新材料在轨道交通车辆内饰中的应用
轨道交通新材料研究及应用

轨道交通新材料研究及应用随着城市化进程的加快,轨道交通被视为解决交通拥堵和环境污染问题的有效手段之一、而轨道交通新材料的研究和应用则是轨道交通发展的重要方向之一、本文将从新材料在轨道交通领域的应用、新材料的研究方向以及未来发展趋势等方面展开探讨。
首先,新材料在轨道交通领域的应用非常广泛。
一方面,新材料可以提高轨道交通的运行效率和安全性。
例如,钢铁材料可以用于轨道的铺设,具有优异的强度和耐磨性,可以有效延长轨道的使用寿命;而橡胶材料则可以用于轨道的隔音和缓冲,减少列车噪音和振动对周围环境的影响。
此外,复合材料的研究和应用也能显著减轻轨道交通的自重,提高列车的运行速度和能效。
另一方面,新材料还可以实现轨道交通的智能化和绿色化。
例如,智能材料可以应用于轨道交通的信号系统和监测装置,实现自动化控制和实时监测;而光伏材料和储能材料的应用则可以为轨道交通提供绿色能源和储能解决方案,减少对传统能源的依赖和环境污染。
新材料的研究方向主要包括材料的开发和性能优化。
首先,在新材料的开发中,需要注重材料的选择和组合。
由于轨道交通场景的特殊性,新材料需要具备良好的抗压、抗磨、隔音和防滑性能等特点。
同时,还需要考虑材料的成本、生产工艺和可持续性等因素。
其次,在性能优化方面,需要通过材料的调配和工艺的改进,提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐候性等性能指标。
未来,轨道交通新材料的发展趋势将呈现以下几个方面。
首先,新材料的多功能化和综合化趋势将更加明显。
随着轨道交通业务的多样化和需求的提升,新材料需要具备更多的功能,如防火、防水、防腐蚀等特性。
其次,新材料的绿色化和可持续发展将成为关键词。
传统材料的开采和生产会对环境造成一定的影响,因此需要开发出更环保、可回收和可降解的新材料。
最后,智能化和数字化将成为新材料研究的重要方向。
新材料需要具备与轨道交通智能化和数字化发展相适应的性能,为轨道交通的信息化和数字化提供支持。
综上所述,轨道交通新材料的研究和应用具有重要的意义和广阔的发展前景。
镁合金在轨道交通车辆制造中的应用

图1、长春轨道客车股份有限公司设计制造的2
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近年柬,原镁锭芷国内的价格已经低于原铝锭,这主要拜蝎于新近冶炼技术的快速进步 和本行业“爱镁’人士的不懈努力。而国外芷轨道车辆制造中镁台盒开发较滞后的原因.除 了技术水平之外, ・个丰露原因就是西方主要工、№国的镁资源缺乏。事嵌L.也就是在中 国原镁大规模、低价格进八国际市场之后.镁台金庄轿车领域的成川规镬和水平才迅速提 高到了々天这样的程度。开发镁台金在轨道交通车辆上的应用,是适台我罔资源和技术现 状 提升我国轨道交通工具技术水中.实现Gli新发展的绝佳札会。
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造出我国完垒自主知识产权,垒镁合金的超轻、超安静的列车/机车车体,井走向世界!
在此也呼吁:衷心希望各位国内镁台金领域专家和企业家的支持、加盟这个造 福大众的事业l
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镁合金在轨道交通车辆制造中的应用
作者: 作者单位: 权高峰 大连交通大学/轻金属研究室
本文链接:/Conference_6532766.aspx 授权使用:重庆大学(cqdx),授权号:0f7bcf68-7bd3-4ea8-ba54-9ea701628281 下载时间:2011年3月15日
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车车体用材都是以铝合金为主。与钢相比,铝合金密度低2/3,而且减振性能优良。我国目 前大多数城轨列车车体采用铝合金制造,上海磁悬浮列车和几个超级大城市的部分地铁列
ห้องสมุดไป่ตู้
车也是采用铝合金制造。车体轻量化后,在启动、制动(这是关键点)、加速以及降低振动
等方面都取得了明显效益。铁路运行高速化的另一个重要环节是控制系统中的电子设备的
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复合材料在轨道交通中的应用

复合材料在轨道交通中的应用1. 复合材料的简介你听说过复合材料吗?它们可是现代科技的“隐形英雄”,在轨道交通领域里发挥着不可小觑的作用。
别看它们名字高大上,其实就是由两种或两种以上的材料混合在一起,形成的新材料。
咱们可以把它们想象成一道“混合大餐”,各种材料像是厨师的秘密调料,把菜肴的味道调到最佳。
这些复合材料不仅强度高,还轻巧耐用,就像你平时看到的那些又轻又硬的运动鞋一样。
2. 复合材料在轨道交通中的作用2.1 提升车辆性能首先,咱们聊聊复合材料在火车上的作用。
以前的火车都是铁的,重得像块大石头,跑起来那叫一个费劲儿。
不过现在,复合材料的出现就像是火车的“减肥药”,让火车变得轻盈了不少。
你可以想象一下,原本笨重的火车变得像羽毛一样轻,这样不仅省了燃料,还让车速提升了不少。
速度快了,大家的出行时间也缩短了,真是一举两得!2.2 提高安全性与舒适性再来说说安全性,复合材料可是安全性的小卫士。
它们的强度和韧性都很不错,即使在碰撞中也能保持车体的完整,像个可靠的保护伞。
比起老旧的铁车体,这些材料能有效减少事故中的伤害。
而且,复合材料还能有效隔音,车厢里的噪音减少了不少,旅途变得安静舒适。
就像家里换了高档的窗户,外面的噪音被隔绝,车内的环境也变得宁静了许多。
3. 复合材料的种类与应用3.1 常见的复合材料复合材料有很多种,咱们常见的有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
碳纤维就像是复合材料中的“明星”,强度高、重量轻,几乎可以说是火车的“超级战衣”。
玻璃纤维则像是复合材料中的“全能型选手”,价格实惠,性能稳定。
每种材料都有它自己的特色,像调料一样,根据需要进行选择,做出最合适的“菜肴”。
3.2 实际应用的场景在实际应用中,复合材料的表现也很亮眼。
比如,地铁车厢的外壳就经常使用复合材料,这样可以降低整车的重量,提高运行效率。
而且,有些高铁列车的内部装饰也用上了复合材料,这样不仅耐用,还能提升车厢的舒适感。
透明陶瓷在轨道交通中的应用

透明陶瓷在轨道交通中的应用一、透明陶瓷的神奇魅力说到透明陶瓷,大家可能会觉得有点陌生,或者脑袋里闪过的是“透明玻璃”和“陶瓷杯”这样的东西。
它可是有大大的不同哦!透明陶瓷,顾名思义,不仅看得见光线,还能像玻璃一样透明,同时又具备陶瓷的坚固特性。
用个简单的比方,就像你手里拿着一个玻璃杯,它会碎,但透明陶瓷就能抵得住更强的冲击力,坚固得像铁一样。
它还具有非常好的热稳定性,能抵抗高温和突如其来的温差变化。
更妙的是,透明陶瓷比普通玻璃轻,而且耐划痕,搞不好你不小心一碰它,它还不会留下难看的划痕。
所以,透明陶瓷就像一位低调的“硬核”明星,外表看起来平平无奇,实际上却有着超强的内在实力。
二、透明陶瓷与轨道交通的“绝配”轨道交通,特别是地铁和高铁这类高速的交通工具,对于材料的要求可不低。
地铁那种密闭的环境,空气湿度大,温差变化剧烈,如果材料不够耐用,坏了就得停运,乘客们的脾气可就不好了。
而透明陶瓷就能很好地应对这些问题。
它的耐高温、耐腐蚀的特性,让它特别适合用在轨道交通的窗户、车顶、内饰等地方。
比如说,地铁车厢的窗户常常要面临日晒雨淋,透明陶瓷就能够在保证视野清晰的还能抵挡强烈的紫外线照射,避免窗户被晒黄或者变脆的情况发生。
它的强度足够高,即使遇到高强度的撞击,也不容易破裂,给乘客提供了一层隐形的安全保护。
透明陶瓷还能有效隔离外界的噪音。
在轨道交通这种快速行驶的环境下,噪音一直是个头疼的问题。
大部分材料都会传导噪音,而透明陶瓷由于其优异的密度和结构,能够有效减少噪音的传导,降低车厢内的噪音污染,让乘客在车厢内也能享受一种“安静”的旅行体验。
可以说,它的“安静”能力,真的是让人耳目一新。
想象一下,平时坐高铁或者地铁,总是会被外面的车轮声、铁轨声吵得有些烦躁,但有了透明陶瓷的加持,你会发现车厢内仿佛变得更温柔了许多。
三、透明陶瓷带来的未来体验你有没有想过,以后坐高铁,窗外的风景会变得更清晰,甚至能看到远处的一些细节呢?透明陶瓷不仅仅是用来做车窗,还能用来做车厢的玻璃隔断、乘客信息显示屏等地方。
轨道交通新材料研究及应用

轨道交通新材料研究及应用随着城市化进程的加快和人口数量的不断增加,城市交通压力不断增大,传统的交通方式已经无法满足人们的需求。
轨道交通作为一种高效、安全、环保的交通方式逐渐受到人们的青睐。
然而,随着轨道交通的发展,新材料的应用也成为了提高轨道交通技术的重要手段。
一、轨道交通材料的发展现状在轨道交通的建设中,钢材是主要的材料之一。
目前在铁路、地铁、轻轨等轨道交通工程中,钢材使用量占据着相当大的比重。
但是,随着轨道交通的运行速度不断提高和轨道交通线路的不断延长,传统钢材的使用也面临着很多问题。
如钢材自身的重量大、强度较低、耐久性差、维修费用高等问题,这些问题都制约了轨道交通的发展。
因此,新材料在轨道交通应用中的研究和发展显得尤为必要。
二、轨道交通新材料的研究和发展在轨道交通领域中,新材料的研究和发展被认为是促进轨道交通技术革新的重要支撑。
新材料研究主要分为两个方面:一是研究新材料的性能和特性,为推广新材料提供科学依据;二是广泛推广新材料的应用,促进新材料在实际生产和工程应用领域中的应用。
1.碳纤维复合材料碳纤维材料作为一种新型的材料,具有轻、强、耐磨、耐高温等优点。
在轨道交通中,碳纤维复合材料(CFRP)的应用也逐渐成为热门话题。
由于CFRP具有比钢更轻、比玻璃纤维更强的特点,所以可用来替代传统的钢材用于制造列车车身骨架和地铁车厢。
另外,CFRP在噪音降低、经济性等方面也表现出了优秀的性能。
2.纳米技术在新材料中的应用随着纳米技术在各个领域中的应用更加广泛,其在轨道交通新材料中的应用也逐渐被重视。
通过在新材料中加入纳米材料,如纳米银、纳米碳管等,能够大大提升新材料的力学性能、电学性能和耐早期龟裂性能等。
相信随着纳米技术的不断发展,纳米材料在轨道交通新材料中的应用将会越来越广泛。
三、轨道交通新材料的应用领域1.轨道交通车轮制造轮对是列车的重要零部件之一,其耐久性和稳定性直接关系到列车的行驶安全。
目前轮对通常采用的是传统的钢材,但在高速和大负荷的工作条件下,其易产生疲劳和损耗。
纤维增强复合材料在交通运输中的应用

纤维增强复合材料在交通运输中的应用1. 背景纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)是由连续或discontinuous 纤维和树脂基体组成的材料,具有轻质、高强、耐腐蚀等优点近年来,随着材料科学和制造技术的不断发展,纤维增强复合材料在交通运输领域的应用越来越广泛,包括汽车、飞机、船舶、轨道交通等本文将探讨纤维增强复合材料在交通运输中的应用及其优势和挑战2. 纤维增强复合材料的优势2.1 轻质高强纤维增强复合材料的主要优点之一是其轻质高强的特性与传统的金属材料相比,FRP具有更高的比强度和比刚度,可以显著减轻交通运输工具的质量,提高燃油效率,降低排放2.2 耐腐蚀性FRP材料具有优异的耐腐蚀性能,可以在恶劣环境下使用,如海洋、化学品、酸碱等环境中这使得FRP在交通运输领域具有较长的使用寿命和较低的维护成本2.3 减震降噪纤维增强复合材料具有良好的减震降噪性能,可以有效降低交通运输工具在运行过程中的振动和噪音,提高乘坐舒适性,减少对基础设施的损害2.4 设计灵活性FRP材料可以根据需要进行定制化设计,具有较高的设计灵活性这使得FRP在交通运输领域的应用可以满足不同的结构和性能需求3.1 汽车纤维增强复合材料在汽车行业的应用已经非常广泛,包括车身、底盘、发动机部件、内饰等例如,宝马、奔驰等高端汽车品牌已经在其旗舰车型中采用了碳纤维增强复合材料,以实现轻量化、提高燃油效率和增强车辆性能3.2 飞机纤维增强复合材料在飞机制造中的应用也已经非常成熟,包括机翼、尾翼、机身等关键部件例如,波音和空客等主流飞机制造商在其新型飞机中大量采用了碳纤维增强复合材料,以实现减重、提高燃油效率和增强飞机性能3.3 船舶纤维增强复合材料在船舶制造中的应用也非常广泛,包括船体、甲板、螺旋桨等FRP材料具有良好的耐腐蚀性和轻质高强特性,可以提高船舶的航行速度、燃油效率和使用寿命3.4 轨道交通纤维增强复合材料在轨道交通领域的应用逐渐增多,包括车辆车身、座椅、内饰等FRP材料可以实现轨道交通工具的轻量化,提高运行速度和燃油效率,降低噪音和振动4. 纤维增强复合材料的挑战和未来发展4.1 成本目前,纤维增强复合材料的成本相对较高,限制了其在一些领域的广泛应用但随着制造技术的进步和规模化生产,预计未来FRP材料的成本将逐渐降低4.2 回收利用纤维增强复合材料的回收和再利用问题需要引起关注目前,FRP材料的回收利用率较低,对环境造成一定的影响未来,应加强对FRP材料回收利用技术的研究,以实现其在可持续发展中的作用4.3 性能提升尽管纤维增强复合材料已经具有很多优势,但仍有一些性能需要进一步提升,如耐高温性、防火性能等未来的研究应着重于提高FRP材料的综合性能,以满足更广泛的应用需求5. 结论纤维增强复合材料在交通运输领域具有广泛的应用前景,可以实现轻量化、提高燃油效率、增强性能和降低维护成本然而,要实现FRP材料的广泛应用,仍需要解决成本、回收利用和性能提升等挑战随着科技的进步和材料科学的发展,相信纤维增强复合材料将在交通运输领域发挥更大的作用纤维增强复合材料在交通运输领域的广泛应用1. 背景在交通运输领域,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)已成为一种备受关注的新型材料它由连续或 discontinuous 纤维和树脂基体组成,具有轻质、高强、耐腐蚀等优点本文将详细介绍纤维增强复合材料在交通运输领域的广泛应用,探讨其优势和面临的挑战2. 纤维增强复合材料的优势2.1 轻质高强纤维增强复合材料的主要优点之一是其轻质高强的特性与传统的金属材料相比,FRP具有更高的比强度和比刚度,可以显著减轻交通运输工具的质量,提高燃油效率,降低排放2.2 耐腐蚀性FRP材料具有优异的耐腐蚀性能,可以在恶劣环境下使用,如海洋、化学品、酸碱等环境中这使得FRP在交通运输领域具有较长的使用寿命和较低的维护成本2.3 减震降噪纤维增强复合材料具有良好的减震降噪性能,可以有效降低交通运输工具在运行过程中的振动和噪音,提高乘坐舒适性,减少对基础设施的损害2.4 设计灵活性FRP材料可以根据需要进行定制化设计,具有较高的设计灵活性这使得FRP在交通运输领域的应用可以满足不同的结构和性能需求3. 纤维增强复合材料在交通运输领域的应用3.1 汽车纤维增强复合材料在汽车行业的应用已经非常广泛,包括车身、底盘、发动机部件、内饰等例如,宝马、奔驰等高端汽车品牌已经在其旗舰车型中采用了碳纤维增强复合材料,以实现轻量化、提高燃油效率和增强车辆性能3.2 飞机纤维增强复合材料在飞机制造中的应用也已经非常成熟,包括机翼、尾翼、机身等关键部件例如,波音和空客等主流飞机制造商在其新型飞机中大量采用了碳纤维增强复合材料,以实现减重、提高燃油效率和增强飞机性能3.3 船舶纤维增强复合材料在船舶制造中的应用也非常广泛,包括船体、甲板、螺旋桨等FRP材料具有良好的耐腐蚀性和轻质高强特性,可以提高船舶的航行速度、燃油效率和使用寿命3.4 轨道交通纤维增强复合材料在轨道交通领域的应用逐渐增多,包括车辆车身、座椅、内饰等FRP材料可以实现轨道交通工具的轻量化,提高运行速度和燃油效率,降低噪音和振动4. 纤维增强复合材料的挑战和未来发展4.1 成本目前,纤维增强复合材料的成本相对较高,限制了其在一些领域的广泛应用但随着制造技术的进步和规模化生产,预计未来FRP材料的成本将逐渐降低4.2 回收利用纤维增强复合材料的回收和再利用问题需要引起关注目前,FRP材料的回收利用率较低,对环境造成一定的影响未来,应加强对FRP材料回收利用技术的研究,以实现其在可持续发展中的作用4.3 性能提升尽管纤维增强复合材料已经具有很多优势,但仍有一些性能需要进一步提升,如耐高温性、防火性能等未来的研究应着重于提高FRP材料的综合性能,以满足更广泛的应用需求5. 结论纤维增强复合材料在交通运输领域具有广泛的应用前景,可以实现轻量化、提高燃油效率、增强性能和降低维护成本然而,要实现FRP材料的广泛应用,仍需要解决成本、回收利用和性能提升等挑战随着科技的进步和材料科学的发展,相信纤维增强复合材料将在交通运输领域发挥更大的作用应用场合1. 汽车工业纤维增强复合材料在汽车工业中的应用已经非常广泛其可以用于制造车身面板、车门、发动机罩、保险杠、悬挂系统部件等通过使用FRP材料,可以实现汽车的轻量化,提高燃油效率,减少排放此外,FRP材料的耐腐蚀性和减震降噪性能也有助于提高汽车的耐用性和乘坐舒适性2. 飞机制造纤维增强复合材料在飞机制造中的应用也已经非常成熟其可以用于制造机翼、尾翼、机身等关键部件通过使用FRP材料,可以实现飞机的减重,提高燃油效率,增强飞机性能此外,FRP材料的耐腐蚀性和设计灵活性也有助于降低飞机的维护成本和提高飞机的性能3. 船舶制造纤维增强复合材料在船舶制造中的应用也非常广泛其可以用于制造船体、甲板、螺旋桨等通过使用FRP材料,可以提高船舶的航行速度、燃油效率和使用寿命此外,FRP材料的耐腐蚀性和轻质高强特性也有助于减少船舶的维护成本和提高船舶的安全性4. 轨道交通纤维增强复合材料在轨道交通领域的应用逐渐增多其可以用于制造车辆车身、座椅、内饰等通过使用FRP材料,可以实现轨道交通工具的轻量化,提高运行速度和燃油效率,降低噪音和振动此外,FRP材料的耐腐蚀性和设计灵活性也有助于降低轨道交通工具的维护成本和提高其性能注意事项1. 成本纤维增强复合材料的成本相对较高,因此在应用时需要综合考虑成本效益在选择使用FRP材料时,需要评估其与其他材料相比的经济性,并在设计、制造和回收利用等方面进行全面的成本分析2. 回收利用纤维增强复合材料的回收和再利用问题需要引起关注由于FRP材料的回收利用率较低,需要加强对回收利用技术的研究和推广,以实现其在可持续发展中的作用3. 性能提升尽管纤维增强复合材料已经具有很多优势,但仍有一些性能需要进一步提升,如耐高温性、防火性能等在应用时,需要根据具体的应用场景和要求,选择具有相应性能的FRP材料,并在设计和制造过程中进行优化4. 设计和技术纤维增强复合材料的设计和技术对其性能和应用效果具有重要影响需要根据具体的应用场景和要求,采用合适的设计原则和技术方法,以确保FRP材料的性能和可靠性5. 环境适应性纤维增强复合材料的环境适应性也需要考虑不同应用场景下的环境条件可能存在差异,如温度、湿度、化学品等,需要选择具有相应环境适应性的FRP材料,并进行相应的环境适应性测试和评估6. 安全性和合规性在应用纤维增强复合材料时,需要考虑其安全性和合规性根据相关的法规和标准,确保FRP材料的应用符合安全要求,并满足行业规范和认证要求7. 合作与交流纤维增强复合材料的应用需要跨学科的合作与交流与设计、制造、回收利用等领域的专业人士进行合作,共同推动FRP材料在交通运输领域的应用和发展8. 持续创新纤维增强复合材料的应用需要持续创新关注新材料、新工艺、新技术的发展,不断优化FRP材料的性能和应用效果,以满足不断变化的市场需求和技术挑战总结来说,纤维增强复合材料在交通运输领域具有广泛的应用前景,但也需要关注成本、回收利用、性能提升、设计和技术、环境适应性、安全性和合规性、合作与交流以及持续创新等方面的问题通过解决这些挑战,可以推动FRP材料在交通运输领域的应用和发展。
高分子材料在轨道交通中的应用

高分子材料在轨道交通中的应用
高分子材料在轨道交通中有广泛的应用,以下是一些主要的应用领域:
1. 轨道垫板:高分子材料如橡胶垫板可以用于减少轨道与车轮之间的噪音和振动,提高乘坐舒适度。
2. 轨道绝缘材料:高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等可以用于制造轨道绝缘材料,保证轨道电路的正常运行。
3. 车内装饰材料:高分子材料如塑料、橡胶等可以用于制造车内装饰材料,如座椅、地板、天花板等,具有轻便、耐用、易清洁等优点。
4. 车身材料:高分子材料如碳纤维复合材料可以用于制造高速列车的车身材料,具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点。
5. 刹车片:高分子材料如石棉刹车片可以用于制造轨道交通车辆的刹车片,具有良好的制动性能和耐磨性能。
6. 电缆材料:高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等可以用于制造轨道交通车辆的电缆材料,具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性能。
高分子材料在轨道交通中具有广泛的应用,可以提高轨道交通的安全性、舒适性和经济性。
复合材料在轨道交通中的应用

国内应用
目前,广州地铁对不 受潮湿环境、杂散电 流化腐蚀等影响的非 电缆支架、管线支架 与疏散平台一体化的 组合式复合材料构件、
金属材料进行了研究,
并将电缆支架、管线 支架和疏散平台构件 组合设计,形成
大量应用于地铁三、
四号线上
供电轨的支座与防护装置需 在高电压条件下工作、 材料的绝缘强度是必须保证的指标, 供电方式尚需延续到地下线路。 因此其防火性能也类同于电缆支架。 此外,为保证列车的受电靴与供电轨之间 具有良好的动态接触关系, 还需具备机械强度和抗冲击能力。
门。前苏联 26mm 长的轻型客车车门为
三层夹层结构,中间填充泡沫塑料,内 外壳为 FRP 复合材料。英国客车车窗装 饰外层采用阻燃的聚酯树脂和E玻璃纤维。
车辆车体
车体
瑞士的车辆公司在汉诺 威博览会上展示了采用 缠绕技术制造的泡沫夹 芯三明治结构FRP整体铁 路车辆车体。
该车体成型使用一台专门设计的 重35吨,长25米的缠绕机和一个 重16吨,直径3.8米的矩形模芯,
道各种设备产生的电化腐蚀问题,减少了运营
维护的工作量,大大加强了运营的安全性。
疏散平台
复合材料疏散平台满足区间隧道放火要求、导热系数低、火 场环境温度下有可满足乘客安全疏散的机械强度。利用复合 材料性能的“可设计性”使材料到达最优的性能组合,可针 对轨道交通实际工况和使用方式,要求复合材料疏散平台与 电缆支架达到高强度,高刚度、电绝缘性、防火性、耐腐蚀 性、耐老化性、耐疲劳性等。同时可满足疏散平台的耐摩擦 性。
03
机,提高复合材料在高速轨道领域的应用水平。
02
大有前景
01
谢谢观赏
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新材料在轨道交通车辆内饰中的应用
摘要:轨道交通工具的舒适性要求乘坐的舒适性和人性化的车内设计,以及乘
坐的精神体验。
本文论述了几种新型材料在轨道交通车辆内部装饰中的应用,为
轨道交通车辆内部装饰材料的选择和应用提供参考,以提升轨道交通的舒适性。
关键词:新材料;轨道交通;车辆内饰;应用
1前言
为了同时满足人民群众乘坐铁路车辆的舒适性和精神文明的要求,在对铁路
车辆室内进行设计的过程中,设计师不仅要确保车辆行驶乘坐舒适,而且应该注
意室内设计的人文内涵。
因此,在轨道交通车辆内饰设计的过程中,设计者应该
考虑的是设计技术、文化内涵和审美问题,以及群众的实际需求等因素影响,必
须协调它们之间的各种关系,加强人性的铁路车辆室内设计的总目标,不断促进
交通运输业的可持续发展。
2轨道交通车辆内饰材料的发展概况
长期以来,胶合板占据了我国轨道交通工具内部材料的主要使用度,适用于
铁路客车的地板、顶板、隔墙、侧墙板等。
胶合板内饰简单、密实,表面可进行塑料、贴膜等装饰处理。
针对轨道交通
车辆运行速度和设备技术,现代车内饰从最初的设计到目前增加了重量轻和吸声
降噪要求,为了确保轨道交通客运车辆界面美观、舒适,最初只使用胶合板材料
为内部配件,而且在设计和表面处理和性能已经无法满足现代车内饰的发展的要求,因此,大量的替代新轻型材料应运而生。
目前,轨道交通车辆内部装修所用的新材料主要包括轻金属材料、高分子材料、复合材料和蜂窝材料。
3轨道车辆内饰新材料分析
3.1轻金属材料
轻金属材料主要包括铝合金和镁合金,在轨道交通工具中具有广阔的应用前景。
铝合金由于其密度小、强度高、耐腐蚀性好,已在汽车、船舶、航空、航天
等领域得到广泛应用。
在轨道交通车辆内饰结构中,铝板是最常见的材料,成型容易,可以进行喷涂、贴膜以及阳极氧化等形式的表面处理。
为营造美观、舒适的车辆乘坐环境非
常有帮助。
近年来,镁合金等国外材料已被用于制造内部骨架。
质量仅为铝合金
的66%,轻量化的效果更明显。
3.2高分子材料
高分子材料广泛应用于轨道交通车辆的内部装饰,其轻量化、降噪效果明显。
3.2.1玻璃钢
玻璃纤维增强塑料(CFRP),一般指使用玻璃纤维增强不饱和聚醋、环氧树脂
和酚醛树脂基体,根据树脂品种的使用可分为聚醋、酚醛FRP、环氧玻璃纤维增
强塑料。
玻璃纤维重量轻、强度高、耐腐蚀性好、成本低、形状好,且不受宽度、表面喷涂、应用形状的限制,主要用于轨道交通工具内表面装饰板的使用。
近年来,玻璃纤维增强塑料制品已由最初的手糊成型转向注入,造型(CSMC)
形成,新技术提高了精度,粘贴成形的过程不能生产结构特别复杂的产品缺陷,
并进一步提高零件的制造精度和成型质量,从而实现零件的批量生产。
目前,玻璃纤维制品主要用作轨道交通工具的客舱壁板和玻璃纤维的盒子,
是轨道车辆内部装饰的主要材料之一。
据统计,日本高速新干线电力机车使用的
FRP数量占列车总重量的1.4%。
3.2.2碳纤维复合材料
碳纤维复合材料(CFRP)具有密度低、无蠕变、耐超高温、耐疲劳性和耐腐
蚀性等优异性能,可以满足车体设计的阻燃、隔热保温和减震等设计指标,应用
范围正逐渐由次承载结构零部件向主承载结构发展。
例如,碳纤维增强环氧树脂
材料的比强度和比模量是现有结构材料中是最高的。
与传统的轨道车辆材料(例如,钢、铝等)相比,碳纤维复合材料在轻量化、节能、电磁屏蔽、碰撞吸能等方面具有较强的优势和较突出的特点。
例如,采用
碳纤维复合材料制作的司机室头罩具有优良的抗冲击性能,能承受350kN的静载荷,可以抵挡1kg铝弹的660km/h的高速冲击;高速列车车体和转向架采用碳纤
维复合材料可实现减重49%,带来的轻量化和节能效果显著。
我国将重点发展高强和高模碳纤维,加快开发碳纤维增强尼龙复合材料
(≥200℃)等耐高温高强度工程塑料,重点突破高强碳纤维的低成本、连续稳定、规模化生产技术,加快高强中模、高强高模级碳纤维产业化突破,加快高强碳纤
维稳定工业化生产等技术的产业化和推广应用。
3.2.3橡胶材料
为了降低铁路运输车辆在运行时的振动和噪声影响,确保乘客在室内的舒适度,早期只使用橡胶作为一种装饰材料,无法满足铁路车辆内部安装的要求,必
须选择更好的性能振动降噪组件,包括粘弹性好,耐疲劳,耐老化性的橡胶组件。
橡胶部件对于高速列车振动降噪效果特别显著,有效地避免了车内部安装的硬接线,将车外噪声的传播到道路上,使高速列车的舒适性和流畅性是不可替代的。
在我国轨道交通的车厢中,车体与轨枕之间的隔断和车体之间的连接都是由弹性
装置构成的,有效地减少了车厢的噪音,高铁作为世界上第一个时尚舒适的列车
已经投入运行了。
3.3复合材料
复合材料是一种具有优异性能的新型材料,如纤维、颗粒等,由聚合物、陶瓷、金属等组成。
它具有特定的强度和高比模量,以及耐疲劳、耐腐蚀、耐高温、耐磨性、低成本等一系列的优点,在轨道交通车辆内部轻量化的材料设计中变得
越来越重要。
引进、消化和吸收的高速动车组技术过程中,许多新型复合材料逐
渐被我们使用,例如,顶板上使用厚铝基复合材料装饰板,即铝板的结构+热塑
性低密度聚乙烯+铝化合物;车辆侧墙板由铝板+热塑性低密度聚乙烯+铝板或不
锈钢板+热塑性低密度聚乙烯+不锈钢板组成;在过道使用的材料是中空的铝板,
厚度仅为5.2毫米。
国内外的研究和应用表明,复合材料是轨道交通车辆轻量化
的最有前途的新材料。
3.4蜂窝材料
蜂窝板通常由上下嵌板和蜂窝芯材料组成,蜂窝芯非常小,厚度仅为同种材
料厚度的1/10。
根据蜂窝材料的使用可以分为玻璃纤维蜂窝,碳纤维蜂窝、铝合
金蜂窝等。
当面板使用不同材料和核心材料,则称为复合蜂窝板,其具有良好的
强度、刚度和抗冲击能力。
蜂窝板具有重量轻、刚度大,并具有良好的隔音、隔
热性能,在蜂窝板表面可以喷漆,也可以使用真空吸附装饰膜等工艺处理,装饰
效果很好。
所以蜂窝板,特别是铝蜂窝板在轨道交通车辆内饰中得到了大量的应用,广泛用于地板,顶板和各种各样的门板等。
例如,铝蜂窝地板,一铁路客运
列车使用的25号原木胶合板材料重量约为1.5吨,而高铁、铝蜂窝板材料地板仅
约0.8吨,重量减轻效果非常明显。
4结束语
目前,轨道交通车辆的设备技术发展突飞猛进,重量轻,噪音低,节能环保已成为轨道交通车辆的发展趋势,同时,对铁路运输车辆的内饰提出了新时代的要求和目标。
车内饰从木材到金属结构,轨道交通车辆内部的阻燃、减重、降噪音等新材料在品种和数量上都有较好的装饰性能,需求量很大。
金属材料、高分子材料、复合材料和蜂窝材料在轨道交通工具的内部材料中占有越来越重要的地位。
日本铁路综合技术研究院在5a基础规划中提出的研究开发项目包括:(1)具有较强防灾能力的铁路系统;(2)对事故有较强抵抗力的系统;(3)人机系统的高端;(4)智能列车控制;(5)沿线环境负担较低;(6)节能,(7)维护和施工的高效;(8)高速列车服务;(9)发展先进的信息处理技术,促进高效的运输和客户服务水平;(10)先进的模拟技术等。
在每一个项目中,都希望通过材料技术的进步取得进展。
因此,新材料和新技术的开发,如环境保护和纳米技术,也是铁路车辆内部材料的发展方向。
研究、开发和利用新材料,以提高轨道交通车辆的内饰质量、美观效果和使用寿命,确保乘客乘坐舒适,提升轨道交通工具市场的竞争力具有重要意义。
参考文献:
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