CN211281236U - 一种耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板，包括双腹板格栅与面板，面板下表面为光滑焊接面，双腹板格栅与面板下表面焊接固定，双腹板格栅由纵横交错的U型槽状筋相互搭接固定而成。本实用新型从选材和结构设计着手，提供了一种切实可行的设计方案，使物流车厢底板在同样满足物流车使用工况的条件下，相较于传统钢结构减重60％以上，相较于传统热固性树脂基复合材料，在具备更好的减重效果的同时又提供了更强的耐磨能力及抗冲击能力，极大程度提高了物流车的运输效率，并延长了车厢的使用寿命，极大的提高了经济效益。解决了物流车厢底板轻量化的瓶颈问题，进而增加车辆整体轻量化程度。
Description
技术领域
本实用新型属于物流车厢技术领域，尤其是涉及一种耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板。
背景技术
在欧美发达国家，复合材料已经被广泛应用，以取代其它不环保材料。 DHL、FEDEX、UPS、TNT四大型国际快递公司更是大规模以复合材料车厢更换其它材料车厢。
我国对于复合材料在物流车上的应用的研究已经展开数年，在香港，复合材料已经被顺丰指定为车厢专用材料。在国内，顺丰，德邦，优速，百世汇通等已经走在前面，将复合材料车厢应用在新购车辆上，在实际应用中取得了极大的好评。
现阶段使用复合材料进行轻量化设计已经渗透进物流车厢行业的各个部件，其中底板作为物流车厢的主承力结构，一直以来都很难提出较好的复合材料替换方案，故现阶段物流车厢在进行底板设计时仍然以钢，铝等金属铸件或者木(竹)胶合板等胶合板材料为主，然而作为底板选材此类材质往往存在易腐蚀，隔振效果差等等问题。同时因其密度大，在应用中会大大增加整车质量，增加运营成本的同时也与国家节能减排的号召相悖。
碳纤维增强热塑性复合材料作为一种新兴材料具有密度低，机械性能优越，耐磨能力强，环保可回收，可设计性强等诸多优点，可以有效解决底板在物流车厢应用中的一系列瓶颈问题，因而深入展开碳纤维增强热塑性复合材料在底板应用上的深入研究与设计对提高物流车整体续航里程及载重量能力都具有十分深远的意义。
但是因复合材料具有韧性差，耐磨能力差的问题，因此在作为底板应用时往往需要使用巨大的材料用量，也因此直接导致复合材料在底板的应用失去了减重优势。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提供一种承载能力好，耐磨耐冲击，减重效果明显的物流车厢底板结构。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板，包括双腹板格栅与面板，所述面板上表面有防滑印花纹，面板下表面为光滑焊接面，双腹板格栅与面板下表面焊接固定，双腹板格栅由纵横交错的U型槽状筋相互搭接固定而成，U型槽状筋的开口处与面板下表面固定。
进一步，所述双腹板格栅与面板的选材为CF/PA6或CF/PA66。
进一步，面板与双腹板格栅之间采用复合材料焊接工艺焊接。
相对于现有技术，本实用新型所述的耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板具有以下优势：1、复合材料由于其轻质高强，耐腐蚀性好，抗震性能好等特性，已经成为目前应用最广泛的物流车厢选材之一。然而由于复合材料具有方向性并且刚度差较之钢较差等问题，导致其在车厢底板结构上无法得到有效的推广，本实用新型针对现有技术存在的不足，从材料选择，结构设计,连接方式三个方面进行优化，设计一种质量轻，结构稳定，强度可靠，耐磨，耐冲击且生产效率高的底板结构。
2、进行选材优化，解决复合材料作为底板应用时耐磨性差，抗冲击能力差，易破损的的特点。
3、进行结构优化，以物流车使用工况需求为基础，通过大量试验与仿真计算，确保此底板可以满足作为物流车底板应用的全部工况。
4、合理利用热塑性树脂基体纤维增强复合材料的特性选择合适连接结构，保证加强筋与面板之间连接强度。
5、选材可回收，韧性强，耐磨性好的CF/PA6材质有效解决传统复合材料底板的耐磨性差的问题，同时呼应国家节能环保的要求。
6、结构强度高，通过结构设计使其应力分散更合理，并通过了大量的试验与仿真测试，确保可以满足车厢的使用工况。与同等重量的普通复合材料格栅相比，在相同车厢承载工况下，最大应力仅为其1/8左右，极大的提高了安全性。
7、本实用新型从选材和结构设计着手，提供了一种切实可行的设计方案，使物流车厢底板在同样满足物流车使用工况的条件下，相较于传统钢结构减重60％以上，相较于传统热固性树脂基复合材料，在具备更好的减重效果的同时又提供了更强的耐磨能力及抗冲击能力，极大程度提高了物流车的运输效率，并延长了车厢的使用寿命，极大的提高了经济效益。解决了物流车厢底板轻量化的瓶颈问题，进而增加车辆整体轻量化程度。
8、双腹板格栅采用U型槽状筋，格栅单个方格尺寸相同，使其力学分布更加合理，双腹板格栅壁厚1mm，与相似的普通格栅(壁厚2mm)相比，同样的极端载重条件下，双腹板格栅的应力仅为普通格栅的1/10。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的双腹板格栅的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大示意图；
图3为图1的仰视图；
图4为图3中B部分的放大示意图；
图5为面板和双腹板格栅之间的连接示意图；
图6为面板的结构示意图；
附图标记说明：
1-面板；2-U型槽状筋。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-6所示，一种耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板，包括双腹板格栅与面板1，所述面板1上表面有防滑印花纹，面板1下表面为光滑焊接面，提供表面支撑，在上表面设计防滑纹理的同时，保证下表面光滑，便于与加强筋之间的连接。
双腹板格栅与面板1下表面焊接固定，双腹板格栅由纵横交错的U型槽状筋2相互搭接固定而成，U型槽状筋2的开口处与面板1下表面固定。双腹板格栅可使应力分布更加合理提高承载能力，同时进行格栅边缘增强确保装配安全。
所述双腹板格栅与面板1的选材为CF/PA6或CF/PA66。
面板1与双腹板格栅之间采用复合材料焊接工艺实现。利用树脂基体性能采用热塑性焊接方式实现面板-加强筋之间连接。
加强筋壁厚、加强筋分布密度等均可根据实际工况做出最优调整。
以某车厢底板尺寸为4.2m*2.1m，限重3.2T车型为例。
1.设计尺寸
的加强筋模具，其中网格具体尺寸如下： 50mm*50mm，壁厚1mm，横板长6mm，厚1mm，网格高度9mm，边缘壁厚5mm。
2.设计上表面具有防滑印花，下表面光滑厚度为2mm面板模具。
3.使用CF/PA6或CF/PA66完成加强筋和面板的生产。
4.采用热塑性激光焊接工艺完成加强筋与面板之间的连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板，其特征在于：包括双腹板格栅与面板(1)，所述面板(1)上表面有防滑印花纹，面板(1)下表面为光滑焊接面，双腹板格栅与面板(1)下表面焊接固定，双腹板格栅由纵横交错的U型槽状筋(2)相互搭接固定而成，U型槽状筋(2)的开口处与面板(1)下表面固定。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板，其特征在于：所述双腹板格栅与面板(1)的选材为CF/PA6或CF/PA66。
3.根据权利要求1所述的耐磨耐冲击的轻质高强复合材料物流车厢底板，其特征在于：面板(1)与双腹板格栅之间采用复合材料焊接工艺焊接。
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| CN110937031A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-31 | 天津中科先进技术研究院有限公司 | 一种耐磨耐冲击的物流车厢底板 |
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2019
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