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因為工作的緣故,我得以接觸軌道交通范疇對碳纖維復(fù)合資料的須要。
碳纖維制品廠家主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。對將來軌道交通范疇感興趣的碳纖維企業(yè)不在少數(shù),卻總感到徘徊在門外,不得入門的法令。今天談一談對碳纖維在軌道交通范疇利用的個人見解,盼望給有志于開辟軌道交通市場的友人參考。
軌道交通輕量化是必定趨勢
從軌道交通車輛生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部來看,對碳纖維復(fù)合資料輕量化的利用信念很大。當(dāng)初已經(jīng)到了逢會必談輕量化,逢輕量化必談碳纖維利用的階段。中車青島四方機(jī)車與德國的德累斯頓產(chǎn)業(yè)大學(xué)成破了中德軌道交通結(jié)合研發(fā)中心,最重要任務(wù)就是研究碳纖維復(fù)合資料在軌道交通車輛中的利用。
本文來自123 為什么軌道交通設(shè)備企業(yè)這么熱衷于碳纖維復(fù)合資料?重要還是因為輕量化是一道硬杠杠。目前動車組車廂除了CRH1采取不銹鋼車身,其余車型都采取高強度鋁合金資料,用以減輕分量。即便這樣,一節(jié)動車組車體分量也要十多噸。而動車組在啟動加速階段的耗能是最大的,依據(jù)有名的F=ma公式,減輕分量可能大幅降落運行能耗,同時分量輕了,對車軸跟車輪的磨耗也會減小。
在中車青島四方機(jī)車的技巧中心,有數(shù)以千計的技巧人員,每天做著動車組車輛的優(yōu)化再設(shè)計工作,他們?yōu)榱藴p輕1公斤的分量而搜查枯腸。輕量化包含輕量化資料的利用跟輕量化設(shè)計。鋁合金的輕量化設(shè)計已經(jīng)達(dá)到瓶頸,再減輕分量必定會就義機(jī)能。于是,碳纖維復(fù)合資料,成為下一步重點發(fā)展的輕量化資料。
碳纖維利用道阻且長
在從前的多少年的時光,中車下屬企業(yè)也做了大量工作,與碳纖維企業(yè)結(jié)合研發(fā)碳纖維的部件。然而目前為止,除了內(nèi)裝利用玻纖復(fù)合資料比較多外,不任何部件大范圍利用碳纖維。除了本錢因素外,更大的起因是對利用碳纖維復(fù)合資料的一種擔(dān)心。
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這種擔(dān)心來源于諸多一直定性。首先,利用碳纖維復(fù)合資料之后,能不能達(dá)到力學(xué)機(jī)能請求,怎么做到用起碼的資料滿意設(shè)計須要。這就須要復(fù)合資料結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的原資料機(jī)能要堅固,通過試樣、元件、組合件、全尺寸部件等多個品位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗證,才干釋懷利用。
第二個一直定性來自于保險性。目前高鐵動車組跑到一定的公里數(shù)要進(jìn)行不等同級的維護(hù),到最高5級修的時候,須要把車體油漆全部脫離掉,檢查車體是否含有裂紋等缺點。假如換成復(fù)合資料車體,那么維護(hù)周期要多長?老化壽命有多久?內(nèi)部呈現(xiàn)缺點如何檢測、如何修復(fù)?
最后,軌道交通范疇還未樹破起一套復(fù)合資料利用體系。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。面對諸多一直定問題,缺乏跟碳纖維企業(yè)一致的對接借口。
123456 碳纖維利用路線圖
切實很多軌道交通車輛企業(yè)面臨的問題,在碳纖維相干企業(yè)那里能得到很好的解決計劃。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。然而,缺乏有效的溝通,讓這些艱苦變得難以超出。中車下屬企業(yè)十分歡送相干企業(yè)做交換,因為你這是在替他們解決艱苦。當(dāng)初很多企業(yè)看上軌道交通這個市場,卻在門口團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn),甚至未曾探頭向里面瞧瞧里面產(chǎn)生了什么。
將來碳纖維在軌道交通范疇利用的市場十分大,軌道交通設(shè)備企業(yè)也為此投入宏大,很多時候有了須要卻不適合的配合對象。對配合錯誤的請求重要有堅固的原資料品德、可能供給技巧支撐去做結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、功能設(shè)計。
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在軌道交通范疇的利用對產(chǎn)品跟企業(yè)提出了更高的請求,判斷會比很多體育休閑跟建造加固請求更高。那些動輒宣傳技巧當(dāng)先的碳纖維企業(yè),敢不敢來吃這塊蛋糕?
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