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碳纤维复合材料在列车设备舱中的应用

　　世界经济贸易的繁华跟城镇化水平的进步推动了轨道交通的发展。碳纤维复合材料经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。在寻求速度的同时，对列车的节能性、环保性、舒服性、便利性的请求也在一直晋升。传统的结构资料显得也来越力不从心，例如铝合金车体存在应力腐化、焊接请求高等问题，不锈钢车体存在焊接变形、局部屈曲的问题。利用碳纤维复合资料取代的话，这些问题能得到很好的解决。

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CFRP在设备舱中的利用，最重要的是其结构的整体化。结构整体化既是一种设计思路也是一种制造思路，为了在工程上实现整体结构，应在产品研发进程中强化资料-设计-制造一体化的思维，分阶段引入积木式设计流程，形成高速列车复合资料结构设计方法。在复合资料应用的积木式设计流程中，充分考虑高速列车强度请求高，疲劳强度大、耐碰撞、耐冲击、耐风沙磨损、耐大温差、大湿度变更、减振隔音后果高、隔热性好、电磁辐射机能精良等各种因素。将顶层指标分解到相应零部件。
设备舱中利用CFRP结构件的为弯梁、横梁、裙板、底板跟端板。碳纤维管采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤（缠挠）而成。在制过程中，可以通过不同的模具生产出各种型材，如：不同规格的碳纤维圆管，不同规格的方管，不同规格的片材，以及其它型材：在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化等等。碳纤维型材在之前还有一种说法是，碳纤维制品与同等质量的金属材料相比，碳纤维的强度等于金属强度的12陪。弯梁是设备舱的主承载结构件，属于箱型梁结构，断面为矩形。采取CFRP预浸料交叉铺覆设计，用热袋压成型工艺制造，得到的样品成品率较高，制造本钱降落；横梁是设备舱的主承载结构件，为工字梁结构，选用T300级CFRP，重要组装方法为胶接跟铆接，采取真空导入技巧成型；裙板采取弧形蜂窝夹芯结构，外层抗衡砾石冲击机能请求较高。底板跟裙板类似，同利用模压工艺。端板则采取带加强筋的平面结构，内部利用单向布铺层，进步横纵向机能。

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当前中国处在轨道交通建设的繁华时代，高速列车经营里程与列车保有量均占世界份额50%以上，加大碳纤维复合资料的利用，对轨道交通发展有重要意思。