[發明專利]一種用于軌道交通車輛的竹纏繞車體及其制備方法

在審

• 申請號: 201710419936.1
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107244328A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 葉柃;孫元平;張永維;李勝嶺;高文
• 申請（專利權）人: 浙江鑫宙竹基復合材料科技有限公司;葉柃
• 主分類號: B61D17/04
• 分類號: B61D17/04;B29C70/30;B29L31/30
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 李佑宏

技術領域

本發明屬于軌道交通車輛技術領域，具體涉及一種用于軌道交通車輛的竹纏繞車體及其制備方法。

背景技術

軌道車輛車體一般是由車頭部的頭車車體和后面連接的若干個中間車車體構成，各車體由車頂、側墻、端墻、底架圍成。為了追求軌道交通車輛例如動車、高鐵等更快的運行速度和更安全的性能，車體的輕量化設計成為必要措施。目前，實現車體輕量化的措施除了進行結構的合理優化設計外，另一個主要途徑是采用新材料。傳統的軌道車輛車體一般采用耐候鋼車體和不銹鋼車體，車體結構是采用單層外殼內部骨架的結構，后來出現了采用鋁合金的車體，并制成中空型材結構，減重效果突出，得到快速的推廣和普及。但作為金屬結構，其自重依然很大，限制車速的進一步提高；特別是金屬材料其抗緩沖能力、保溫抗凍及其隔振減噪具有較大的不足，而且金屬如鋁是有限資源，也進一步限制其大規模的應用。

竹纏繞復合材料是一種用浸潤樹脂膠粘劑的竹材通過纏繞工藝加工成型的新型生物基材料，充分發揮了竹材軸向拉伸強度高的特性，可用于制造多種產品，如管道、管廊、貯罐、容器、高鐵車廂等。由于其將竹子資源可再生、固碳儲碳、質輕高強、加工過程低碳節能、使用過程綠色環保、可生物降解、成本低廉的優異特性應用到工業產品領域，使竹纏繞復合材料制品具有優異的綜合性能，可大幅度減少鋼材、塑料、玻璃纖維、鋼筋混凝土等傳統高能耗、高污染材料的使用，具有廣闊的發展前景。

專利文獻105383506A公開了一種軌道車輛車體，包括車頂、端墻、側墻和底架，其中車體車身是由竹篾和樹脂纏繞一體成型，端墻固定在車體車身的端部，側墻、車頂、底板圍成車體車身，側墻與車頂、側墻與底板之間均通過圓角過渡，車體車身是由竹篾和樹脂纏繞一體成型，端墻固定在車體車身的端部，車體車身固定在承載結構上車體車身固定在承載結構上。該技術方案盡管披露了利用竹材纏繞方式制成車體結構的構思，但是因為車體結構復雜，對其受力和安全性等要求較高，該方案中并沒有公開具體的車體結構細節，無法確定其具體的結構強度和受力關系，。

發明內容

針對現有技術的以上不足或改進需求，本發明提供一種用于軌道交通車輛的竹纏繞車體，其通過基于竹纏繞技術形成的車體蒙皮與優化布置的骨架形成優化的組合結構，不但抗拉強度以及緩沖能力好，滿足車體強度和受力的要求，而且具有結構簡單、隔熱隔音和減振性能突出的優勢。本發明還公開了相應的竹纏繞車體的制備方法。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供一種用于軌道交通車輛的竹纏繞車體，其包括車體骨架及覆蓋在所述車體骨架上的蒙皮，其中，

所述蒙皮由竹篾帶纏繞在車體芯模上并通過邊纏繞邊淋澆樹脂使所述竹篾帶浸潤所述改性后的樹脂并粘結固化成型的方式經脫模后制成；

所述骨架包括沿車體長度方向間隔布置的多個環向梁以及沿所述環向梁周向布置以將各環向梁串接的多個縱向梁，其中所述環向梁與縱向梁在連接處緊密固定，以此方式形成籠狀骨架結構；

且所述蒙皮內壁面上沿環向預開設有多個與所述環向梁位置匹配的凹槽，預埋設有與所述環向梁位置匹配的螺栓，以用于所述蒙皮與骨架通過該凹槽進行嵌合固定或者通過螺栓進行固定。

作為本發明的進一步改進，所述蒙皮沿長度方向上繞周向開設有多個凹槽，以用于所述縱向梁嵌入其中，且所述環向梁在與所述縱向梁交叉連接處設置有開孔，所述縱向梁通過該開孔穿過上述環向梁并使得兩者焊接固定。

作為本發明的進一步改進，所述環向梁由若干個小段拼接成環形而成，其中所述小段的連接處經切割打磨成一定坡度后焊接使其整體呈弧形，所述連接處直接焊接連接成整體，或者所述連接處焊接有帶孔的小尺寸鋼板，通過該小尺寸鋼板利用螺栓連接使各小段連接成一個整體。

作為本發明的進一步改進，所述環向梁形狀與蒙皮內壁的環向弧形預留凹槽吻合，其嵌入所述凹槽中并通過膠黏劑填滿預留槽中的空隙，以固定連接環向梁與廂體，并增加緩沖能力和隔音能力。

作為本發明的進一步改進，所述環向梁的每小段的側面開孔，并通過預埋的螺栓與環向梁小段連接，以固定環向梁與蒙皮。

作為本發明的進一步改進，所述竹篾帶為由多條竹篾片間隔一定間隙編織成的簾狀，其包括長度方向與單個竹篾片長度方向一致的縱向竹篾帶和長度方向與單個竹篾片寬度方向一致的橫向竹篾帶兩類，所述竹篾帶在車體芯模上的纏繞為橫向竹篾帶與縱向竹篾帶分別沿長度方向繞芯模螺旋纏繞多層而疊加形成。

作為本發明的進一步改進，所述橫向竹篾帶的纏繞厚度不少于24mm，縱向竹篾帶的纏繞厚度不少于20mm。