随着轨道交通对车辆轻量化要求日趋紧迫,纤维预浸复合材料作为新型高性能轻量化材料成为动车组优化改进研究开发的重点。本文选取动车组内饰典型部件(边顶板及端部间壁)作为研制对象,产品采用纤维预浸复合材料进行结构设计分析和结构性能对比分析。在满足产品性能指标和控制成本的基础上,选择最佳材料结构方案,最大限度地实现产品轻量化。课题以纤维预浸复合材料作为轨道交通内饰材料,主要进行了以下几个方面研究:(1)结合高速列车内饰产品,对纤维预浸复合材料进行产品结构设计优化工作,运用FiberSIM软件对纤维预浸复合材料边顶板及间壁进行铺层设计及仿真分析,提高产品工艺性和可制造性。运用ANSYS Workbench有限元软件进行结构强度分析,获得产品结构基本力学特性。(2)通过试验数据对纤维预浸料复合的各种芯材结构进行性能对比分析,从结构材料的力学性能、隔声隔热性能、高低温性能、耐冲击性能、防火性能以及产品轻量化及成本分析,从而针对研究的动车组内饰部件,在满足设计要求的前提下做了最优化材料与结构选择。(3)通过对纤维预浸复合材料常用几种成型工艺分析,并结合两种产品结构特点以及后续产能情况,确定了边顶板采用预浸料真空袋压成型工艺,端部间壁采用热压机成型工艺。对两种产品分别制定不同工艺流程进行产品制备工艺研究,确定了纤维预浸复合结构制备中关键工序的重要工艺参数,为后续批量化生产积累了宝贵的制造经验。(4)通过纤维预浸复合材料构件常见缺陷梳理,进行了原因分析并制定预防措施。对复合材料从原材料的检验、运输储存,以及后续的生产过程提出了质量控制要求。对纤维预浸复合材料提出了经济适宜的无损检测方法。同时对于常见的结构缺陷探索了修复方案,对于降低更换成本,延长复合材料构件的使用十分有意义。本论文对预浸料复合材料的设计原则、参数选择、选材、连接结构及工艺过程控制进行系统研究,并将应用于动车组产品的设计和制造。