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碳纤维复合材料在轨道交通上的应用

   日期:2020-02-17     来源:网络    浏览:138    评论:0    
核心提示:碳纤维是有机纤维经过碳化和石墨化处理得到的,它的密度低,甚至比铝的密度还低,但是强度却很大,比钢材还要高。为了扩大碳纤维的应用价值,将碳纤维与其他基质(如树脂、金属、陶瓷等)混合获得了碳纤维复合材料,抗拉强度高出钢铁7倍以上,而且不易发生形变、耐高温、耐腐蚀,原先在航空航天领域应用较多,随着技术和工艺的进步,碳纤维复合材料在轨道交通上的应用也开始增加。
      碳纤维是有机纤维经过碳化和石墨化处理得到的,它的密度低,甚至比铝的密度还低,但是强度却很大,比钢材还要高。为了扩大碳纤维的应用价值,将碳纤维与其他基质(如树脂、金属、陶瓷等)混合获得了碳纤维复合材料,抗拉强度高出钢铁7倍以上,而且不易发生形变、耐高温、耐腐蚀,原先在航空航天领域应用较多,随着技术和工艺的进步,碳纤维复合材料在轨道交通上的应用也开始增加。
 
  过去的机车前端车罩是由玻璃钢树脂制成,平均厚度在8mm左右,碳纤维复合材料板采用泡沫夹芯的三明治结构,层板厚度为2mm,中间夹芯2mm的泡沫层。可以增强车体的保温和隔音效果,并且强度比传统材料要高,重量仅为传统材料的2/3,对于降低机车运行的耗能起到积极作用。
碳纤维高铁
 
  在正常情况下,要求机车的寿命在30年以上,由于机车常年运行,所以对车体材质的耐腐蚀能力和耐气候能力要求较高。碳纤维复合材料属于非金属惰性材料,化学性质十分稳定,在酸碱盐等腐蚀环境中依然可以长时间运行。此外,碳纤维复合材料比强度和比模量高,温差变化蠕变小,机车在运行中,告诉气流和温度变化对材质不会产生影响。
 
  传统的轨道车辆为了隔音降噪,采用的是岩棉和玻璃丝绵这些材质,重量大不环保,且不利于回收。在提倡高性能和环保的要求下,越来越多的轨道车辆选择使用碳纤维丝绵作为隔音降噪替换的对象。除此之外,碳纤维材料耐高温性能也十分突出,对车辆的防火性能发挥出比较大的作用,博实一款耐高温碳纤维增强材料可耐受高温达400℃左右。
碳纤维高铁
 
  轨道车辆的内部空间会包含很多受力部件,如门窗把手、门把手、推拉门导轨等,过去大部分受力部件采用的是金属材质,往往质量较大,在长时间的使用过程中会慢慢发生侵蚀,影响受力部件的美观和使用寿命。我们可以利用碳纤维复合材料作为受力部件的制作材料。由于碳纤维的强度比金属的还高,所以受力部件的使用性能不会有影响,并且碳纤维复合材料耐腐蚀性能强,在长时间的使用后还可以保持良好的外观,保证使用寿命。
 
  碳纤维复合材料在成型后,表面会形成特有的编织花纹,会让人眼前一亮,除了受力部件,甚至车厢内的装饰材料也可替换成碳纤维,既能起到美观的作用,又能降低车辆重量,提高车辆整体性能。
碳纤维轨道交通内饰件
 
  随着碳纤维生产制造技术不断进步,在轨道车辆的机械零部件和内饰件上已经开始得到应用,虽然韧性没有钢材好,但是它的强度和耐磨损能力比钢材的要高,可作为受力平稳处部件的制作材料。我们应该积极地推进碳纤维复合材料在轨道交通车辆上的应用,不断地降低车辆的重量,有效提高车辆的各项性能,给乘客提供更优质的服务和更舒适的乘车体验。
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标签: 复合材料
 
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