1.一種碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,包括:
主體,其為變截面開口梁結(jié)構(gòu),在所述開口梁結(jié)構(gòu)的中間空心部分填充泡沫,并且在所述泡沫上表面粘接內(nèi)層單向碳纖維布,在所述主體外部纏繞粘接外層單向碳纖維布;
中部緊固件,其套接在所述主體中部的碳纖維布外側(cè);
端部緊固件,其套接在所述主體端部的碳纖維布外側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,還包括:
第一加強(qiáng)板,其與所述中部緊固件可拆卸的連接,并且安裝于所述主體的下部;以及
車橋安裝支座,其與所述中部緊固件可拆卸的連接,并且安裝于所述主體的上部。
3.如權(quán)利要求2所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,還包括:第二加強(qiáng)板,其焊接在所述開口梁結(jié)構(gòu)的兩端,所述第二加強(qiáng)板上設(shè)置螺栓孔,其用于連接空氣彈簧以及減振器。
4.如權(quán)利要求2或3所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,所述中部緊固件包括左套筒以及右套筒;以及
所述中部緊固件粘接于所述主體中部的碳纖維布外側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,所述端部緊固件包括左U形件以及右U形件,并且所述左U形件以及右U形件通過螺栓連接扣合;以及
所述端部緊固件粘接于所述主體端部的碳纖維布外側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,沿所述主體的軸線方向,在所述泡沫上表面粘接內(nèi)層單向碳纖維布,使所述內(nèi)層單向碳纖維布的徑向沿所述軸線方向。
7.如權(quán)利要求1-3、5、6中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,相鄰所述外層單向碳纖維布之間搭接長度至少20mm;以及
所述端部緊固件覆蓋所述外層碳纖維布寬度至少50mm。
8.如權(quán)利要求7所述的碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu),其特征在于,所述外層單向碳纖維布相對于C形梁截線方向的纏繞角度為35°~40°。
9.一種碳纖維增強(qiáng)客車空氣懸架C形梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟一、根據(jù)客車輪軸的軸荷T,確定C形梁兩端空氣彈簧安裝中心點(diǎn)受力F,式中,其中g(shù)為重力加速度,Kd為動(dòng)荷系數(shù);
步驟二、確定所述C形梁的長度為L、變截面開口梁的厚度為t、高度為h、寬度為b,施加所述步驟一中所確定的中心點(diǎn)受力F,根據(jù)得到外層單向碳纖維布相對于C形梁截線方向的纏繞角度;
式中,1≤i≤n,為確定在任意第i個(gè)任意區(qū)域中的局部模型的主應(yīng)力向量,為與所述主應(yīng)力向量同一平面內(nèi)且過中心處截線切向量,其中,所述截線為垂直于C形梁軸線的截面與C形梁的交線,αi為主應(yīng)力向量與C形梁截線切向量的夾角。