[發明專利]用于車輛底盤的由復合材料制成的結構

在審

• 申請號: 201480048444.0
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105492290A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 雅克·瓦爾韋德;讓-弗朗索瓦·富克斯;馬塞爾·奧伯龍
• 申請（專利權）人: 空中客車防務和空間公司
• 主分類號: B61F1/00
• 分類號: B61F1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;陳偉偉

技術領域

本發明涉及車輛結構的一般領域。本發明更具體地涉及如下的復 合梁設計，此復合梁設計意在通過使用復合材料來減小特別是用于通 過軌道進行貨物運輸的軌道運輸車輛(有軌車)的結構的重量。

背景技術

如所有運輸領域中的情況那樣，有軌車建筑行業試圖減小形成車 輛的結構的質量，以便通過控制車輛的生產成本以及車輛的能量消耗 來增大有效負載以及/或者減小運輸成本。

目前，有軌車僅由金屬結構形成，通常由鋼并且有時由鋁制成。

然而，在考慮運輸的情況下，很自然地是設想較輕的實施方式， 特別地是使用復合材料的實施方式。然而，還已知不能通過簡單的材 料替換來用相同形狀的復合材料結構代替金屬結構。為了利用復合材 料特有的所有技術特征及性能，通常有必要完全重新設計這些結構。

在使用復合材料的情況下重新設計這些結構的必要性特別地涉及 下文中所描述的特定特征。

要考慮的第一特定特征是復合材料的各向異性特征，由于復合材 料的各向異性特征，復合材料的性能——特別是復合材料的機械性能 ——并非在所有方向上都相同，這是因為存在構成該材料的加強纖維。 這種特定特征對適用于各個應用的材料結構予以限定。

要考慮的另一特定特征是所采用的制造工藝(模制、真空灌注、 RTM(樹脂傳遞模塑)、覆合等)的多樣性以及用于組裝復合材料元 件的組裝技術通常是專用于這些材料的。與金屬的情況相比，例如， 熔接熱定形復合材料實際上是幾乎不可行的，但是通過膠合來組裝這 種材料卻是完全合適的，這與可以在金屬的情況下實現的情況恰好相 反。

另一特定特征在于可獲得的復合材料的多種變體的特殊性，特別 是在考慮所使用的纖維——無論是礦物纖維(玻璃纖維、碳纖維等) 還是有機纖維——的性質的情況下，所使用的纖維的性質給對應的復 合材料提供了不同的性能、性狀和成本。因而，基于玻璃纖維的復合 材料是成本最低的，而碳纖維復合材料是成本最高的。

由于這些特定特征，特別是在涉及有軌車且尤其是貨車的制造的 情況下，目前還沒有大量地研發或者根本沒有研發使用復合材料結構 來生產能夠運輸重負載的車輛。

在此指出，所涉及的復合材料是所謂的“結構性”復合材料，“結 構性”復合材料基于占所述材料約50％的長且連續的纖維，其他約 50％由通常為熱定形樹脂(例如，環氧樹脂(EP)、鄰苯二甲酸二烯 丙基酯(DAP)、聚酯或者乙烯基酯的類型)并且例如更罕見地為熱塑 性樹脂(例如，聚酰胺、聚醚醚酮或者聚乙烯亞胺的類型)的基質構 成。

發明內容

本發明的一個目的是提出一種可以用于制造車輛(如以上所提及 的車輛)的特定復合材料結構。特別地，本發明的一個目的是限定一 種有軌車平臺結構，該有軌車平臺結構的形狀特性被優化以使得有軌 車平臺結構能夠由復合材料制造。

在此，最終目標是針對使魯棒性方面的性能等于或優于當前結構 的性能，來顯著地減小有軌車的結構的質量與此同時對制造成本進行 優化。

為此，本發明在于用于運輸貨物或乘客的車輛的底盤的復合材料 結構，所述結構構造成在所述結構的各個端部處接納行進裝置或轉向 架，所述結構包括形成平臺的至少一個中央梁，車輛的負載置于該平 臺上。根據本發明，所述梁包括：

-中間箱，該中間箱具有中央部和兩個端部，所述端部具有加強 件，該加強件用以承受通過行進裝置的鉸接元件以及通過設置在車輛 的端部處的減震器元件傳遞至底盤的應力，中間箱的中央部構造成具 有增強梁對由運輸負載施加的彎曲力的抵抗的加強部；

-兩個側箱，所述兩個側箱在中間箱的整個長度范圍上延伸并組 裝至所述中間箱，所述兩個側箱的上部面與中間箱的上部面形成了梁 的上部面，所述側箱構造成加強梁對施加在梁上的縱向彎曲力和橫向 彎曲力的抵抗；

-形成了蒙皮的覆蓋鋪板，該覆蓋鋪板構造成覆蓋中間箱和側箱 的上部面。

根據本發明，構成梁的各個元件由復合材料制成，該復合材料以 玻璃纖維或者碳纖維或者玻璃纖維與碳纖維的混合物來加強。

根據可以單獨考慮或者以組合的方式考慮的各個特征，根據本發 明的結構具有各種互補特征。因此：