[发明专利]一种预应力碳纤维云梯车臂架

说明书

技术领域

本发明涉及专用车领域，具体是涉及一种预应力碳纤维材料云梯车臂架的结构方案设计。

背景技术

近年来,中国大陆经济迅猛发展,高层建筑数目猛烈的扩张,建筑物高度越来越高给救援提高了很大的难度,所以,在城市消防和危险救援方面,云梯车是最高效的救援方式。云梯消防车中被公认的最重要的部分就是臂架伸缩结构。臂架结构的设计优化和制造水平，决定了云梯车的产品高新科技含量。云梯车的臂架结构，因为需要承受非常多的载荷，其中有梯架的重力、风的载荷、工作斗重力等等，关乎救援质量、效率的最重要因素就是臂架的性能。

目前，我国自主设计的产品整体技术水平与国外相比有较大差距。这些差距主要体现在：云梯消防车的整体工作高度不高，没有实现车辆的轻量化研究，在智能控制方面设置研究不够深入，无法保证车辆在极端情况下具有较好的稳定性和安全性，零件配套水平和制造水平不高等。尤其是对于车辆的关键部件臂架机构的开发能力较差，主要依靠进口。

发明内容

本发明的目的是设计一种高强度、轻量化的云梯车臂架结构。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

本发明所述的预应力碳纤维云梯车臂架结构，主要由梯弦，支柱,梯蹬，侧面斜梁组成，支柱主梁截面形式为C型,支柱内侧贴有预应力碳纤维材料,梯弦与侧面斜梁连接，侧面斜梁与支柱相连，支柱为承重之用，梯蹬将左右两个支柱相连。

进一步地，支柱主梁截面形式为C型，臂架支柱截面采用新型C字型结构，让两节臂架之间的组合形式为嵌套形式。

进一步地，将碳纤维材料进行预处理，支柱内侧贴有预应力碳纤维材料，使碳纤维材料具有预应力的效果，然后将预应力碳纤维材料与臂架支柱进行连接。

进一步地，使用张拉机以较慢的匀速张拉碳纤维材料，张拉完毕后,将环氧树脂均匀涂抹于臂架支柱内侧与碳纤维材料的粘贴面，碳纤维材料通过张拉机械张拉后，保持预应力将纤维材料粘贴到臂架支柱内侧的底面，待环氧树脂凝固硬化后再逐步释放预应力。

通过上述技术方案，该新型臂架在非工作状态时亦受到反向预应力作用，在工作状态时，能有效的改善臂架受力和变形情况，因此效率高、性能好且安全性高。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

与现有技术相比，本发明具有以下好处：

1、本发明利用预应力碳纤维技术，能在钢结构臂架小变形的前提下依然有效的发挥碳纤维材料强度、高弹性模量的特性，避免了因碳纤维材料的弹性模量和钢材料趋同而无法发挥材料高强特性的缺点。该方法比传统的碳纤维加固技术，能更高效的发挥高强度性能。

2、本发明通过碳纤维材料和钢材料的结合，减少了钢材料的使用比例，减轻了臂架结构的整体重量，达到了轻量化的效果。

3、本发明利用碳纤维的预应力，加强钢结构的强度。在支柱的截面拉伸区域的应力，产生压力，能够有效的让加载之下的臂架的裂缝宽度减小；对臂架结构施加反向作用力，可以有效的使臂架的变形量降低。

4、本发明的新型臂架支柱截面形式，使得两节臂架之间嵌套更加贴合，增加了两节臂架之间的约束，提高了臂架拉伸和变幅运动时的安全性和问的稳定性。

5、本发明的新型臂架在静力学上，与传统臂架相比，在相同工况和载荷条件下，臂架结构的变形有明显的改善，强度得到了提升，同时在模态特性上，系统的刚度也得到了提高。

附图说明

图1是发明的总体设计结构示意图。

图2是臂架支柱截面配合示意图。

图3是施工流程示意图。

图中：1-梯弦，2-支柱，3-梯蹬，4-侧面斜梁，5-C型支柱主梁，6-碳纤维材料。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，结合附图说明，以下实例是对本发明内容的一个详细说明，但不应理解为本发明涉及的主题范围仅限于此，其他凡是根据该领域的通用技术及常用方法所做的各种修改、替换和变更，都应包含在本发明的范围之内。

如图1、图2、图3所示。

本发明所述预应力云梯车臂架结构，主要由梯弦1，支柱2，梯蹬3，侧面斜梁4，C型内支柱5，碳纤维材料6组成，支柱2和C型内支柱5主梁截面形式为C型，支柱内侧贴有预应力碳纤维材料6。