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车辆结构的轻量化能减少材料消耗、降低车辆制造和使用成本及耗能,减
重的首要途径是采用新材料和合理的结构。夹层结构是由轻质芯体隔开两块刚
硬、坚固的外壳制成的一个抗弯曲和屈曲载荷的有效结构件。夹层结构的性能
取决于面材、芯层和制造工艺。我国自主研发的磁浮列车车头采用玻璃纤维增
强复合材料与聚合物PMI泡沫组成的夹层结构、车体采用铝面板与聚合物PMI
泡沫芯层夹层结构,其性能是本论文研究的重点。
现上海磁浮列车夹层结构泡沫芯层为PEI,由于供应商原因不能按时供货,
在分析PEI性能和夹层结构制造工艺的基础上,提出采用PMI代替PEI,详尽
研究了PMI的拉伸、压缩、剪切性能,用DSC对其热性能进行了研究,用DMA
测量了泡沫弯曲模量与温度间关系。
首次得到了温度从80℃到-10℃对铝面层PMI芯层夹层结构剪切性能的影响,
研究了玻璃纤维增强复合材料与聚合物PMI泡沫组成的夹层结构和铝面层PMI
泡沫芯层夹层结构性能。详尽研究了铝面层PMI泡沫芯层夹层结构的平拉、平
压、剪切、弯曲、侧压性能,对制造工艺引起的性能的分散性进行了讨论。对
铝面层PMI泡沫芯层夹层结构进行了三点弯曲疲劳试验,初步得到了夹层结构
的疲劳性能。这些研究结果表明采用PMI作为夹层结构芯层是可行的,夹层结
构的性能能满足国产磁浮列车的要求。
最后,需进一步研究的方向进行了一些讨论。
关键词:磁浮列车,夹层结构,PMI泡沫芯层,力学性能