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科技资讯
纤维增强复合材料在国内外轨道交通装备领域的应用现状
时间:2020年7月16日
       随着轨道交通行业的迅速发展,轨道交通车辆的更新换代越来越快,人们对轨道交通车辆的综合要求也逐渐提高。智能化、绿色化、轻量化、系列化、标准化和平台化是国家“十三五”新兴澳门威尼斯人赌博发展规划中对轨道交通装备澳门威尼斯人赌博做出的明确要求。同时,轨道交通运营商对轨道交通车辆提出了更高的要求:更低的能耗水平、更快的运行速度、更高的运载能力、更强的防护能力、更长的寿命周期、便捷的维护保养等,而乘客对轨道交通车辆的要求则主要是良好的环境界面、舒适的乘坐体验和环保的加工过程等。未来,轨道交通装备将向轻量化、绿色、安全和高效方向发展。

国外研究现状

       国外用于轨道交通装备上的纤维增强复合材料多为碳纤维或玻璃纤维增强复合材料,其也经历了从非承载结构到主承载结构的发展过程。典型的应用案例如:日本新干线N700系高速列车车体车顶、蒙皮、导电弓架边缘和窗框采用碳纤维增强复合材料;日本川崎重工开发的“efWING”转向架是全世界首例主承载结构采用碳纤维增强树脂基复合材料的案例,将原来刚性焊接转向架的构架改为柔性结构,减重达40%。韩国KTX-Ⅱ列车大量内装采用了复合材料,之后韩国TTX摆式列车车体采用碳纤维复合材料制作,重量降低40%。欧美在轨道交通车辆纤维增强复合材料进化过程中也做出了很多探索,如英国Intercity125机车、意大利ETR500型高速列车、法国的AGVgap动车组、美国佛罗里达州的单轨列车等都不同程度地使用了纤维增强复合材料作为车辆的内饰、主承载结构或次承载结构,减重效果良好,各种性能测试均达标。
       近期,英国ELG Carbon Fiber公司发布了世界上第一个由可回收碳纤维加工成型的转向架。ELG公司对该转向架进行了充分的实验验证,证明可回收碳纤维复合材料转向架具有不低于原金属材料的性能。该转向架的成功研制也证明了再生碳纤维和原生碳纤维增强复合材料在耐久性和力学性能方面是具有可比性的,这对碳纤维复合材料原材料成本的降低和报废材料的回收再利用具有重要意义,解决了碳纤维增强复合材料大量用于轨道交通澳门威尼斯人赌博的后顾之忧。
 
国内研究现状

国内对轨道交通装备复合材料的研发工作起步虽晚但进展迅速,中车四方股份公司研制的500 km/h的高速列车用碳纤维增强复合材料车头罩已于2011年底正式装车试运行。
 
2016年,中车四方股份公司与上海晋飞合作,成功研制出高速列车碳纤维/玻璃纤维复合材料设备舱。
 
2018年,中车长客股份公司与江苏恒神公司研制出主承载结构均由碳纤维增强复合材料加工成型的轻轨车车体,该碳纤维复合材料车体较原金属车体减重35%,并于2018年 8 月在武汉东湖线实现商业运营。

2018 年 9 月,中车四方股份公司联合中德轨道联合研发中心(CG Rail)共同设计开发了全碳纤维地铁车“CETROVO”,实现了碳纤维复合材料在司机室、车体、转向架和设备舱部件等结构件中的全面应用。

2019年10月,中车研究院联合中车四方股份公司与中德轨道联合研发中心在全碳纤维地铁车的基础上,研制出高速列车全碳纤维复合材料设备舱。



 
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