕量化材質(zhì)的性能，依據(jù)鋼制車體的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D反推確定承重殼體的高度h，通常略高于鋼制車體車梁的高度。如常見的13.6米、載重40噸平板車的平板厚度為2mm，大號(hào)工字鋼縱梁高?度為490mm，對(duì)應(yīng)的復(fù)合材料殼體半掛車，殼體高度略高于490mm，約在550-600mm左右。?

所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括樹脂基體和纖維織物，所述纖維織物為高強(qiáng)度碳纖維、玻璃纖維或混雜纖維，優(yōu)選大絲束碳纖維，進(jìn)一步優(yōu)選大于等于48K的大絲束碳纖維；所述樹脂為不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或丙烯酸酯樹脂。?

大絲束碳纖維具有價(jià)格低、來源容易、抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，抗拉彈性模量為200-230GPa，性能與12K碳纖維相當(dāng)。但碳纖維通常價(jià)格昂貴，若考慮生產(chǎn)成本控制，則可采用玻璃纖維或玻璃纖維摻雜大絲束碳纖維。?

用于所述底板的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板上部粘附有耐磨層，所述耐磨層為聚雙環(huán)戊二烯、芳綸增強(qiáng)復(fù)合材料、超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的一種。所述耐磨層的厚度可根據(jù)所需要的耐磨、耐沖擊性能來確定其厚度，通常為5-10mm。?

用于所述底板的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料下部沿車體橫向和/或縱向方向設(shè)置有多根加強(qiáng)筋；優(yōu)選所述加強(qiáng)筋沿車體橫向或縱向方向均勻設(shè)置，相鄰兩加強(qiáng)筋的間距為100～1000mm。?