复合材料在铁路行业应用研究

《复合材料在铁路行业应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、复合材料在铁路行业应用研究复合材料，很多人把它看做一种神奇的材料。它的优点实在太多：重量轻，比强度、比钢度高，因此他被视为传统材料（例如金属、木材）的最佳替代品。    今天，复合材料技术大量采用人造纤维作为基体增强材料，如玻璃纤维，芳纶纤维和碳纤维等等。使得这两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能大大优于原组成材料而满足各种不同的要求。   由于纤维增强材料和树脂基体的选择具备各种组合的灵活性，复合材料为金属结构应用领域提供了很多好处。   研究人员表示，由于复合材料密度较

2、低，并且它固有的优于金属的特性，因此通常在结构中应用至少可以比金属结构减轻27%的重量，并且更具有抗冲击性。   在工业设计领域，复合材料结构受到越来越多的重视。复合材料将高性能纤维和一系列的树脂、金属或陶瓷作为基体，在许多工程中扮演着重要角色。   复合材料结构，已成为工业领域的一类新兴应用。它可以满足严格的生产标准，即使在高温，高压，腐蚀性环境也会有令人满意的表现。   为什么是复合材料？   与传统材料相比，复合材料能够满足不同的设计要求，并且能够最大节省重量和具有很高的强度重量比。除此之外，我们在下面还列举出了复合材料的其它优点：   复合材料的拉伸强度（高达60%的拉伸强

3、度）是钢或铝的4~6倍；   更高的扭转刚度和抗冲击性；   复合材料具有较高的抗疲劳性；   满足同样功能需求的情况下，复合材料比铝结构减重30~45%；   与其它结构材料如钢、铝相比，复合材料的内嵌能量低；   复合材料在工作中，比任何金属发出的噪音都要小，而且提供比其它材料更低的震动传递；   复合材料比金属的设计性更高，可专门满足特殊性能需求和复杂的设计要求；V   较长的使用寿命能够提供卓越的耐疲劳性和耐候性，并且可以大大降低维护费用；   与金属材料相比，复合材料具有更低的生命周期成本①；   复合材料具有优良的耐腐蚀性和阻燃性能；   复合材料产品外观精美、细腻； 

4、  相比传统的金属部件，复合材料部件可以无需连接件或紧固件，可以为结构提供更简约、集成化设计。   复合材料的主要应用领域   集众多优点于一身的复合材料，在发展中市场凸显出了它的优势，比如印度市场，而且扮演着重要角色。他们致力于发现复合材料更广阔的应用领域。   复合材料具有广泛的应用领域，例如航空航天(制动盘、飞机内部装饰、机盖，机翼等)，汽车(金属基刹车鼓，汽缸等)，化工业(储罐，洗气器，管道，反应器，光栅等)，电器和电子(交换机和金属层压品)，海洋(拖网船，驳船，船舶舰艇及其它造船部件)，建筑(门窗、铣板和房屋内部装饰)，消费者和运动(盘子、家具、辅助部件、网球拍、高尔夫俱

5、乐部、射箭器材等)。    复合材料与铁路   铁路行业中正在越来越多的使用复合材料，因为这种新型原材料在帮助制造商降低成本的同时还能提高列车性能。结构件减重50%，非结构件减重75%，能够带来一些列好处：提高列车行驶速度，降低能耗，减少轨道磨损，能够运载更多货物。   复合材料的出现，为火车的设计提供了更大的灵活性，使火车性能更为优良（例如：降低重心提高列车行驶稳定性）。复合材料作为列车结构性材料时由于具有较高的刚度，所以可以减少支撑框架的使用。复合材料的模块化建设提供的各项零部件能够帮助工人快速安装。由于复合材料具有较高的阻燃性，所以能够在列车整个系统中使用。   在铁路客车②

6、上我们可以发现很多复合材料的应用实例，它在帮助客车提高结构性能的同时还兼具精美的外观。客车的零部件主要由玻璃纤维增强环氧树脂/酚醛树脂制成。   保守估计，印度铁路列车的每一节车厢都将消耗掉160公斤复合材料。   对于公共运输系统，轻质车厢是实现列车高速行驶的重要条件。过去，工程师使用不锈钢和轻质合金来代替车身制造中最常见的钢材和铸铁，以此实现轻质车身；现在，车身中越来越多的零部件采用GFRP，它不但具有优良的防腐性能，而且使得车身整体工作性能大幅提高。V   ①生命周期成本（lifecyclecost，LCC）：是指在产品经济有效使用期间所发生的与该产品有关的所有成本，包括开发

7、（计划、设计和测试）、生产（加工作业）以及后勤支持（广告、销售和保证等）。具体而言包括产品设计成本、制造成本、使用成本、废弃处置成本、环境保护成本等。②铁路客车：铁路客车是指载运旅客的车辆、为旅客提供服务的车辆以及挂运在旅客列车中的其他用途的车辆（图为普通硬座客车）。客车分运送旅客.为旅客服务和特殊用途等3种车辆。　　目前，中国铁路客车根据用途的不同，主要有如下几种：硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、行李车、餐车、邮政车、试验车。此外，还有公务车、卫生车、医务车、维修车