高速铁路动车组二等座座椅的防火标准对比分析及优化座椅的防火性能测试

针对高速铁路动车组二等座座椅中非金属材料的防火测试要求,对比分析了TB/T 3237—2010、DIN 5510-2—2009、BS 6853—1999等相关的常用防火标准与EN 45545-2—2013的异同。基于EN 45545-2—2013对座椅的防火性能进行测试,并提出了优化方案。优化方案不论在非金属材质还是整椅的燃烧性能上都满足EN45545-2—2013对车辆防火最高等级的要求。EN 45545-2—2013对非金属材料的要求更全面,但也存在着不足之处:其在针对座椅非金属材料的防火要求测试与整椅的燃烧测试上并不能完全对应,有待于进一步优化。     

基于EN 45545-2:2020的材料氧指数试验与垂直燃烧试验相关性研究

为了研究EN 45545-2:2020《轨道交通机车车辆防火第2部分：材料和零件的防火性能要求》中防火性能要求R24的测试项氧指数（OI）试验和防火性能要求R26的测试项垂直燃烧试验的关系，选用机车车辆电工产品常用材料聚酰胺（PA）和聚碳酸酯（PC）作为代表，对其进行OI试验和垂直燃烧试验，并分析试验数据。OI试验数据表明，在防火性能要求R26、危害等级HL3条件下的材料垂直燃烧试验结果中，不同型号材料对应的OI值不同，且OI值覆盖范围较宽。运用统计学方法分析防火性能要求R26、危害等级HL3条件下对应的OI数据，结果表明，对于PA材料，防火性能要求R26、危害等级HL3的要求，与防火性能要求R24、危害等级HL2的要求基本相当；对于PC材料，防火性能要求R26、危害等级HL3的要求，相当于防火性能要求R24、危害等级HL3的要求。电工产品使用的聚苯硫醚（PPS）的树脂可同时达到防火性能要求R26或R24、危害等级HL3的要求。因此，对于电工产品使用的这些非金属材料，防火性能要求R26、危害等级HL3的要求，基本等效于防火性能要求R24、危害等级HL2的要求。     

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。     

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...     

地铁动车组蓄电池箱通风与防火设计

基于EN 45545-2:2020 《轨道交通机车车辆防火第2部分：材料和零件的防火性能要求》，结合地铁动车组蓄电池箱的特点，开展蓄电池箱通风与防火安全方案设计。对蓄电池箱进行试验。试验结果表明，蓄电池箱防火性能满足要求，可为后续地铁动车组蓄电池箱防火安全设计提供参考。     

轨道交通车辆座椅防火标准分析及启示

介绍EN 16989:2018 《轨道交通铁路车辆防火成品座椅防火性能试验》标准实施背景。基于成品座椅燃烧试验设备、试验样件、试验过程及其考核指标等,对比分析EN 16989:2018,EN45545-2:2013+A1:2015《轨道交通机车车辆防火第2部分:材料和零件防火性能要求》和CJ/T 416—2012《城市轨道交通车辆防火要求》 3个标准中的成品座椅燃烧试验方法及其差异,为轨道交通车辆座椅防火设计及其试验验证提供技术指导。     

地铁车辆司机室碳纤维复合材料头罩的分步优化设计

以某款地铁车辆司机室头罩结构为研究对象,通过自由尺寸优化、尺寸优化以及铺层顺序优化,结合制造约束和工程经验,对碳纤维内外面板的铺层方向、厚度及顺序进行优化,得到最终设计方案。仿真结果表明,在满足强度、刚度和稳定性要求下,优化得到的复合材料司机室头罩相比优化前质量下降27%,比原玻璃纤维材质头罩质量下降37%,达到了较理想的轻量化效果。     

轨道车辆座椅用泡沫的阻燃测试方法对比分析

对TB/T 3237-2010、DIN 5510-2:2009、EN 45545-2:2013 3款轨道车辆用阻燃标准中乘客座椅阻燃聚氨酯泡沫的测试方法从氧指数、阻燃性、烟密度、毒性等方面分析,阐述其不同点。     

国内外轨道车辆隔断耐火性能标准要求分析

隔断耐火性能是轨道车辆结构耐火性能的重要指标之一.我国目前尚无完善的轨道车辆隔断耐火性能评价标准,因此,针对国外和国内轨道车辆防火标准开展分析.对比EN 45545-3:2013《铁路应用机车车辆防火第3部分:防火隔板阻燃要求》、BS 6853:1999《旅客列车设计和结构防火实施法规》、NFPA 130:2020《固...     

标准地铁车辆用新型制动摩擦副设计与试验研究

结合标准地铁摩擦副安装接口要求和车辆制动参数，通过方案设计、计算校核和试验验证等方式开展新型轻量化制动摩擦副的设计与试验研究，论证新型轻量化制动摩擦副在标准地铁车辆上的适用性和制动匹配性。新型轻量化制动摩擦副中的闸片采用合成材料，制动盘采用铝基复合材料，并利用搅拌摩擦成型技术制备。通过仿真分析对制动盘热容量进行计算校核，同时基于VDI 2230标准对制动盘紧固件安全系数进行计算校核，结果显示铝基复合材料制动盘热容量与紧固件连接安全系数均满足相关标准要求。通过对新型制动摩擦副开展相关试验，铝基复合材料制动盘和合成闸片的物理和力学性能均能满足标准地铁规定要求；铝基复合材料制动盘与紧固件连接安全可靠，满足振动冲击试验标准要求。已完成的制动摩擦副全尺寸制动动力台架试验结果显示，摩擦副的平均摩擦因数稳定、闸片磨耗量小、制动盘温升小、制动噪声低，摩擦副具有良好的匹配性。根据校核分析和试验结果，新型制动摩擦副满足标准地铁车辆制动需求，可进行推广使用。     

基于EN 45545-3-2013标准的司机室端墙隔断设计

轨道车辆司机室端墙是保护司机的最后一道屏障,文章以某型动车组司机室后端墙为研究对象,详细介绍了司机室端墙防火隔断的设计和验证方法。经试验验证,利用该方法设计的防火隔断结构满足EN 45545-3-2013的要求。     

CFRP/GFRP纤维混杂加固RC梁界面中缺陷的有限元分析

采用非线性有限元分析方法,对碳纤维布和玻璃纤维布(CFRP/GFRP)混杂加固带胶层缺陷的钢筋混凝土梁界面的力学性能进行研究,分析缺陷的位置、大小和数量对加固梁界面应力的影响。通过对比分析带胶层缺陷的加固梁与无胶层缺陷的加固梁应力分布的不同,得出了胶层缺陷对CFRP/GFRP混杂加固的钢筋混凝土梁界面应力的影响。最后给出了界面最大正应力和最大剪应力随缺陷情况不同的变化规律。     

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%。     

轨道车辆地板耐火性能分析研究

轨道交通防火安全承载着广大旅客的生命和财产安全,通常以标准的形式强制实施.对于列车车下火灾及蔓延,地板耐火隔断的设置及其耐火性能极为重要.系统介绍了NFPA 130、EN 45545-3和BS 6853的轨道车辆地板组件耐火要求.以实际项目为例,对符合最严格的NFPA 130要求的地板耐火组件材料及结构进行了试验验证.优化改造后的地板耐火组件的测试结果满足标准要求.     

纤维增强复合材料用于铁路桥限高防护架可行性研究

纤维增强复合材料具有抗拉强度高、质量轻等特点。根据既有铁路桥限高防护架的分类,提出采用玻璃纤维与聚氨酯拉挤成型工艺加工铁路桥限高防护架的方案,基于复合材料实际参数,设计横梁结构。理论分析结果表明:结构破坏荷载可以满足设计要求,结构自重较原钢管或钢管混凝土方案轻,掉落时对车辆驾驶室中人员的威胁降低,可充分发挥纤维增强复合材料的高抗拉性能和轻质化的特点。将纤维增强复合材料作为铁路桥限高防护架的材料具有可行性。     

日本试验复合材料制动盘

钢制制动盘重量大，在长期使用中会产生变形。为此，日本铁道综研所正在研究开发高熔点、非金属材质的制动盘。研究结果表明碳纤维、碳纤维增强复合材料等（C／Sic）满足制造高熔点制动盘的要求，用C／Sic材料制造制动盘的优点是重量轻并具有很好的耐热性。经在制动试验机上试验后确认：①摩擦系数稳定，提高了2倍左右；     

机车车辆有关配件制造的新材料、新技术、新工艺(一)

1碳/碳(C/C)复合材料活塞碳/碳(C/C)复合材料(碳纤维增强碳基复合材料)是一种先进的战略材料,不仅广泛应用于航空航天和军工领域,在铸造以及其他交通装备制造中,也在逐步扩大应用。该材料具有很好的理化性能与力学性能。如:热膨胀系数低(1~5×10-6/℃),约为铝合金的1/10;导热率高(150~180W/m.K);密度小(约为1.8g/cm3),是陶瓷的1/2~1/3;摩擦性能好(摩擦因数为0.2~0.3),且具有自润滑作用;热冲击性能好;高温性能优异(3D C/C复合材料在1700℃及惰性环境下的抗弯性能为571.9MPa)。在温度高于3000℃时,C/C复合材料具有比铝合金更高的强度。…     

高速列车摩擦制动模拟试验研究

根据相似准则在MM 10 0 0型摩擦磨损试验机上进行高速列车摩擦制动模拟试验 ,研究了SiC颗粒增强铝基复合材料和铜基粉末冶金闸片配对时的制动摩擦性能 ,探讨使用铝基复合材料制动盘的可能性。模拟试验结果表明 :铝基复合材料制动盘和铜基粉末冶金闸片配副进行摩擦制动时具有制动温升低 ,摩擦因数稳定和耐磨性好的优点 ,能满足高速列车的制动性能要求     

动车组制动系统箱体类部件轻量化设计方法

针对材料替代轻量化设计中如何确定新结构板材厚度的问题,在推导箱体类部件的板材厚度与固有频率关系的基础上,提出以轻量化设计后铝合金箱体的刚度与原碳钢箱体的刚度相当为目标,通过获取箱体固有频率确定铝合金箱体各部分板材厚度的轻量化设计方法。以某型动车组制动控制箱体为例,提出铝合金制动控制箱体的设计方案,并进行仿真和试验验证。结果表明:使用铝合金箱体时制动控制装置前3阶固有频率分别为66,69和71Hz,与使用碳钢箱体时相当;与碳钢箱体比,铝合金箱体的重量减轻了59%,静强度安全系数从3.5提高到4.2,疲劳强度安全系数从8.3降到1.6,但仍满足标准EN12663-1—2010规定的要求;采用轻量化设计的铝合金箱体满足疲劳强度的要求,实现了轻量化的目标。     

欧洲轨道交通车辆材料防火标准等效性研究

通过试验分析和标准分析,对欧洲各国轨道交通车辆材料防火标准(包括英国BS 6853、法国NF F16-101、德国DIN5510-2及欧盟统一标准EN45545)进行了系统的比较,着重从火蔓延、热释放、烟密度、材料毒性等方面进行了深入的分析,为不同防火标准的等效或等同采用提供了重要的指导。推广应用后可以大幅度降低不同标准相同性能要求的重复性试验,对欧洲防火标准的统型具有重要的指导意义。