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因为工作的缘故,我得以接触轨道交通范畴对碳纤维复合资料的须要。
碳纤维制品厂家主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。对将来轨道交通范畴感兴趣的碳纤维企业不在少数,却总感到徘徊在门外,不得入门的法令。今天谈一谈对碳纤维在轨道交通范畴利用的个人见解,盼望给有志于开辟轨道交通市场的友人参考。
轨道交通轻量化是必定趋势
从轨道交通车辆生产企业内部来看,对碳纤维复合资料轻量化的利用信念很大。当初已经到了逢会必谈轻量化,逢轻量化必谈碳纤维利用的阶段。中车青岛四方机车与德国的德累斯顿产业大学成破了中德轨道交通结合研发中心,最重要任务就是研究碳纤维复合资料在轨道交通车辆中的利用。
本文来自123 为什么轨道交通设备企业这么热衷于碳纤维复合资料?重要还是因为轻量化是一道硬杠杠。目前动车组车厢除了CRH1采取不锈钢车身,其余车型都采取高强度铝合金资料,用以减轻分量。即便这样,一节动车组车体分量也要十多吨。而动车组在启动加速阶段的耗能是最大的,依据有名的F=ma公式,减轻分量可能大幅降落运行能耗,同时分量轻了,对车轴跟车轮的磨耗也会减小。
在中车青岛四方机车的技巧中心,有数以千计的技巧人员,每天做着动车组车辆的优化再设计工作,他们为了减轻1公斤的分量而搜查枯肠。轻量化包含轻量化资料的利用跟轻量化设计。铝合金的轻量化设计已经达到瓶颈,再减轻分量必定会就义机能。于是,碳纤维复合资料,成为下一步重点发展的轻量化资料。
碳纤维利用道阻且长
在从前的多少年的时光,中车下属企业也做了大量工作,与碳纤维企业结合研发碳纤维的部件。然而目前为止,除了内装利用玻纤复合资料比较多外,不任何部件大范围利用碳纤维。除了本钱因素外,更大的起因是对利用碳纤维复合资料的一种担心。
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这种担心来源于诸多一直定性。首先,利用碳纤维复合资料之后,能不能达到力学机能请求,怎么做到用起码的资料满意设计须要。这就须要复合资料结构设计所需的原资料机能要坚固,通过试样、元件、组合件、全尺寸部件等多个品位的结构进行验证,才干释怀利用。
第二个一直定性来自于保险性。目前高铁动车组跑到一定的公里数要进行不等同级的维护,到最高5级修的时候,须要把车体油漆全部脱离掉,检查车体是否含有裂纹等缺点。假如换成复合资料车体,那么维护周期要多长?老化寿命有多久?内部呈现缺点如何检测、如何修复?
最后,轨道交通范畴还未树破起一套复合资料利用体系。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。面对诸多一直定问题,缺乏跟碳纤维企业一致的对接借口。
123456 碳纤维利用路线图
切实很多轨道交通车辆企业面临的问题,在碳纤维相干企业那里能得到很好的解决计划。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。然而,缺乏有效的沟通,让这些艰苦变得难以超出。中车下属企业十分欢送相干企业做交换,因为你这是在替他们解决艰苦。当初很多企业看上轨道交通这个市场,却在门口团团转,甚至未曾探头向里面瞧瞧里面产生了什么。
将来碳纤维在轨道交通范畴利用的市场十分大,轨道交通设备企业也为此投入宏大,很多时候有了须要却不适合的配合对象。对配合错误的请求重要有坚固的原资料品德、可能供给技巧支撑去做结构设计、工艺设计、功能设计。
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在轨道交通范畴的利用对产品跟企业提出了更高的请求,判断会比很多体育休闲跟建造加固请求更高。那些动辄宣传技巧当先的碳纤维企业,敢不敢来吃这块蛋糕?
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