Sparčiai vystantis Kinijos geležinkelių tranzito pramonei, taip pat naujai energijos taupymo ir aplinkai nekenksmingo vystymosi koncepcijai, lengvas svoris tapo šiuolaikinių transporto priemonių projektavimo ir gamybos akcentu. Anglies pluošto kompozitai pasižymi lengvu svoriu, dideliu stiprumu, atsparumu korozijai, mažomis sąnaudomis ir lengvai projektuojami, apdorojami ir modifikuojami. Tai svarbi priemonė automobilio kėbulo lengvumui suvokti.
- Medžiagų parinkimas ir konstrukcijos projektavimas
Tradicinis metro kabinos dangtis pagamintas iš stiklo pluoštu sustiprinto plastiko, kuris pagamintas iš anglies pluošto putplasčio sumuštinės medžiagos. Jį sudaro dvi plonos ir standžios anglies pluošto kompozicinės plokštės, kurios yra lengvos ir labai stiprios struktūros, sudarytos iš vidinių ir išorinių plokščių bei storos ir lengvos putplasčio šerdies.
Jis pasižymi didelio specifinio stiprumo, didelio specifinio modulio, gero atsparumo smūgiams, garso sugerties, vibracijos sugerties ir šilumos izoliacijos savybėmis. Anglies pluoštu sustiprinta medžiaga yra pagaminta iš T700 ir epoksidinės dervos, o sumuštinių šerdis yra T90.150 putplastis. Metro kabinos galvos dangtelis pritaikytas autoklave integruoto liejimo technologija, o priekinis stiklas sumontuotas viduryje, o lempos tvirtinimo anga yra rezervuota. Sumuštinėje kabinos gaubto konstrukcijoje vidurinis sluoksnis daugiausia atlieka atraminės plokštės ir gaubto formavimo vaidmenį.
- Nemokamo dydžio optimizavimas
Atsižvelgiant į bendrą kabinos gaubto vidinio ir išorinio plokščių dydžio išdėstymą, pluošto orientacija yra išdėstyta pagal sluoksnio jėgos perdavimo kryptį, o šlyties ir lenkimo apkrovos reikalavimai yra integruoti, kad būtų padidintas pluošto stiprumas ir standumas. ašinė kryptis.
Sluoksnių krypčių skaičius turėtų būti kuo mažesnis. Paprastai taikomos keturios sluoksnių kryptys: 0 °, 90 ° ir ± 45 °. Tarp jų 0 ° sluoksnis yra naudingas ašinės jėgos perdavimui ir laikomajai galiai; ± 45 ° sluoksnis turi buferinį poveikį šlyties apkrovai ir labai padeda pagerinti procesą; 90 ° sluoksnis gali valdyti šoninį standumą ir reguliuoti Puasono santykį. Faktiškai gaminant Bosch struktūrą, kiekvieno sluoksnio storis yra neatskiriamas minimalaus vieno sluoksnio storio kartotinis, o iš viso naudojama 16 skirtingų formų sluoksnių. Kiekvieno sluoksnio storis yra 0.15 mm, atitinkamai naudojami 6/6/2 0°, 90° ir ± 45° sluoksnių.
3. Klojimo sekos optimizavimas
Atliekant anglies pluošto kompozitų, kurių pagrindą sudaro laminatės, struktūrinį optimizavimą, būtina optimizuoti krovimo seką. Kompozitinių medžiagų krovimo seka turi įtakos ne tik mechaninėms anglies pluošto laminatų savybėms, bet ir procesui.
Kadangi kiekvieno sluoksnio forma yra iškirpta naudojant laisvo dydžio optimizavimą, daugelis sluoksnių nėra visiškai padengti vidinėje ir išorinėje gaubto plokštėse, todėl klojimo sekos išdėstymas yra bendras išdėstymas, o tikrasis klojimas vietinis gaubto plotas skirsis.
Siekiant pagerinti kabinos gaubto putplasčio šerdies daugiasluoksnės struktūros formavimo savybes ir išvengti staigaus laiptuoto storio pasikeitimo laminato storio keitimo srityje, vidinis ir išorinis sumuštinių laminatų paviršiai turi būti visiškai uždengti. padengti visą gaubto struktūrą. Tuo pačiu metu, siekiant pagerinti galvos dangčio atsparumą smūgiams, išoriniame ir vidiniame krovimo sekos optimizavimo rezultatų sluoksniuose buvo pridėtas viso masto ± 45 ° sluoksnis.
4. Optimizavimo rezultatų nustatymas
Atlikus daugybę optimizavimo ir nuolatinio klojimo technologijos modifikavimo, galutinė anglies pluošto kabinos gaubto kokybė yra 27%. Viso dydžio ir vienodo storio struktūra prieš optimizavimą yra 188.4 kg, o optimizuota kokybė sumažėjo apie 137.5 kg. Originalus stiklo pluošto kabinos gaubtas sveria 218.4 kg, o CFRP putplasčio sumuštinių struktūros kokybė yra pritaikyta. Sumažėjo apie 37 proc.
Struktūrinio pertekliaus galima išvengti, o struktūrinį įtempimą galima padidinti optimizuojant kompozito laminato struktūrą, protingai išdėstant medžiagas ir panaudojant galimas medžiagų savybes. Atitinkant stiprumo, standumo ir stabilumo reikalavimus, pasiekiamas idealus lengvumo efektas.
