非对称碳—玻璃混合纤维复合材料地铁司机室头罩设计

发挥复合材料结构性能可设计性优势,采用碳—玻璃混合纤维复合材料设计了一种地铁车辆司机室头罩新型结构。该司机室头罩主承力结构部分由自承载复合材料泡沫夹芯结构构成,夹芯结构的上面板为玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料,下面板为碳纤维和玻璃纤维混合复合材料,为非对称复合材料结构设计。设计表明,该头罩在满足司机室强度设计要求的前提下,显著地减轻了司机室的结构质量。     

轨道车辆车体夹芯复合材料及应用

基于轨道车辆车体夹芯复合材料应用,通过对泡沫芯材基本力学性能和防火性能研究,开展车体夹芯结构芯材选型。研究表明,采用PMI泡沫/铝蒙皮夹芯结构车体部件组装成整车车体后,相比铝合金车体减重24%~28%;与纤维树脂蒙皮夹芯复合材料相比,铝蒙皮夹芯结构复合材料车体在成本、效率、安全性、成熟度等方面有较大优势。     

碳纤维复合材料轨道车辆电气柜体研制

碳纤维增强复合材料具有高比强度、高比刚度和结构可设计性等优点,已成为轻量化工程应用的首选材料.以铝合金电气柜体为原型,设计了碳纤维复合材料电气柜体,进行了静强度计算和模态对比分析,并通过了冲击振动和防护等级试验验证.有限元分析和试验验证结果表明,碳纤维复合材料电气柜体能满足轨道车辆的运行要求,具有良好的轻量化效果,为今...     

碳纤维复合材料轨道车辆电磁兼容设计方法探讨

通过对比碳纤维复合材料与传统金属材料电导率、介电常数及磁导率等电气特性参数的差异,分析碳纤维复合材料替代传统金属材料用于制造轨道车辆车体结构给电磁兼容设计带来的问题。针对轨道车辆整车电磁兼容技术要求,结合典型运营工况,从复合材料建模、整车电磁仿真、车体接地网设计和复合材料电搭接设计等方面,阐述碳纤维复合材料轨道车辆的电磁兼容设计思路和要点,以助于碳纤维复合材料在轨道车辆领域的推广和应用。     

受电弓区域用复合材料隔声罩设计及隔声性能研究

针对高速列车隔声降噪的需求,探讨了玻璃钢复合材料中纤维层数、面密度对材料隔声量的影响规律,以玻璃钢和聚酰亚胺泡沫材料为基础设计了复合隔声结构。实验结果表明,玻璃钢中纤维层数显著影响材料的隔声量,材料中纤维层数越多,隔声量越大;纤维面密度越大,复合材料隔声量越大;玻璃钢与聚酰亚胺泡沫材料复合夹芯结构能显著提高隔声量,并且隔声量随聚酰亚胺夹芯层厚度的增加逐渐增大。基于上述实验结果,结合受电弓区域的具体情况设计了受电弓区域用复合材料隔声罩。实验室测试表明,100~10 000 Hz范围内,该隔声罩的隔声量最小为23 d B,最大可达50 d B。     

一种碳纤维复合材料头罩的研制

文章以广州市轨道交通十八号线城际动车组为例,介绍了一种碳纤维复合材料头罩的研制过程。首先,从结构、性能要求等方面对列车碳纤维复合材料头罩进行产品分析;然后,通过研究阻燃剂含量、树脂含量、碳纤维织物对碳纤维复合材料力学性能的影响,确定其性能参数,从而制作试样并测试其力学性能;接着,基于力学性能测试结果对头罩结构仿真结果进行校核,在具备足够安全系数的基础上,对头罩结构进行优化,并对头罩模具结构设计和成型工艺进行具体分析;最后,对头罩的重量及性能指标进行测试。结果表明：在满足列车头罩性能要求的情况下,本研究采用的真空导入成型工艺比传统的热压罐成型工艺具备更优的性价比,且制备的碳纤维复合材料头罩相比玻璃纤维复合材料头罩可减重约20%。     

城轨车辆司机室复合材料裙板防火性能研究

文章以轻量化城轨车辆为研究对象，选取了3种不同成分组成的司机室复合材料裙板，依据EN 45545-2:2020标准进行火焰蔓延、热释放速率、烟密度和毒性试验，结果表明：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料裙板和碳纤维/玻璃纤维层间混杂增强丙烯酸酯基复合材料裙板均无法完全满足EN 45545-2:2020 HL2级要求，碳纤维/玻璃纤维层间混杂增强聚碳酸酯基复合材料裙板可满足EN 45545-2:2020 HL2和HL3级要求，碳纤维和玻璃纤维混杂聚碳酸酯基复合结构可满足复合材料裙板的较高防火性能要求，并可兼顾轻量化和成本需求。     

碳纤维复合材料车轮罩在低地板轻轨车上的应用

文章简要介绍低地板轻轨车车体结构,分析车轮罩功能及应用的环境要求,阐述了碳纤维复合材料车轮罩尺寸设计及与车体连接方式设计的要点,并提出碳纤维复合材料在铁道车辆上的应用前景。     

碳纤维复合材料机车走廊门轻量化设计与研究

文章主要介绍通过采用碳纤维复合材料实现机车走廊门的轻量化设计,简要说明碳纤维复合材料特点,对碳纤维复合材料机车走廊门的结构进行分析,并通过粘接接头计算、强度计算和相关试验验证碳纤维复合材料机车走廊门的可行性。     

碳纤维复合材料在高速列车头罩上的应用研究

根据高速列车头罩的外部形状、内部连接要求和受载条件,对碳纤维复合材料车头罩的结构进行设计。并且根据IEC 61373-1999《铁道车辆设备冲击和振动试验标准》和GB/T 3317—2006《电力机车通用技术条件》的相关规定,确定了冲击工况、气动静载荷工况以及端部排障压缩工况,进行静力学计算分析。分析结果表明,高速列车碳纤维复合材料车头罩满足以上标准的要求。采用真空导入工艺试制车头罩样件,并对其进行137 k N端部排障压缩试验,试验结果表明,该结构的力学性能符合要求。     

碳纤维复合材料在轨道交通车辆空调机壳体上的应用

针对采用碳纤维复合材料替代传统轨道交通车辆空调机金属壳体以达到降低车辆空调机组自重的技术目标,分析了碳纤维复合材料的性能,建立了空调机壳体的有限元模型,并进行相关静态强度计算。对采用碳纤维复合材料壳体的轨道交通车辆空调机组样机进行了振动冲击试验验证。仿真分析计算和试验验证结果表明,碳纤维复合材料壳体能满足轨道交通车辆空调应用要求。     

碳纤维车头在市域快轨车辆上的应用

以北京某新型市域快轨车辆为依托,对碳纤维复合材料在轨道车辆车头上的应用进行了研究。通过对比碳纤维材料类型、成型工艺、连接方式,阐述了碳纤维车头的设计特点以及头罩产品缺陷控制方法,并对设计完成的头罩产品进行了不同工况的仿真分析。研究结果表明,采用碳纤维复合材料设计制造城轨车辆车头头罩及骨架,方案可行,对于承载较小的车头覆盖件,需采用树脂真空导入成型工艺制备的碳纤维复合材料设计;承载较大的车身结构件则需要采用预浸料真空袋压高温固化成型工艺制备的碳纤维复合材料进行设计。采用碳纤维复合材料设计制造城市轨道车辆车头,可有效减轻车头质量。     

挖掘齿轮箱下箱体铸造工艺及现场质量控制

采用树脂砂工艺生产挖掘齿轮箱,曾产生严重的裂纹、气缩孔及夹渣等缺陷,初期生产的铸件缺陷严重超标,基本上无法满足设计和使用要求.通过对挖掘齿轮箱下箱体的结构和铸造工艺进行分析,找出铸件质量的影响因素,从原辅材料到造型制芯及最终的合箱浇铸,每道工序都严格把关,通过采取一系列切实可行的措施,配合有效的工艺设计,保证了挖掘齿轮箱下箱体的质量和技术要求.     

虚拟轨道列车芳纶蜂窝裙板结构设计与验证

虚拟轨道列车由于采用胶轮系统,对车体裙板轻量化提出新的需求.研究采用芳纶蜂窝裙板结构取代传统的铝合金型材,通过铺层设计选取最优的铺层方案,仿真计算验证在不同工况下受力情况,并进行冲击振动试验.结果表明:采用芳纶蜂窝夹芯结构能实现裙板减重40％ 以上,同时满足车辆各种工况及疲劳寿命要求.     

碳纤维增强树脂基复合材料在轨道交通车辆车体中的应用与思考

提出了碳纤维增强复合材料应用于轨道交通车辆车体的技术需求和技术优势。介绍了国内外轨道交通车辆碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)车体的应用现状。对中车长春轨道客车股份有限公司研制的全碳纤维复合材料车体的应用实例和技术特点进行了分析,证实了全碳纤维复合材料车体承载结构应用的可行性。对持续快速发展碳纤维复合材料技术,以及推进轨道交通复合材料车体的应用提出可行性建议。     

碳纤维复合材料受电弓杆件设计及工艺分析

铝合金受电弓在疲劳应力和环境应力作用下易出现焊缝开裂的问题,严重威胁列车运行的可靠性和安全性。文章采用碳纤维复合材料制作受电弓杆件,针对碳纤维复合材料的特性和受电弓杆件载荷条件,通过有限元仿真对受电弓杆件结构进行优化,减少受电弓杆件零件数量,提升受电弓杆件机械性能。根据受电弓杆件各部件结构的复杂性差异和受电弓杆件结构特点进行工艺分析,提升碳纤维复合材料受电弓杆件工艺成型效率和成品率。     

碳纤维复合材料在轨道交通车辆转向架上的应用

分析了现有转向架安全托及安全吊架断裂问题的原因,针对碳纤维复合材料的高强度、高韧性、耐疲劳、耐高温、耐腐蚀、重量轻等优异性能,提出了现役车辆使用碳纤维复合材料安全托的整改方案。以某车型为例,对新型安全托进行冲击和振动疲劳的有限元计算分析,和具体线路的进行往返动应力测试。计算结果和测试结果证明:采用CFRP安全托可以满足运用要求,能缓解并提高安全吊座的使用寿命;而且利用车辆整备时间即可完成整改处理,避免了扣车整改的不利影响。     

碳纤维布与钢板粘结拉伸承载力计算

为分析碳纤维布与钢板复合加固方法中的碳纤维布与钢板的协调性,进行5组碳纤维布和钢板粘结复合材料试件的单轴拉伸试验,研究碳纤维布与钢板粘结复合材料的破坏特征、受力性能和破坏机理。试验结果表明:复合材料的破坏形式为碳纤维布被拉断或碳纤维布与钢板发生剥离破坏;与对比钢板相比,复合材料的极限承载力提高显著,屈服后的刚度提高也较大,而屈服荷载提高较少;随着碳纤维布层数的增加,复合材料的极限承载力增长较快。在试验研究的基础上,提出复合材料屈服荷载和极限承载力的计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好,标准差和变异系数均小于0.035,可供工程参考应用。     

轨道车辆碳纤维复合材料电磁屏蔽性能研究

介绍了碳纤维复合材料(CFRP)的主要特性,阐述了电磁屏蔽原理,通过铝、铝合金、碳钢与碳纤维复合材料的电磁屏蔽对比试验,总结了CFRP作为车体材料时在电磁设计方面应该注意的关键问题,分析了碳纤维复合材料从10×10~3～40×10~9Hz频率范围内的电磁屏蔽特性,结合电磁衰减特性曲线对碳纤维复合材料的实际应用提出了建议。     

中速磁浮列车复合材料车体设计验证

中速磁浮列车采用PMI夹层复合材料轻量化车体,文章介绍了车体的结构和材料性能特点,通过计算机仿真分析了车体结构强度、疲劳、模态和屈曲性能,并依据复合材料试验标准进行了材料性能检测.结果 表明,该轻量化车体的结构强度、疲劳性能和稳定性均满足设计要求.