一說到高鐵,估計全世界的目光都會聚焦到咱們中國,畢竟我國高鐵有接近90條線、近3萬公里總長,而高鐵車輛就有3000多組,世界上2/3的高鐵都在咱們中國。那中國高鐵后續(xù)如何發(fā)展呢?碳纖維材料提供了一個新的方向。
碳纖維高鐵應用的非凡意義在哪?
1、輕量化:高鐵想要提速,一個方面是減輕自身重量,一個方面是提高動力,無論哪個都不簡單。相比之下,通過合理設計,選用合適的材料,減少自重可能會簡單一些,碳纖維復合材料就是當下一個非常不錯的解決方案。碳纖維復合材料的密度只有1.7g/cm3,比鋁合金還輕,但是提供的強度確實鋼材的7倍以上,加上耐腐蝕、抗蠕變、抗沖擊等優(yōu)良性能,在高鐵持續(xù)發(fā)展中可以起到良好的作用,幫助高鐵降低阻力,減輕二氧化碳排放,提高速度等多個效果。
2、安全性:目前國內(nèi)的普通高鐵的車速可以達到300km/h,而復興號高鐵的速度甚至可以達到350km/h,如此高速狀態(tài)下,對于材料的要求很高,背后更多的考量其實還是安全問題。碳纖維復合材料所具備的輕量化、減沖擊、提載重、高耐候、高可靠、高可用、高壽命、少維護等優(yōu)勢在目前改善高鐵性能上具有更高的安全系數(shù)。
碳纖維高鐵應用的4個實例
1、彎梁:彎梁是設備艙中的主承力構件,截面為矩形,可以選擇碳纖維復合材料預浸料較差鋪覆設計,采用袋壓成型工藝進行制造,可有效提升成品合格率,并降低制造成本。
2、橫梁:橫梁是設備艙中的另一種承力結構件,與彎梁相輔相成,截面為“工”字型,選用T300品級的碳纖維復合材料就可以制造,采用真空導入工藝,配以鉚接和膠接,提升整體的穩(wěn)固性。
3、轉向架:轉向架是高鐵上非常重要的支撐部件,負責撐起車體、轉向和制動,在高鐵行駛時,還需要保證車廂平穩(wěn)運行。因此高鐵轉向架需要具備較大的強度和較高的承載能力。碳纖維復合材料制成的轉向架比普通的鋼材轉向架更輕更強力,在運行舒適性和穩(wěn)定性上更好。
4、車體外殼:高鐵車廂外殼并不是一個空架子,是安裝內(nèi)部基礎配件和承載骨架的依托,高鐵車廂外殼一般選用鋼結構或合金金屬結構,需要自身夠輕,強度夠大。
碳纖維材料不僅可以在高鐵上應用,同時在其他的軌道和非軌道交通上起到重要作用,地鐵、汽車、飛機、磁懸浮列車等等這些與我們?nèi)粘3鲂邢嚓P的領域都是碳纖維材料的舞臺,相信未來碳纖維復合材料還會有更大的應用價值。

