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首辆碳纤维复合材料地铁车辆亮相柏林

2018-09-20 10:00 来源:科技日报

  全球首辆碳纤维材料地铁车辆亮相柏林国际轨道交通技术展

  全球首辆全碳纤维结构的轻量化地铁车辆18日在柏林国际轨道交通技术展亮相。这项成果由中车四方股份公司与中德轨道交通技术(德累斯顿)联合研发中心(CG Rail)自主研发,是中国中车股份有限公司“下一代地铁”项目中的重大技术突破,也充分展现了中德合作在轻量化领域的强劲实力。

  相较传统地铁,新一代地铁车辆最大特点是更轻、更节能。据中车四方股份公司副总工程师丁参参介绍,新一代地铁车辆的司机室、车体、设备舱及转向架构架四大核心部件等均使用碳纤维制造,使车辆实现大幅“瘦身”。以车体为例,碳纤维增强复合材料的使用率达到了70%。其重量与传统铝制车体相比,足足减轻了30%。它的问世,将引领地铁车辆驶入更加绿色智能的新时代。

  CG Rail为新车新材料的研发和设计作出了重要贡献。该中心掌握了先进、新型的轻量化制造工艺,通过对拉挤工艺的进一步发展,目前已经具备壁厚达25毫米、大型、多腔碳纤维型材拉挤成型的能力,并且能够在一个部件上高效率地完成多种纤维材料的多轴向排列。CG Rail总经理乌尔布里希特博士称,原则上可以生产长度不受限制的型材,但受工厂场地限制,目前拉挤成型的部件最长达77米。

  创新的工艺也在转向架构架的生产上得到了充分体现。其中纵梁和横梁都采用了碳纤维增强复合材料。极高的自动化水平使得整个制备流程具有可重复性,大大提高了生产效率。与传统钢结构相比,碳纤维转向架构架减重达40%以上,并且能够承受最高负载,可以满足所有行驶动力学的要求。

  碳纤维复合材料使用率高达90%的司机室和设备舱也为轻量化领域树立了新的标杆。和传统金属材料相比,设备舱减重30%,司机室“瘦身”更是达到30%以上。除此之外,工程师们还攻克了诸多技术难题,比如,通过集成优化,在保证各功能完备的前提下,减少了零部件的数量和种类。目前CG Rail已申请了16项专利。

(责任编辑:王蔚)

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