近年来，国家大力提倡绿色环保理念，轨道车辆减重要求迫切。随着碳纤维复合材料技术在航空航天行业的应用经验日趋成熟，车体轻量化的路径可由传统的结构减重拓展至材料减重。本文通过对某低地板有轨电车碳纤维枕梁设计方案进行工艺研究，实现车体主承载部件的非金属化制造，以达到车体减重目的，为开发全复合材料车体或混合车体奠定基础。

　　某碳纤维复合材料枕梁主要包含上面板、下面板、加强筋、金属件以及若干紧固件。其中上面板与加强筋一体制造，下面板单独制造，然后通过抽钉连接到加强筋上。金属附件与外部完全保留原接口形式，但与枕梁主体之间采用铆接预埋连接，由于枕梁为车体内主要承力件，为保证制件质量，采用热压罐工艺制造。

　　由碳纤维枕梁结构图可知，分为上面板、下面板、筋系列、金属件4部分，总体结构为面板夹筋结构。为提高制品的边缘质量，在模具上，所有的制品边缘处预留了切割线，所有孔位置预留了中心线和边缘线，框边缘处预留切割线，在成型的制品上可利用这些线作为加工参考线。本文之间均采用热压罐工艺，固化温度120℃，6Bar压力。

　　上面板模具为保证枕梁外型面美观，选择外观面作为贴膜面，装配面为袋压面，模具采用阳模的形式。上面板制件四端有翻边，翻边处模具采用镶块形式，保证翻边能够成型，同时节约成本；模具底部焊接隔板类框架。下面板模具为保证下面板外型面美观，选择外观面作为贴膜面，装配面为袋压面，模具采用阴模的形式。下面板制件四端有翻边，翻边处模具采用镶块形式，保证翻边能够成型，同时节约成本；模具底部焊接隔板类框架。筋系列模具C型筋系列：C型筋模具采用型材钢架加成型面板形式，为方便工艺铺贴、生产，采用阳模形式。

　　W型筋模具采用型材钢架加成型面板形式。横向帽型筋模具采用隔板框架形式，为方便工艺铺贴、生产，采用阳模形式。帽型连接筋的成型模具焊接在平台上，便于生产和模具加工。上面板与筋胶接工装为保证筋在上面板的相对位置，同时节约成本，采用上面板模具进行筋系列装配，同时可以采用真空袋压形式保证胶接强度和质量，在模具上装配定位器进行筋的定位，并通过C型夹固定。为保证金属件在制件中的相对位置，采用工装保证的形式进行胶接后，打孔铆接。

　　碳纤维复合材料在航空航天领域应用已有40余年的经验与教训，已形成完整的产业化成果，包括结构设计标准、工艺标准等。本文根据碳纤维枕梁结构，制定相应的工艺流程与模具，充分发挥了复合材料成型的特点。通过研究表明，碳纤维枕梁制造工艺可行，既满足了枕梁结构完整性，又减轻了重量。碳纤维复合材料在轨道行业的工艺标准体系尚不健全，今后将结合航空航天领域应用经验，对碳纤维复合材料在轨道行业工艺标准进行深入研究。

　　阅读延伸：《碳纤维复合材料在轨道交通车体中的轻量化应用》