CN
EN

/-www.1495.com公司静态

高铁用碳纤维复合材料的沉量化运用案列

2017-12-01 08:49


     从上世纪八十年代的日本新干线,到远几年作为制造业品牌化生长的中国下铁新技术,碳纤维复合材料应用于下铁制造中的行动迟缓,即使正在兴旺的西欧,高铁中运用碳纤维复合材料的比重也不凌驾20%。那是由于,正在质料挑选取运用历程中,必需充裕思索高速列车强度要求下,抗疲劳强度大,需求耐碰撞、耐打击、耐风沙磨损、耐温差和湿度转变,加振隔音结果好,隔热性和防电磁辐射机能优秀,振动模态婚配庞大、寿命少等种种身分。碳纤维固然具有各种上风机能,然则面临上述题目时,正在现实的运用中仍显得对照守旧。本文就高铁用碳纤维复合材料的沉量化运用路子,总结出以下几个方面的案例:
车体外壳-www.金沙3777.com
车体的感化是安装根蒂根基和承载骨架,当代动车组车体均接纳整体承载的钢结构大概轻金属构造,以实现正在最沉的自重下知足强度和刚度要求。接纳碳纤维三明治复合材料构件铝蜂窝夹芯构造更轻易实现沉量化,正在复合层中嵌入不锈钢骨架去改进车体的构造刚度,经大型热压罐整体成型获得复合车体。取传统铝合金车体比拟,复合材料车体外壳总质量低落40%,车体的静强度、抗疲劳强度、防火安全性、模态特性等各项性能指标均能知足设想要求。底架则需接纳不锈钢,以便安装电气设备,易改性也下。碳纤维复合材料车体取不锈钢底架建接纳了铆接、胶接及焊接相混淆的衔接情势。比方,2010 年投入商业化运营的韩国TTX(Title train eXpress)摆式列车、法国的的TGV 双层车体。
车头罩
接纳真空导入工艺用单面模具制成,接纳CFRP 和KFRP 铺层设想,中央是泡沫夹芯,整体分为高低两个罩体,高低罩体间以凹槽的情势相扣,沟槽的漏洞用橡胶添补,高低衔接部位仍运用碳纤维复合材料。用碳纤维复合材料制成的车头罩抗打击机能和力学性能凸起,本领住1kg 铝弹的660km/h 高速撞击和350kN的静载荷,阻燃机能到达DIN5510 尺度S4 级。胜利案例有中车青岛四方2011年消费的500km/h 高速实验车。
转向架
转向架的构架是高铁上稀奇主要的下强度部件, 是能相对车体回转的一种装配,起支承车体、转向和制动的感化,并包管机车车辆正在轨道上平安安稳天运转。作为关系到全部车辆安全性的主承载件,转向架的机能必需知足平安、运转温馨和耐磨益、易检验等多种要求。传统的转向架多接纳优良碳素钢、低合金低碳高强度钢、耐候钢等制造,用层压体式格局将碳纤维复合材料叠层构造制成构件的侧梁,接纳环绕纠缠成型的体式格局将碳纤维复合材料制成横梁,如许的转向架整体比一般钢制构架能减轻30%。比方,韩国铁路研究院2011 年设想的CFRP 地铁转向架、德国HLD-L 和HLD-300 型转向架等。
受电弓滑板
受电弓滑板是机车供电系统主要集电元件,一般有碳滑板、金属滑板、浸金属碳滑板和粉末冶金滑板,国际上多接纳碳滑板,如德国ICE 和法国TGV。浸金属碳滑板既有碳质料的自光滑性,又兼具金属材料集电、强度和抗冲击力下的特性。然则碳纤维-金属复合材料滑板与之比拟,上风则越发显着,碳纤维-金属复合材料滑板正在集电、光滑、抗撞击机能方面皆凌驾现有的金属滑板、碳滑板、浸金属碳滑板和粉末冶金滑板,其运用远景非常辽阔。
车内装潢及装备
那局部包孕车箱装潢板、茅厕、盟洗室、座椅、水箱、车前头盖板、双层客车两头车顶板等部位。一样平常以铝合金和高分子材料为主,如装潢板接纳铝合金上叠合一层阻燃性的纤维增强塑料,除阻燃性以外,茅厕、盟洗室、座椅及水箱还要考虑到卫生和耐腐蚀性,正在那一块,碳纤维复合材料的运用难度重要表现正在造价方面,若是能大局限运用,沉量化的结果照样很明显的,手艺难度也不是很高。
过渡车钩
用碳纤维加强复合材料做成的车钩构造松散,比钢铁过渡车钩加重50%。比方,德国福伊特(Voith)研制的用于毛病列车牵引操纵运用的便携式过渡车钩。
www.金沙3777.com
刹车片-金沙国际备用网址
用碳纤维制成的刹车片制动曲线安稳,可接受更多的制动摩擦热打击,制动乐音低。耐磨性好,磨损率低于钢纤维刹车片,耐腐蚀性强,延伸了刹车片的寿命。比方,德国Knoor Bremse 公司的高速列车碳纤维复合材料盘型制动器、日本新干线、法国TGV 高速列车制动。
装备舱
属于箱型梁构造的弯梁是装备舱的主承载结构件,断面为矩形、接纳CFRP预浸料交织铺覆设想,接纳袋压成型工艺制造,获得的样品成品率较下,制造本钱可控;工字梁构造的端部横梁,一样是装备舱的主承载结构件,能够接纳袋压模压一体成型体式格局,与其他金属件的组装体式格局重要为胶接或铆接;裙板和底板皆是次承载结构件,碳纤维复合材料的成型体式格局能够选用模压工艺,接纳弧形芳纶蜂窝夹芯构造;端板也能够选用模压成型工艺,接纳带增强筋的平面机构,内部运用单向布铺层,进步端板横纵向机能。比方上海晋飞正在2015年景功开辟标动轻量化碳纤维装备,部件包罗:碳纤维裙板、碳纤维底板、碳纤维端部横梁、碳纤维直梁等,而且经由过程抗打击强度、振动打击(IEC61373-2010)、防火(DIN5510-2:2009)、抗委靡等各项性能指标测试;
      结语:碳纤维复合材料既能够应用于列车内饰、 受电弓和装备舱等非承载、次承载部件,又能够应用于车体、转向架这类主承载部件。 若是实现周全接纳CFRP等复合材料的中长期计划生长, 以每一年 3000 列机车盘算,车体对 CFRP 的需求量为 156240 t/年,转向架构架需求 40320 t/年,内饰用量为 40725t/年,整车共计276832 t/年。除此之外,思索城轨、地铁的运用状况,CFRP 等复合材料的用量将增加一倍以上,纵然连结多样性挑选,仅局部车辆运用,需求量仍然惊人。云云伟大的需求范围将增进新产业的生长,进步高速列车的技术水平。
       当前中国正处在轨道交通建立的繁华期间,曾经成为世界上最大的城市轨道交通市场。 那是一个极新的、大有可为的应用领域,应捉住那一契机,竖立产、学、研、用一体化研讨平台,深切研讨具有自主知识产权的复合材料制造手艺及其批量化产物,进一步鞭策 CFRP正在轨道车辆范畴的大规模运用,特别是正在大型、庞大、通用的承载结构件上运用,增进我国高速轨道交通奇迹的生长。
 
 
文章局部来源于网络,如有侵权请示知删除
 
闭于博真
新闻动态
联络我们

戚司理

电话:136-5518-9859

座机:025-57668828

E-mail:boshi@boscfrp.com

地点:南京市六合区龙池街道龙兴路9号

江苏博真碳纤维科技有限公司· 版权所有 金沙国际备用网址 立案号: