江苏博实科技:近年来我国高铁新技术不断的突破,但碳纤维复合材料在高铁的应用发展还相对缓慢,即便是在发达的西欧,碳纤维应用比例也不超过20%。
(碳纤维在高铁中的应用)
主要因为在高铁运行的过程中,对强度、刚度、抗疲性能、抗冲击能力要求都比较高,而且还要求能做到耐温差湿度变化、减震隔热隔音效果好,防电磁辐射、寿命要长等一系列因素。虽然以上的优势碳纤维都具备,但在实际的应用中,碳纤维的应用还是相当保守的。
(碳纤维在高铁中的应用)
碳纤维的密度为1.5~2.0g/cm³,重量相对于金属材料要轻得多,但是强度却超钢材的7倍还多。大量的使用碳纤维高铁零部件,可以减轻列车自重,减少驾驶中所受的阻力,降低能耗,实现速度提升,同时对环境保护也有着重要意义。
(碳纤维高铁零部件)
高铁的运行速度比较快,所以对车体零部件的持久性要求比较高。虽然我国现在对高铁实行了降速,但高铁均速也有200公里以上。碳纤维复合材料强度可达3600Mpa,碳纤维复合材料制成的高铁部件机械强度可提高35%以上,抗冲击能力可提高20%以上,而且碳纤维复合材料属于非金属材料,不与酸碱盐等物质发生化学反应,耐腐蚀。
(碳纤维高铁内饰件)
碳纤维复合材料还有个比较明显的优势就是蠕变小,之前博实曾经做过一个实验,将同等尺寸的铝合金、钢材、碳纤维复合材料放置在相同的温度变化中,结果只有碳纤维复合材料的蠕变几乎为零,室温中蠕变还是负数。在长途高铁中,所跨越的地区温差可能相差较大,保持零部件不变形,对普通材料来说可能很难实现,但是对于碳纤维复合材料来说,确实它的强项。
(碳纤维在高铁中的应用)
从目前碳纤维复合材料在高铁中的应用情况来看,从高铁内饰件、车内陈设等非承重结构件开始向裙板、导流罩、驾驶室、车体等大型结构件延伸。跟汽车制造的碳纤维应用比例相比,高铁明显差一大截,但总的来说已经有了大幅度的提升了。随着技术的进步,项目的研发,未来高铁大面积的使用碳纤维复合材料指日可待。
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