复合材料支撑柱的铰链连接结构及轨道列车设备舱

行业领域

新材料技术

需求背景

在轨道列车的下部通常会设置有设备舱，如图1所示，用于安装列车中的电子设备等部件。设备舱通常采用在侧面开口的方式形成设备的出入口，再设置封闭出入口的裙板 01。裙板通过铰接的方式与设备舱框架02相连接，从而使裙板可以进行开合。

传统的设备舱和裙板都是使用的金属材料制成的，重量较重。为了实现轨道列车的轻量化需求，出现了使用碳纤维复合材料替代传统的金属材料制成的轨道列车车体及设备舱。搭建设备舱的框架使用的复合材料通常是通过拉挤工艺成型的，因此与传统的金属材料设备舱框架相比，其具有不同的结构和力学性能。传统的铰接结构是直接将铰接部件通过螺栓安装在金属柱体侧面的，金属柱体侧面可以承受铰接部件的拉拽。但如果在复合材料支撑柱上也采用和金属结构相同的连接结构，那么螺栓对复合材料支撑柱侧面产生拉拽时，由于作用力面积比较小，容易使复合材料支撑柱侧面产生开裂、损坏。

需解决的主要技术难题

螺栓对复合材料支撑柱侧面产生拉拽时，由于作用力面积比较小，容易使复合材料支撑柱侧面产生开裂、损坏。

期望实现的主要技术目标

研发一种复合材料支撑柱的铰链连接结构，能够更好地适应复合材料支撑柱的特性，保证铰链连接处的结构强度，可以有效地解决背景技术中的问题。本使用新型还提供了一种轨道列车设备舱，可以达到同样的技术效果。

需求解析

解析单位：“科创中国”NQI先进碳材料产业科技服务团（中国检验检测学会） 解析时间：2023-12-02

王婷

中国检验检测学会

实验师

综合评价

将支撑柱本体设置呈通长的多腔体柱形结构，将碳纤维复合材料通过拉挤工艺制成该种形状后，可以在保证支撑柱本体的结构强度的情况下，有效地减轻列车的重量；本铰链连接结构通过滑块与滑块腔的配合，以及在滑块腔顶部设置第二通槽、并在滑块顶部设置伸入第二通槽内的凸台，能够将铰接块承受的力在传递到支撑柱本体上时进行扩散，使支撑柱本体侧面的所有部位能够均匀受力，从而提升本铰链连接结构的结构强度；本铰链连接结构设计简洁，便于拆卸维护。

解析单位：江苏省常州市 解析时间：2023-11-29

刘春林

常州大学

教授

综合评价

将支撑柱本体设置呈通长的多腔体柱形结构，将碳纤维复合材料通过拉挤工艺制成该种形状后，可以在保证支撑柱本体的结构强度的情况下，有效地减轻列车的重量；本铰链连接结构通过滑块与滑块腔的配合，以及在滑块腔顶部设置第二通槽、并在滑块顶部设置伸入第二通槽内的凸台，能够将铰接块承受的力在传递到支撑柱本体上时进行扩散，使支撑柱本体侧面的所有部位能够均匀受力，从而提升本铰链连接结构的结构强度；本铰链连接结构设计简洁，便于拆卸维护。

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