双夹层中空夹芯结构轨道交通地板的设计及性能分析

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1、双夹层中空夹芯结构轨道交通地板的设计及性能分析匡宁朱冬进张守玉张艳红陈书云中材科技股份有限公司中车浦镇庞巴迪运输系统有限公司摘要：中空夹芯复合材料具有优异的综合性能和可设计性，本文将其应用在轨道交通领域，设计一种双夾层中空夹芯结构用于研制地板。通过有限元分析方法对双夹层结构设计方案的合理性进行验证，研宄了集中荷载和均布荷载作用下各层受应力情况;开展Y研制地板的板芯剥离强度、抗拉强度、抗压强度、四点弯曲强度、隔音性能、防火性能的测试，并与铝蜂窝夹芯结构的性能进行对比。结果表明双夹层结构中空复合地板具有更

2、好的承载和抗分层性能，力学性能优于铝蜂窝地板;其燃烧等级达到了SF3级，毒性指数FEDS1，故防火性能与铝蜂窝地板一样安全;且中空复合地板的隔音性能优于铝蜂窝地板，能满足更高的舒适性和安全需求。关键词：三维织物;中空复合材料;轨道交通地板;双夾层复合;蜂窝;作者简介：匡宁（1980-）,男，中材科技南京玻纤院创新中心办公室副主任，高级工程师，主要从事特种结构纺织复合材料的研究与开发。收稿曰期:2017-07-27TheDesignandPerformanceAnalysisofaRailTransit

3、FloorwithDoubleHollowSandwichesKuangNingZhuDongjinZhangShouyuZhangYanhongChenShuyunSinoma^Science&TechnologyCoAtd:CRRCPuzhenBombardierTransportationSystemsCo.,Ltd;Abstract：Becauseofitsoutstandingcomprehensivepropertiesanddesignfreedom,thehollowsandwichc

4、ompositeswereusedinrailtransitfield.Adoublehollowsandwichesstructurewasdesignedandusedtoprepareanewfloor.Thedoublesandwichcompositefloorstructurewasanalyzedusingfiniteelementmethodtoverifytheretionalityofthedesignandstudythestressesofeachsandwichunderco

5、ncentratedloadanduniformlydistributedload.Themechanicalproperties,accousticinsulationandfireresistanceweretestedandcomparedwiththehoneycombsandwichcompositefloor.Theresultshaveshowedthatthetensilestrength,compressionstrength,corepeelingstrengthandfour-p

6、ointbendingstrengthofthehollowcompositeflooraregreaterthanthoseofhoneycombcompositefloor,resultinginhigherload-bearingandanti-delaminationperformance;thefiresafetyofthehollowcompositefloor(withfireratinguptoSF3andtoxicityindex^1)issameasthehoneycombcomp

7、ositefloor;andthesoundinsulatingpropertyofhollowcompositefloorisalsosuperiorsothatitcanmeetthehigherrequirementsofcomfortabilityandsafety.Keyword：3Dfabric;hollowcomposites;railtransitfloor;doublesandwichcomposite;honeycomb;Received：2017-07-270前言随着轨道交通的迅

8、猛发展，对车厢轻量化的要求越来越高，其中轻质高强地板成为轨道交通地板的主要发展趋势。目前，国内轨道交通地板主要使用夹芯结构，如高速列车地板多采用泡沬夹芯结构地板U1，而对承载要求更高的地铁地板则采用铝蜂窝夹芯结构地板。但是泡沫夹芯结构地板力学性能存在局限性，后期修补难度大;而铝蜂窝夹芯结构地板U1相对偏重，当重物从较高处落下，超过铝蜂窝所能承受压力时，容易造成塌陷，很难修复，同时也不具备良好的隔音、降噪性能。并且传统的泡沫和蜂窝夹层结构地板由于蒙皮和中间