碳纤维复合材料车体承载部件的设计

顾春雷

摘  要：随着国内轨道交通行业的快速发展，人们对于轨道车辆轻量化的要求逐渐提高，碳纤维复合材料成为了车体承载部件设计应用的下一个研究方向。本文就碳纤维复合材料在车体承载部件中的设计进行探讨。

关键词：碳纤维;复合材料;车体承载部件

轨道交通行业在其发展的过程中，对于材料的应用有很多特殊要求，不仅需要材料具备较高的安全性、耐腐蚀性、隔音性、环保性，还需要车体结构轻量化，其他的强度、刚度、防噪声、防火等方面的性能也要具备[1]。当前国内大部分的轨道交通车辆使用的材料主要是铝合金等，但是由于这些材料依然存在或多或少的优势和不足，所以探讨碳纤维复合材料的设计应用具有重要现实指导意义。

一、碳纤维复合材料车体承载部件的结构设计

在实际的应用过程中，主要采用碳纤维-芯层结构，能够有效的保证整体的车辆承载能力。碳纤维-芯层结构由两层碳纤维蒙皮中间加入泡沫或蜂窝夹芯组成，车顶的主结构由方向不一样的碳纤维预浸料和结构芯材构成，不同方向的碳纤维材料性能和芯材材料性能不一样，具体数据如表1所示[2]。

在实际的应用过程中，为了能够有效的避免纤维中断，必须要合理的利用纤维的方向性，以能够最大程度的利用碳纤维复合材料的方向性，进而保持结构中传递路径的连续性。充分的借助铺层层数和方向，将力进行合理的传递和分散。……