蜂窝夹层结构复合材料设计及应用研究

万方数据4铁道机车车辆第29卷(2防火性蜂窝夹层结构复合材料的防火等级达到了任何其他车辆内装结构复合材料不能达到的防火等级。蜂窝夹层结构复合材料与塑贴胶合板、中高密度发泡板、玻璃钢等材料所能达到的防火等级比较见表2。农2蜂窝夹层结构复合材料和部分铁道车辆常用非金属材料的防火等级的对比嵫材料蜂妻誊黥构赧臻磐蛹-r锻程@靴t4,№达到防火篓鍪。、ACBBUIC564(按一2标准“o(3耐久性由蜂窝夹层结构复合材料成型制造复杂弯曲形面零部件基本可以保持永久不变形,而由塑贴胶合板、玻璃钢和其他工程塑料成型制造的零部件都会随着时间的推移发生不同程度的变形。其中塑贴胶合板还会因温度和潮湿的影响,发生腐蚀、腐朽、腐烂等变化,玻璃钢和其他工程塑料成型制造的零部件还会产生老化现象。通常,用塑贴胶合板、玻璃钢和其他工程塑料成型制造的零部件在7.5~15年或1到2个A4级修程即需要更换,而蜂窝夹层结构复合材料,特别是铝蜂窝夹层结构复合材料制作的零部件基本可以和车辆等寿命。(4环境适应性蜂窝夹层结构复合材料能够长时间地适应温度、湿度不断变化的运用环境条件,而不发生承载能力下降、变形、开裂、腐朽、老化等现象。这是胶合板、发泡板、玻璃钢和其他工程塑料难以相比的。有时胶合板、发泡板、玻璃钢和其他工程塑料的应用在不同程度上会受到运用环境的限制,蜂窝夹层结构复合材料的应用就很少受这些限制。(5隔声减振性蜂窝夹层结构复合材料独特的回弹性,使其可以吸收振动能量,从而具有良好的隔声减振性能,这也是胶合板、发泡板、玻璃钢和其他工程塑料所不具备的性能。因而,蜂窝复合夹层材料常被用于制造对隔声减振有一定要求的客室地板、空调风道等零部件。2.2制造工艺性最初,蜂窝夹层结构复合材料的制造工艺性,尤其是成型制造工艺性难以令人满意。现今,蜂窝夹层结构复合材料的成型制造技术有了很大的进展,使其表现出了良好的制造工艺性,图l。4所示是蜂窝夹层结构复合材料板材和成型制造的车辆内装结构零部件。从图3一图4可以看到,当前日臻成熟的蜂窝夹层结构复合材料的成型制造工艺性已经使其应用范围超越了胶合板、中高密度发泡板和许多工程塑料,完全可以用于制造胶合板、中高密度发泡板所不能成型的零部件。圈1蜂窝夹层结构复合圈2曲板类蜂窝夹层结构材料板复合材料板件图3用蜂窝夹层结构复合图4用蜂胃夹层结构复合材料制造的窗板材料制造的行李架模块3蜂窝夹层结构复合材料的结构设计在采用蜂窝夹层结构复合材料设计制造铁路动车组与客车的零部件时,主要需要注意两个问题;其一是合理地设计使用蜂窝夹层结构复合材料的厚度,其二是注意蜂窝夹层结构复合材料的方向性,特别是在采用蜂窝夹层结构复合材料设计制造承受一定载荷零部件的时候。当然,除了以上两个问题之外,还要考虑按照运用结构需要如何设计蜂窝夹层结构复合材料中的预埋件等问题,但这都不是材料设计的共性问题。3.1蜂窝夹层结构复合材料在外力作用下的变形与应力一般说来,蜂窝夹层结构复合材料主要用于制造受均布外载荷作用下的零部件,目前对于蜂窝夹层结构复合材料有一些成熟的设计计算方法。对于长方形的蜂窝夹层结构复合材料,在均布外载荷作用下,其变形量可按下面的公式计算(图5: