一种预应力碳纤维云梯车臂架的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及专用车领域，具体是涉及一种预应力碳纤维材料云梯车臂架的结构方案设计。
【背景技术】
[0002]近年来，中国大陆经济迅猛发展，高层建筑数目猛烈的扩张，建筑物高度越来越高给救援提高了很大的难度，所以，在城市消防和危险救援方面，云梯车是最高效的救援方式。云梯消防车中被公认的最重要的部分就是臂架伸缩结构。臂架结构的设计优化和制造水平，决定了云梯车的产品高新科技含量。云梯车的臂架结构，因为需要承受非常多的载荷，其中有梯架的重力、风的载荷、工作斗重力等等，关乎救援质量、效率的最重要因素就是臂架的性能。
[0003]目前，我国自主设计的产品整体技术水平与国外相比有较大差距。这些差距主要体现在:云梯消防车的整体工作高度不高，没有实现车辆的轻量化研究，在智能控制方面设置研究不够深入，无法保证车辆在极端情况下具有较好的稳定性和安全性，零件配套水平和制造水平不高等。尤其是对于车辆的关键部件臂架机构的开发能力较差，主要依靠进口。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是设计一种高强度、轻量化的云梯车臂架结构。
[0005]为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。
[0006]本实用新型所述的预应力碳纤维云梯车臂架结构，主要由梯弦I，支柱2，梯蹬3，侧面斜梁4，碳纤维材料5组成，梯弦I与侧面斜梁4连接，侧面斜梁4与支柱2相连，支柱2为承重之用，梯蹬3将左右两个支柱相连。
[0007]进一步地，支柱2主梁截面形式为C型结构，让两节臂架之间的组合形式为嵌套形式。
[0008]进一步地，将碳纤维材料5进行张拉预处理，使碳纤维材料5具有预应力的效果，然后通过环氧树脂将预应力碳纤维材料5与臂架支柱2内侧底面粘合在一起。
[0009]通过上述技术方案，该新型臂架在非工作状态时亦受到反向预应力作用，在工作状态时，能有效的改善臂架受力和变形情况，因此效率高、性能好且安全性高。
[0010]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
[0011 ]与现有技术相比，本实用新型具有以下好处:
[0012]1、本实用新型利用预应力碳纤维技术，能在钢结构臂架小变形的前提下依然有效的发挥碳纤维材料强度、高弹性模量的特性，避免了因碳纤维材料的弹性模量和钢材料趋同而无法发挥材料高强特性的缺点。该方法比传统的碳纤维加固技术，能更高效的发挥高强度性能。
[0013]2、本实用新型通过碳纤维材料和钢材料的结合，减少了钢材料的使用比例，减轻了臂架结构的整体重量，达到了轻量化的效果。
[0014]3、本实用新型利用碳纤维的预应力，加强钢结构的强度。在支柱的截面拉伸区域的应力，产生压力，能够有效的让加载之下的臂架的裂缝宽度减小;对臂架结构施加反向作用力，可以有效的使臂架的变形量降低。
[0015]4、本实用新型的新型臂架支柱截面形式，使得两节臂架之间嵌套更加贴合，增加了两节臂架之间的约束，提高了臂架拉伸和变幅运动时的安全性和问的稳定性。
[0016]5、本实用新型的新型臂架在静力学上，与传统臂架相比，在相同工况和载荷条件下，臂架结构的变形有明显的改善，强度得到了提升，同时在模态特性上，系统的刚度也得到了提高。
【附图说明】
[0017]图1是实用新型的总体设计结构示意图。
[0018]图2是臂架支柱截面配合示意图。
[0019]图中:1-梯弦，2-支柱，3-梯蹬，4-侧面斜梁，5-碳纤维材料。
【具体实施方式】
[0020]以下结合【附图说明】和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明，结合【附图说明】，以下实例是对本【实用新型内容】的一个详细说明，但不应理解为本实用新型涉及的主题范围仅限于此，其他凡是根据该领域的通用技术及常用方法所做的各种修改、替换和变更，都应包含在本实用新型的范围之内。
[0021]如图1、图2所示，本实用新型所述预应力云梯车臂架结构，主要由梯弦I，支柱2，梯蹬3，侧面斜梁4，碳纤维材料5组成，支柱2主梁截面形式为C型，支柱2内侧贴有预应力碳纤维材料5。
[0022]支柱2为承重之用，梯蹬3将左右两个支柱相连，工作人员可以通过梯蹬3在臂架上行走，行走时需要梯弦I来保证安全。臂架预应力施加后，支柱2内侧底面受到拉应力的作用，臂架整体会产生与工作状态变形方向相反的弯曲。实际工作过程中，由于反向作用力，能极大减少整体臂架的变形量，同时臂架上整体的应力分布也得到了改善，而且臂架整体的刚度得到了提升，低阶的固有频率得到了提升。
[0023]本实用新型所述碳纤维材料5使用张拉机以较慢的匀速张拉处理，张拉完毕后，用环氧树脂将臂架支柱2内侧与碳纤维材料粘合，待环氧树脂凝固硬化后张拉机再逐步释放碳纤维材料，使臂架具有一定预应力。
【主权项】
1.一种预应力碳纤维云梯车臂架，包括梯弦(1)，支柱(2)，梯蹬(3)，侧面斜梁(4)，碳纤维材料(5)，其特征在于:梯弦(I)与侧面斜梁(4)连接，侧面斜梁(4)与支柱(2)相连，支柱(2)为承重之用，梯蹬(3)将左右两个支柱相连。2.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维云梯车臂架，其特征在于支柱(2)主梁截面形式为C型结构，让两节臂架之间的组合形式为嵌套形式。3.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维云梯车臂架，其特征在于，将碳纤维材料(5)进行张拉预处理，使碳纤维材料(5)具有预应力的效果，然后通过环氧树脂将预应力碳纤维材料(5)与臂架支柱(2)内侧底面粘合在一起。
【专利摘要】一种预应力碳纤维云梯车臂架，主要由梯弦，梯蹬，支柱，侧面斜梁组成，梯弦与侧面斜梁连接，侧面斜梁与支柱相连，支柱为承重之用，梯蹬将左右两个支柱相连，工作人员可以通过梯蹬在臂架上行走。本实用新型改进了支柱截面的结构形式，将碳纤维材料进行预处理，使碳纤维材料具有预应力的效果，然后将预应力碳纤维材料与臂架支柱进行连接。本实用新型提供了一种云梯消防车臂架结构，臂架支柱截面采用新型C字型结构，让两节臂架之间的组合形式为嵌套形式。同时将碳纤维材料预先进行张拉加工，并结合臂架支柱截面采用新型C字型结构，在支柱内下侧与预应力碳纤维材料进行锚栓。该新型臂架在非工作状态时亦受到反向预应力作用，在工作状态时，能有效的改善臂架受力和变形情况，因此效率高、性能好且安全性高。
【IPC分类】E06C5/04, B29C70/40, E06C7/08, E06C7/18
【公开号】CN205370430
【申请号】CN201520911316
【发明人】李善德, 黄其柏, 郑伟光, 黄清华
【申请人】湖北省专用汽车研究院
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年11月16日