Toepassing van koolstofvesel saamgestelde materiale in spoorvervoer

             Die digtheid van saamgestelde koolstofveselmateriaal is slegs 1.5-2g/cm3, wat 1/4 van staal en 1/2 van aluminiumlegering is. In vergelyking met glasveselmateriale, wat ook saamgestelde materiale is, kan die toepassing van saamgestelde koolstofveselmateriale die kwaliteit van die oorspronklike toerusting met meer as 1/5 verminder, en het beduidende voordele in sterkte, styfheid en rooktoksisiteit. Alhoewel die navorsing oor koolstofvesel saamgestelde materiale in China laat begin het, het dit vinnig ontwikkel en het toepassings in baie velde soos militêre industrie en die burgerlike samelewing. Op die oomblik is die gebruik van koolstofveselversterkte saamgestelde materiale op die gebied van spoorvervoer hoofsaaklik in sommige dele, soos bakskulpe, kappies, ligte spoorvoertuie se kajuitkappe, lugskerms, bestuurdersplatforms, rompe, ens.

1. Liggaam dop

            In 2000 het die Franse nasionale spoorwegmaatskappy 'n dubbeldekker-hoëspoed-trein (TGV)-sleepwa ontwikkel, en in 2010 het die Koreaanse Akademie vir Spoorwegwetenskappe begin om 'n kantel- en slingertrein met 'n werkspoed van 180 km/h te ontwikkel. Albei treinliggame is gemaak van koolstofvesel-aluminium-heuningkoek. Toebroodjiemateriaal, 'n vlekvrye staalskelet word in die saamgestelde laag ingebed om die strukturele styfheid van die motorbak te verbeter, en uiteindelik word die koolstofvesel saamgestelde motorbak verkry deur integrale giet van 'n groot outoklaaf. Deur hierdie proses is die totale massa van die motorbak met 40% verminder, alle prestasie-aanwysers het ten volle aan die ontwerpvereistes voldoen, en dit is amptelik in werking gestel.

2. Kap

          Aan die einde van 2011 het CRRC Qingdao Sifang Co., Ltd. 'n koolstofvesel saamgestelde kap vir 'n 500 km/h hoëspoed toetsvoertuig ontwikkel. Die kap is gemaak van 'n enkelsydige vorm en 'n vakuuminvoerproses. Die oppervlak is ontwerp met CFRP en aramide vesel versterk optiese vesel versterkte kern (KFRP), en die middel is 'n skuim toebroodjie. Die geheel is in twee boonste en onderste deklywe verdeel. Rubbervulling, die boonste en onderste verbindingsdele is steeds van koolstofvesel saamgestelde materiale gemaak.

3. Bogie

          Tradisionele bogies word meestal gemaak van hoë kwaliteit koolstofstaal, lae-legering lae-koolstof hoë sterkte staal, verweringsstaal en ander materiale, wat nie net 'n hoë gehalte het nie, maar ook die impak van dinamiese las verhoog en die slytasie van kontak versnel. oppervlaktes. Die digtheid van koolstofvesel saamgestelde materiale is klein, en die gelamineerde struktuur van koolstofvesel saamgestelde materiale kan gemaak word in sybalke van komponente deur laminering, en die balke kan gemaak word van koolstofvesel saamgestelde materiale deur wikkeling, sodat die algehele bogie kan met 30% verminder word in vergelyking met die tradisionele staalraam. %. Byvoorbeeld, die CFRP-metro-bogie ontwerp deur die Korea Railway Research Institute in 2011, die Duitse HLD-L en HLD-300 bogies, ens.

4. Toerusting kompartement

          In 1999 het Japan CFRP-saamgestelde materiale toegepas op die CFRP-hoëspoedtreindak en E4-kajuit wat gesamentlik deur die Railway Comprehensive Technology Research Institute en die East Japan Passenger Railway Company ontwikkel is. Die massa van elke motor is met 300-500 kg verminder, wat 30% uitmaak. Beduidende verbeterings is gemaak in terme van geraas, liggaamvibrasie en vervorming. By die Berlynse Rail Transit-uitstalling is die CFRP-raam-sybalk wat deur Japan se Kawasaki Heavy Industries uitgestal word, 40% laer in gehalte as tradisionele metaalbalke, en die struktuur is vereenvoudig.

           Die geboë balk van die boksbalkstruktuur en die balk van die I-balkstruktuur is die hoof drastrukture van die toerustingkajuit. Die deursnee van die geboë balk is reghoekig, en dit is ontwerp met CFRP prepreg-kruislegging en word vervaardig deur 'n sakpersvormproses. Die opbrengs van die monsters wat deur hierdie proses verkry is, is hoog, en die vervaardigingskoste is beheerbaar. Die balk kan gevorm word deur vakuumgeleide koolstofvesel saamgestelde materiaal, en die samestelling metode met ander metaal dele is hoofsaaklik gom en klink; die rompplaat en die onderplaat is sekondêre draende strukturele dele. Die gietmetode van die koolstofvesel-saamgestelde materiaal kan die gietproses kies, met behulp van die boogvormige aramid-heuningkoektoebroodjiestruktuur; die eindplaat kan ook die gietproses kies deur die vlakstruktuur met versterkende ribbes te gebruik en die eenrigting-laplaag binne te gebruik om die dwarsrigting van die eindplaat te verbeter. Vertikale prestasie.

5. Ander dele

           Die koolstofveselversterkte saamgestelde oorgangskoppelaar wat deur die Duitse Voith-maatskappy ontwikkel is, het 'n totale massa van slegs 23 kg, wat 50% laer is as dié van die staalkoppelaar. Die struktuur is eenvoudig en kompak, en kan deur een persoon geïnstalleer word. Koolstofvesel-remskoene het lae remgeraas; die remkurwe is glad en kan meer termiese skok van remwrywing weerstaan; die slytasieweerstand is goed, die slytasietempo is laer as dié van staalveselremskoene, en die korrosieweerstand is sterk. Byvoorbeeld, die hoë-spoed trein koolstofvesel saamgestelde skyfremme van die Duitse maatskappy KnoorBrems.

            Koolstofvesel saamgestelde materiale toon groot voordele en goeie toepassingsvooruitsigte op die gebied van spoorvervoer, wat wissel van dekoratiewe onderdele tot hoëspoedtreine met volle koolstofvesel saamgestelde materiale. Op die oomblik moet koolstofvesel saamgestelde materiale nie net fokus op die navorsing en ontwikkeling van hoëspoed spoorvoertuie, toilette, deure en ander liggaamstoerusting en bykomstighede verskaf nie, maar ook in-diepte navorsing en ontwikkeling en industrialisering van materiaal basiese tegnologieë, so om die ontwikkeling van hoëspoed-spoorvervoer in China beter te bevorder.