[发明专利]碳纤维变截面中空梁及其制备方法、轨道车辆

说明书

本发明涉及轨道交通领域，提供了一种碳纤维变截面中空梁及其制备方法、轨道车辆。该方法包括步骤：采用可溶材料制备变截面芯模；利用三维编织技术将碳纤维材料编织在变截面芯模表面，以获得预成型体；利用树脂传递模塑成型技术向预成型体外加注树脂材料并进行固化，以获得中间成型体；溶解去除中间成型体内的变截面芯模并进行干燥、以获得中空预成型体；利用缠绕成型技术将碳纤维材料缠绕于中空预成型体表面、以获得中空梁成型体；利用树脂传递模塑成型技术向中空梁成型体外加注树脂材料并进行固化，以获得碳纤维变截面中空梁。本发明通过利用三维编织技术、缠绕成型技术和两次树脂传递模塑成型技术就可制得强度高、质量轻的碳纤维变截面中空梁。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种碳纤维变截面中空梁及其制备方法、轨道车辆。

背景技术

随着生活节奏的不断加快，人们对轨道交通工具的速度要求也越来越高。但是，目前轨道车辆的转向架、车体等主承力部件的中空梁通常由不锈钢或铝合金材料制成，而不锈钢和铝合金材料存在质量重、强度低等缺陷，进而导致主承力部件也存在质量重、强度较低的缺陷，从而影响轨道交通工具的运营速度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的是提供一种质量轻、强度高的碳纤维变截面中空梁及其制备方法、轨道车辆。

为实现上述目的，本发明提供了一种碳纤维变截面中空梁的制备方法，该方法包括以下步骤：

采用可溶材料制备变截面芯模；

利用三维编织技术将碳纤维材料编织在所述变截面芯模的表面、以获得预成型体；

利用树脂传递模塑成型技术向所述预成型体外加注树脂材料并进行固化，以获得中间成型体；

溶解去除所述中间成型体内的所述变截面芯模并进行干燥，以获得中空预成型体；

利用缠绕成型技术将碳纤维材料缠绕于所述中空预成型体表面，以获得中空梁成型体；

利用树脂传递模塑成型技术向所述中空梁成型体外加注树脂材料并进行固化，以获得碳纤维变截面中空梁。

其中，所述利用树脂传递模塑成型技术向所述预成型体外加注树脂材料并进行固化，以获得中间成型体的步骤，包括：

将所述预成型体放入闭模的模腔内，并以第一注射压力将所述树脂材料注入所述模腔内；

将所述闭模放入烘箱，在第一固化温度下经过第一固化时长以获得中间成型体。

其中，所述第一注射压力为0.05MPa～0.15MPa。

其中，所述第一固化温度为75℃～85℃，所述第一固化时长为1.5小时～2.5小时。

其中，所述利用树脂传递模塑成型技术向所述中空梁成型体外加注树脂材料并进行固化，以获得碳纤维变截面中空梁的步骤，包括：

将所述中空梁成型体放入闭模的模腔内，并以第二注射压力将所述树脂材料注入所述模腔内；

将所述闭模放入烘箱，在第二固化温度下经过第二固化时长以获得所述碳纤维变截面中空梁。

其中，所述第二注射压力为0.05MPa～0.15MPa。

其中，所述第二固化温度为75℃～85℃，所述第二固化时长为1.5小时～2.5小时。

其中，所述可溶材料为由磷酸酯淀粉和刚性填料混合而成的水溶性材料或由改性淀粉、空心玻璃微珠和尿素混合而成的水溶性材料。