Композитные материалы в железнодорожном транспорте

I. Преимущества композитных материалов
Наиболее используемыми волокнистыми композитами в железнодорожном транспорте являются композиты из углеродного волокна, стекловолокна и арамида, и по сравнению с традиционными материалами композиты имеют ряд преимуществ при использовании в железнодорожном транспорте.

1.1 Легкий вес и высокая прочность
По мере увеличения скорости движения рельсовых транспортных средств, требования к легкости рельсовых транспортных средств также становятся все выше и выше.Композитные материалы имеют характеристики легкого веса и высокой прочности, несколько распространенных композитных материалов и механические свойства металлических материалов, таких как показано в таблице 1, углеродного волокна и алюминия, например, плотность углеродного волокна 1,6 г/см³, только для плотности алюминия 57%, но прочность алюминия в 3,6 раза.При условии обеспечения структурной прочности, конструктивные детали из углеволоконных композитов могут значительно снизить вес.

1.2 Хорошая огнестойкость
Поскольку вагоны представляют собой замкнутое пространство, при возникновении пожара пассажиры не могут вовремя спастись, важным показателем является огнестойкость материала.В композитные материалы можно добавлять в молекулярную структуру кремний, бор и другие огнестойкие элементы, а также в матрицу добавлять антипирены для улучшения огнестойкости материала, повышая пожарную безопасность поезда.
1.3 Хорошая усталостная прочность
Обычно усталостная прочность металлических материалов намного меньше их статической прочности, в то время как разница между усталостной и статической прочностью композитных материалов меньше.Металлические материалы в динамической нагрузке под действием зазора легко расширяются, и вскоре образуются трещины; а композитные материалы благодаря своим ламинарным характеристикам, трещинам в материале нелегко распространяться, не будет длительной деформации, что улучшает структуру усталостной прочности.
1.4 Высокое демпфирование
Железнодорожные транспортные средства неизбежно производят вибрацию при движении, по сравнению с металлическими материалами, композитные материалы также имеют высокие характеристики демпфирования, которые могут уменьшить вибрацию, защитить безопасность эксплуатации транспортного средства, уменьшить шум транспортного средства, улучшить комфорт транспортного средства и уменьшить повреждение оборудования.
1.5 Хорошая коррозионная стойкость
При эксплуатации железнодорожного транспорта приходится сталкиваться со сложной внешней средой, коррозия металлических материалов представляет собой техническую трудность.А композитные материалы обладают хорошей коррозионной стойкостью, могут стать хорошим ответом на проблемы коррозии, продлить срок службы железнодорожного транспорта, снизить эксплуатационные расходы.
1.6 Хорошая конструктивность
Композитные материалы имеют характеристики высокого удельного модуля, высокой удельной прочности, и это механическое свойство может быть изменено в широком диапазоне, через матрицу композитного материала, выбор волокна и изменение процесса формирования материала и другие меры для удовлетворения различных требований дизайна.