世界首輛全碳纖維復合材料地鐵車體,近日在中車長春軌道客車股份有限公司研制成功,標志著我國軌道交通裝備制造技術再獲重大突破,并首開國際同業先河,驗證了碳纖維復合材料在軌道交通承載結構上應用的可行性。據介紹,相較于此前的金屬車體,該全復合材料車體更輕、更節能,并且舒適性、安全性和使用壽命均大大提高。
由于碳纖維復合材料更輕,用其制成的地鐵車體輕量化程度高,整車較同類金屬車體減重約35%,從而對提高車輛運載能力、降低能源消耗、減少線路損害等具有重大意義。中車長客發揮復合材料抗疲勞、耐酸堿腐蝕性、耐紫外老化性能優異的特點,采用先進的“靜力覆蓋疲勞”和“損傷無擴展”設計理念,使車體結構具有不低于30年的使用壽命,相比金屬車體,可大幅減少檢修成本,提高車輛的安全性、可靠性和維修經濟性。
此外,車體所用復合材料的隔熱效果,可與防寒材料相媲美,其隔熱性能是用金屬車體裝配車輛的1.5倍以上。而且,復合材料車體的隔聲性能和減振性能同樣優于金屬車體,僅車體本身就達到車輛隔聲要求的70%以上,車體振動的固有頻率較同類金屬車體提高18%以上,能有效防止車身和轉向架之間的共振,大大降低列車運行過程中產生的內部噪聲和振動,提高乘坐舒適性。
研發期間,中車長客創造性地探索了碳纖維在軌道交通行業應用的材料標準、設計準則、工藝指南、質檢標準、試驗判定和維護策略等,為國內建立完整的軌道行業標準打下了基礎。此次全碳纖維復合材料車體的研發和試驗,由中車長客獨立完成,具有完全自主知識產權。