復(fù)合材料是由基體材料(聚合物材料、金屬、陶瓷)和增強(qiáng)體(纖維、晶須、顆粒)復(fù)合而成的具有優(yōu)異綜合性能的新型材料,是本世紀(jì)中發(fā)展最迅速的新材料之一。我國(guó)軌道交通建設(shè)已進(jìn)入繁榮期,這為復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)大有可為的嶄新空間。用復(fù)合材料做成的構(gòu)件重量輕、強(qiáng)度高、剛性大,對(duì)減輕車廂重量,降低噪聲、振動(dòng),提高安全性、舒適性,減少維修等均有重要作用,已成為理想的高速軌道交通用結(jié)構(gòu)件。除用作軌道交通內(nèi)部設(shè)施和裝飾材料外,其在承重結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
1 復(fù)合材料的性能特點(diǎn)
先進(jìn)復(fù)合材料的相對(duì)質(zhì)量密度在1.5~2.0之間,只有普通碳鋼的1/4~1/5,而機(jī)械強(qiáng)度卻達(dá)到或超過(guò)普通碳鋼的水平。車體是車輛的大型承載構(gòu)件,在質(zhì)量上占有很大比例,為達(dá)到輕量化的要求,除了鋁合金外,先進(jìn)復(fù)合材料已成為車體的首選材料之一。為了增加運(yùn)輸乘客的能力,可使用不同的先進(jìn)復(fù)合材料對(duì)車輛各部件重新設(shè)計(jì),涉及到的材料包括碳纖維、玻璃纖維、環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等,而用蜂窩、泡沫結(jié)構(gòu)則比傳統(tǒng)的鋁結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕30%。而且復(fù)合材料具有高疲勞強(qiáng)度和低缺口敏感度,極大提高了安全性能。
先進(jìn)復(fù)合材料表而富含樹(shù)脂,而樹(shù)脂具有良好的耐腐蝕性能、耐候性能及阻燃、低毒、低發(fā)煙性能。根據(jù)具體的使用環(huán)境狀況,有針對(duì)性地選擇樹(shù)脂來(lái)生產(chǎn)復(fù)合材料,可使樹(shù)脂基復(fù)合材料達(dá)到所要求的耐腐蝕性能、耐候性能及阻燃性能。由于復(fù)合材料的抗疲勞、抗沖擊和耐久性能好,使用復(fù)合材料還可以延長(zhǎng)車輛的壽命(耐老化還意味著減少維修次數(shù))。新的防火材料可以防止火焰擴(kuò)散,消除煙霧,增加安全性。
先進(jìn)復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性很強(qiáng),為適應(yīng)多方面的用途要求提供靈活性。先進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可從選材、結(jié)構(gòu)形式及成型工藝等方而全而考慮,充分發(fā)揮各自材料的優(yōu)點(diǎn),避免它們的缺點(diǎn)。因此,先進(jìn)復(fù)合材料不僅給設(shè)計(jì)人員提供了一種比強(qiáng)度、比模量高的材料,而且還提供了一種在一定程度上可隨意設(shè)計(jì)的材料。同時(shí)可通過(guò)有限元計(jì)算,在減重的同時(shí)達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的,使列車性能更優(yōu)越。列車外形可采用符合空氣動(dòng)力學(xué)的輪廓,降低整車重心,增加車輛穩(wěn)定性;而內(nèi)裝飾可設(shè)計(jì)成更流暢、美觀的外形,增加乘客的舒適感。使用復(fù)合材料可減少甚至消除結(jié)構(gòu)支撐,增加客車空間,便于裝配,減低內(nèi)部噪聲。
多部件一體化是降低成本的有效途徑。在中批量生產(chǎn)的車型中,用先進(jìn)復(fù)合材料取代鋁材可以降低成本40%左右,從產(chǎn)品研制到形成批量生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)周期也大大縮短。復(fù)合材料部件安裝簡(jiǎn)便,可與鋼制品一起進(jìn)行高溫烤漆,熱膨脹系數(shù)近似于鋼材,較容易與鋼材組合使用;且與薄鋼板相比,被物體碰撞后不易留下凹痕。
2 復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用發(fā)展概況及應(yīng)用實(shí)例
在80年代前,復(fù)合材料主要用于航天、航空、先進(jìn)武器系統(tǒng)等軍事領(lǐng)域,隨著軌道車輛綜合性能的提高,復(fù)合材料已在軌道交通中廣泛應(yīng)用。根據(jù)法國(guó)國(guó)營(yíng)鐵路公司(SNCF)的線路運(yùn)行試驗(yàn)和Schin-dlerWaggon公司在瑞士聯(lián)邦鐵路線上進(jìn)行的運(yùn)行試驗(yàn),軌道車輛車體結(jié)構(gòu)可以使用復(fù)合材料,其技術(shù)已達(dá)到實(shí)用化程度。復(fù)合材料車體結(jié)構(gòu)具有重量輕、舒適度好、安全性高、成本低等優(yōu)良特性,可以取代鋁合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)用化生產(chǎn)。在車廂內(nèi)飾件方面,日本新干線的高速客車中,采用GFRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)復(fù)合材料制作車窗內(nèi)飾、洗漱間、廁所、小便池、水箱、集便箱、車前頭蓋板。雙層客車兩端頂、兼作空調(diào)風(fēng)道的大花板,餐車空調(diào)蓋板的天花板等部位亦被采用。為了減少受電弓周圍的空氣動(dòng)力噪聲,而在車頂上安裝的受電弓滑板亦采用GFRP材料制造。我國(guó)藍(lán)箭、中華之星以及和諧號(hào)高速列車的一部分輔助件也采用了復(fù)合材料,如司機(jī)臺(tái)儀表框、車門窗框、車頂罩、蓄電池箱等,目前還只是局限于車內(nèi)裝修裝飾件、座椅和車頭罩等。在軌道交通的站臺(tái)、軌線設(shè)施中還需要大量絕緣、耐腐蝕的復(fù)合材料型材構(gòu)件、制品。本文將從車廂內(nèi)飾件、車輛車體和軌線設(shè)施三部分分別論述國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用。
車廂內(nèi)飾件
目前復(fù)合材料在軌道交通領(lǐng)域用途最廣泛的仍然是內(nèi)飾件,車廂內(nèi)飾件的制造要求是造型復(fù)雜和采用高比剛度的板材,其主要應(yīng)用部位情況如下:
(1)車門、車窗
國(guó)外客車車門主要采用FRP復(fù)合材料制作,我國(guó)目前已有專門的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。這種車門具有重量輕、強(qiáng)度高、使用可靠、制造方便等優(yōu)點(diǎn)。英國(guó)XP64型客車、MKIII型客車均安裝了聚酯FRP復(fù)合材料門。法國(guó)的Mietra客車采用FRP復(fù)合材料夾層模制整體車門。前蘇聯(lián)26m長(zhǎng)的輕型客車車門為三層夾層結(jié)構(gòu),中間填充泡沫塑料,內(nèi)外殼為FRP復(fù)合材料。
法國(guó)制造的歐洲標(biāo)準(zhǔn)客車Y型車的內(nèi)窗框用FRP復(fù)合材料制造。英國(guó)客車車宙裝飾外包層采用阻燃的聚脂樹(shù)脂和E玻璃纖維。日本京浜800型快車上首先使用FRP復(fù)合材料整體成型的內(nèi)框。日本681系電動(dòng)車客室內(nèi)是使用FRP復(fù)合材料最多的車輛,其中就包括內(nèi)窗框。
(2)座椅
國(guó)外FRP復(fù)合材料座椅較為普遍。如英國(guó)XP64型客車、MKIII型客車、法國(guó)“珊瑚號(hào)”、日本部分客車和30系地鐵車、前蘇聯(lián)二等客車等均用FRP復(fù)合材料制造座椅。我國(guó)藍(lán)箭、中華之星和和諧號(hào)高速列車的座椅亦用復(fù)合材料制造。
(3)客車墻板、頂板、地板
國(guó)外客車端板一般采用FRP復(fù)合材料和泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)。如德國(guó)漢堡高速鐵路上的客車端板。捷克、瑞士、荷蘭等國(guó)也用FRP復(fù)合材料做客車內(nèi)墻板。
英國(guó)有的客車上內(nèi)頂板采用白色FRP復(fù)合材料。日本特快電動(dòng)車上的內(nèi)頂采用的是FRP復(fù)合材料大型部件。法國(guó)新型Mistra客車上采用FRP復(fù)合材料頂板。瑞士標(biāo)準(zhǔn)客車、奧地利BM02系列空調(diào)車側(cè)走廊頂板也都采用FRP復(fù)合材料制造。
采用FRP復(fù)合材料制造客車地板因成本高,國(guó)外只有少數(shù)國(guó)家采用。如英國(guó)的XP64型客車采用FRP復(fù)合材料制作地板。我國(guó)目前已有企業(yè)開(kāi)發(fā)出仿大理石玻璃鋼地板用于鐵路客車。
(4)廁所、盥洗間、集便箱
廁所、盥洗間、集便箱是極易腐蝕部件,最適于采用FRP復(fù)合材料制造。國(guó)外客車的廁所、盥洗間地板及集便箱大都采用FRP復(fù)合材料。德國(guó)新研制的客車衛(wèi)生間大量使用FRP復(fù)合材料,其墻板、地板、便器及便器蓋均采用FRP復(fù)合材料。美國(guó)、英國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)使用FRP復(fù)合材料整體衛(wèi)生間。衛(wèi)生間的頂板、墻板、地板均采用FRP復(fù)合材料制造,粘結(jié)連接為一整體。整體衛(wèi)生間能可靠地保護(hù)相連接的金屬構(gòu)件,使之不會(huì)產(chǎn)生腐蝕破壞。集便箱采用FRP復(fù)合材料制造可提高使用壽命。日本新干線車輛的集便箱由FRP復(fù)合材料制造,其結(jié)構(gòu)為在FRP復(fù)合材料制橢圓形外殼周圍,用加熱方法粘接聚氯乙烯泡沫塑料,并在上面再手糊一層FRP復(fù)合材料的夾層結(jié)構(gòu)。
(5)臥鋪、茶桌、行李架
日本12系14型臥車的上鋪和中鋪采用FRP復(fù)合材料制造。581系電動(dòng)車的臥鋪框架也是FRP復(fù)合材料制造。法國(guó)的大西洋TGV-A裝用的可折疊式茶桌采用FRP復(fù)合材料制造,重量只有鋁茶桌的1/2。德國(guó)Apm123型空調(diào)客車和高速運(yùn)輸?shù)目蛙嚰耙?、二等混編列車都是采用FRP復(fù)合材料層壓板制造。
(6)制動(dòng)盤和剎車片
世界各國(guó)對(duì)高速軌道交通列車制動(dòng)盤進(jìn)行了大量的研究工作,其重點(diǎn)主要放在制動(dòng)盤材料的選取上,法、德、日、英等國(guó)在這一領(lǐng)域走在世界前列。上述國(guó)家不僅對(duì)傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)材料進(jìn)行了一系列的材料改進(jìn)和優(yōu)化工作,而且致力于開(kāi)發(fā)新型材料,如顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料,以減輕列車簧下重量,降低牽引功率損耗。德國(guó)鐵路部門投巨資,由KnoorBremse公司研制了高速列車用碳纖維復(fù)合材料盤形制動(dòng)器,日本、法國(guó)開(kāi)發(fā)研制的碳纖維復(fù)合材料剎車片已成功應(yīng)用于新干線和TGV高速列車制動(dòng)。我國(guó)湖南大學(xué)陳振華教授主持完成的高速列車鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤及其閘片項(xiàng)目,通過(guò)了來(lái)自鐵道部等單位的專家組的鑒定,鑒定專家一致認(rèn)為該項(xiàng)目整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,建議盡快裝車試運(yùn)行。
有研究稱,對(duì)于行駛時(shí)速在250~300km/h之間的高速列車,采用價(jià)格適中的陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制作制動(dòng)盤,不僅可以減輕列車自重,而且具有優(yōu)良的制動(dòng)性能,但需要在降低成本、改善性能及結(jié)構(gòu)匹配等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。對(duì)于時(shí)速超過(guò)350km/h以上的超高速列車,應(yīng)采用碳/碳復(fù)合材料制作制動(dòng)盤,復(fù)合材料應(yīng)采用低廉的工藝方法制備,材料表面應(yīng)進(jìn)行致密化處理和抗氧化處理,并應(yīng)對(duì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),以保證材料表而不吸濕,抗氧化,彌補(bǔ)其摩擦系數(shù)波動(dòng)較大等特點(diǎn)。
(7)空調(diào)風(fēng)道及其他部件
德國(guó)城間運(yùn)輸用的新型二等空調(diào)開(kāi)敞式客車都是采朋FRP復(fù)合材料層壓板制成。高速列車是通過(guò)受電弓滑板從路網(wǎng)導(dǎo)線上獲取電能,驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)運(yùn)行來(lái)帶動(dòng)列車行駛,因此滑塊質(zhì)量穩(wěn)定是高速列車正常行駛的前提。目前受電弓滑板較成熟的技術(shù)是采用樹(shù)脂基復(fù)合材料,而具有創(chuàng)造性和新穎性的則是采用石墨基炭-炭復(fù)合材料,在高速列車滑板制造技術(shù)和工藝研究上取得了重大突破,解決了國(guó)際性難題。另外,國(guó)外客車還用FRP復(fù)合材料制造其他的小部件,如法國(guó)國(guó)際聯(lián)運(yùn)用的二等客車毛巾架和垃圾箱、德國(guó)開(kāi)敞式客車的窗簾框及槽等。
車輛車體
復(fù)合材料在軌道交通的一些次結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外已有多年歷史,但在車輛車體結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用,目前國(guó)外有應(yīng)用實(shí)例,而國(guó)內(nèi)只局限于用在車頭蓋。車輛車體結(jié)構(gòu)的重量在整車中所占的比例較大,通常在15%~30%左右。因此,提高車輛速度需要解決車輛輕量化,就必頌優(yōu)先考慮車體結(jié)構(gòu)的輕量化。過(guò)去人們習(xí)慣把鋁合金作為車體輕量化的首選材料,由于車輛輕量化的要求越來(lái)越高,于是人們把目光注視到復(fù)合材料上來(lái)。
(1)轉(zhuǎn)向架
轉(zhuǎn)向架由構(gòu)架、驅(qū)動(dòng)裝置、輪軸、彈簧、制動(dòng)裝置及與車體連接的裝置構(gòu)成。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的主梁一般由6~12mm的鋼板焊接而成,轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量占車輛質(zhì)量的25%?,F(xiàn)在法國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家正在試制鋁合金或FRP制的轉(zhuǎn)向架,除質(zhì)量可以減輕50%以外,CFRP轉(zhuǎn)向架還具有減振效果。然而這種轉(zhuǎn)向架除了成本和制作方法的問(wèn)題外,其可靠性及耐久性等問(wèn)題也尚無(wú)定論,迄今尚未進(jìn)入實(shí)用化階段。
法國(guó)正在研制FRP車輪,輪心為FRP材料,與鋼制輪殼用膠粘劑粘接。這種車輪除能減輕彈簧質(zhì)量20%以外,還有降噪及緩和輪軌沖擊等效果。美國(guó)采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制造心盤墊、車鉤托板磨耗板、緩沖器與鉤尾框間磨耗板。此材料耐磨性比其它塑料高15倍,比鋼制品高4倍。應(yīng)用UHMW PE制造的心盤墊、磨耗板已運(yùn)行了80萬(wàn)公里而未發(fā)生損壞地不需潤(rùn)滑、維護(hù)。此外美國(guó)轉(zhuǎn)向架軸承也采用UHMW PE材料制作,完全能滿足轉(zhuǎn)向架旁承承受高負(fù)荷的要求。美國(guó)鐵路還采用尼龍制造轉(zhuǎn)向架框、制動(dòng)拉桿磨耗套等。軸承保持架采用塑料制造的趨勢(shì)已很明顯,法國(guó)使用纖維增強(qiáng)尼龍制造軸承保持架,比黃銅保持架耐磨、壽命更長(zhǎng)。
(2)車體
瑞士Schindler車輛公司在漢諾威博覽會(huì)上展示了采用纏繞技術(shù)制造的泡沫夾芯三明治結(jié)構(gòu)FRP整體鐵蹄車輛車體。該車體成型使用一臺(tái)專門設(shè)計(jì)的重35t、長(zhǎng)25m的纏繞機(jī)和一個(gè)重16t、直徑3.8m的矩形模芯,電纜管和空調(diào)管在成型時(shí)敷設(shè)在泡沫層中,窗口待脫膜后切出。與鋁制車體相比,這種采用FRP整體纏繞成型的車體可減輕車體20%~25%的重量。另外用鋼或鋁制作車體,在焊接地板、車頂和側(cè)墻時(shí)需大量的手工作業(yè),只有很少的部位可以使用焊接機(jī)器人。用本工藝可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高度自動(dòng)化,構(gòu)件數(shù)量大大減少,使車輛制造減少計(jì)劃、設(shè)計(jì)和后勤費(fèi)用,并縮短生產(chǎn)時(shí)間,車輛車體重量的降低,也降低了機(jī)車能源消耗和輪、軌的磨損。目前該公司對(duì)車體按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn),包括耐火實(shí)驗(yàn)、車體的三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)和整段車體的結(jié)構(gòu)承載能力實(shí)驗(yàn)等,結(jié)果令人滿意。目前該公司計(jì)劃將這種車輛打入歐洲輕軌交通市場(chǎng)。德國(guó)Adtranz公司開(kāi)發(fā)了一種命名為Regio Shuttle的FRP和金屬混合結(jié)構(gòu)的客車車體。該車體采用鋼型材做車身構(gòu)架(采用鋼材是因?yàn)殇摬谋蠕X合金容易焊接)。用酚醛FRP三明治夾芯板做車體板,車體板采用特殊的彈性粘合劑固定在鋼結(jié)構(gòu)框架上。這種新設(shè)計(jì)的車體結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了這兩種材料的長(zhǎng)處。
(3)車頭蓋
英國(guó)的Intercity25是最早采用FRP整體成型的駕駛審端蓋的機(jī)車之一,其芯材料使用聚氨酯泡沫,外蒙皮整體成型,內(nèi)蒙皮分三件拼合,電線和各種導(dǎo)管固定在泡沫芯材中。采用這種方法制造的駕駛室比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)駕駛牽重量輕30%~35%,同時(shí)這種FRP整體成型的駕駛室端蓋具有很好的抗沖擊能力,能承有客觀存在重0.9kg的立方體鋼塊以350m/h的速度沖擊。意大利ETR500高速列車的車頭前突部分采用的是芳綸纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的FRP復(fù)合材料,用這種材料模型成型的符合空氣動(dòng)力學(xué)線型要求的車頭具有優(yōu)異的抗沖擊能力,當(dāng)列車以300m/h速度行駛時(shí)有很好的尺寸穩(wěn)定性。我國(guó)藍(lán)箭機(jī)車的車頭蓋是采州RTM工藝成型的前鼻端,手糊工藝整體成型導(dǎo)流罩;中華之星動(dòng)力車的車頭蓋和導(dǎo)流罩也是復(fù)合材料制成,大白鯊高速電動(dòng)車組采用流線形頭形,車頭蓋用復(fù)合材料制作。這些產(chǎn)品重量輕、強(qiáng)度高,阻燃性好、耐腐蝕、耐溫性好。
軌線設(shè)施
復(fù)合材料在軌道交通領(lǐng)域用于軌線設(shè)施最多的是地鐵軌線中,主要應(yīng)用有電纜支架、疏散平臺(tái)、DC1500V,供電軌的支座及防護(hù)構(gòu)件、復(fù)合軌枕等。
(1)電纜支架、疏散平臺(tái)
英吉利海峽隧道中使用FRP復(fù)合材料電纜槽,總長(zhǎng)度450公里,總重量超過(guò)2200噸。其技術(shù)要求非常嚴(yán)格,要求耐蝕、防火、高強(qiáng)、絕緣,且外形較復(fù)雜,最終選擇了FRP復(fù)合材料拉擠型材,取得了滿意的效果。
地鐵車站隧道的主體結(jié)構(gòu)鋼筋、隧道內(nèi)的金屬管線、構(gòu)件極容易被腐蝕,因此采用復(fù)合材料電纜支架、地鐵護(hù)罩和疏散平臺(tái)基本解決了區(qū)間隧道潮濕環(huán)境的金屬銹蝕問(wèn)題及區(qū)間隧道各種設(shè)備產(chǎn)生的電化腐蝕問(wèn)題,減少了運(yùn)營(yíng)維護(hù)的工作量,大大加強(qiáng)了運(yùn)營(yíng)的安全性。復(fù)合材料疏散平臺(tái)與電纜支架輕質(zhì)高強(qiáng),可現(xiàn)場(chǎng)切割,滿足區(qū)間隧道有限空間的設(shè)備安裝需要,且安裝簡(jiǎn)單方便。復(fù)合材料疏散平臺(tái)滿足區(qū)間隧道防火要求,導(dǎo)熱系數(shù)低、火場(chǎng)環(huán)境溫度下有可滿足乘客安全疏散的機(jī)械強(qiáng)度。利用復(fù)合材料性能的“可設(shè)計(jì)性”使材料達(dá)到最優(yōu)的性能組合,可針對(duì)軌道交通實(shí)際工況和使用方式,要求復(fù)合材料疏散平臺(tái)與電纜支架達(dá)到高強(qiáng)度、高剛度、電絕緣性、防火性、耐腐蝕性、耐老化性、耐疲勞性等,同時(shí)可滿足疏散平臺(tái)而的時(shí)摩擦性。目前國(guó)內(nèi)廣州地鐵對(duì)不受潮濕環(huán)境、雜散電流電化腐蝕等影響的非金屬材料進(jìn)行了研究,并將電纜支架、管線支架與疏散平臺(tái)構(gòu)件組合設(shè)計(jì),形成電纜支架、管線支架與疏散平臺(tái)一體化的組合式復(fù)合材料構(gòu)件,大量應(yīng)用于地鐵三、四號(hào)線中。
(2)供電軌的支座及防護(hù)構(gòu)件
供電軌的支座與防護(hù)裝置需在高電壓條什下工作,材料的絕緣強(qiáng)度是必須保證的指標(biāo),供電方式尚需延伸到地下線路,因此其防火性能也類同于電纜支架。此外,為保證列車的受電靴與供電軌之間具有良好的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系,還需具備機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊能力。在北京地鐵的5號(hào)線支撐防護(hù)系統(tǒng)中也應(yīng)用了大量復(fù)合材料,北京地鐵5號(hào)線為上接觸方式,在地而及高架段采用復(fù)合材料絕緣子支撐,復(fù)合材料絕緣子是用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹(shù)脂膜塑料高溫模壓制成型。為滿足隧道內(nèi)潮濕的使用條件,隧道區(qū)段采用復(fù)合材料的整體絕緣支座,整體絕緣支架采用SMC片狀模塑料(璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯片材)在高溫高壓下使用金屬對(duì)模的模壓成型法壓制成型,玻璃纖維含量一般可達(dá)30%。5號(hào)線全線采用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹(shù)脂復(fù)合材料制成的防護(hù)罩及防護(hù)罩支架。防護(hù)罩支架安裝于接觸軌上,具有相當(dāng)高的承載能力,與整體絕緣支架所采用復(fù)合材料一致,也是采用聚酯片材壓制成型,防護(hù)罩采取連續(xù)拉擠工藝制造。
(3)復(fù)合軌枕
復(fù)合軌枕在國(guó)外鐵路軌道上已開(kāi)始鋪設(shè)應(yīng)用多年。加拿大已批量生產(chǎn)復(fù)合軌枕,日本用合成木材FFU復(fù)合軌枕已鋪設(shè)多年,并應(yīng)用大號(hào)碼高速道岔復(fù)合岔枕,F(xiàn)FU用玻璃長(zhǎng)纖維加強(qiáng)的聚氨酯樹(shù)脂的發(fā)泡體制成,具有高強(qiáng)度,耐久性的特性,F(xiàn)FU軌枕重量輕加工性優(yōu)越,易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整,能維持高精度軌道在車輛高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性,并可替代木材,保護(hù)森林資源。
(4)走道格柵、護(hù)欄格柵
走道格柵護(hù)欄格柵采用復(fù)合材料拉擠型材,具有外形美觀、耐腐蝕、免維修等優(yōu)點(diǎn),雖然價(jià)格略高于普通碳鋼格柵,但低于不銹鋼格柵,是一種常見(jiàn)的復(fù)合材料制品,在國(guó)外應(yīng)用普遍。
3 結(jié) 語(yǔ)
復(fù)合材料在軌道交通上的麻川發(fā)展方向從復(fù)合材料裝飾件到仝復(fù)合材料的高速列車,都展示了巨大的優(yōu)勢(shì)及其在軌道交通領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)除應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)和工藝,為高速軌道車輛研發(fā)、配套車門、整體衛(wèi)生間等車體設(shè)備和裝飾件外,應(yīng)深入研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合材料制造技術(shù)及其批量化產(chǎn)品,促進(jìn)我國(guó)高速軌道交通事業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)正處于軌道交通建設(shè)的繁榮時(shí)期,已經(jīng)成為世界上最大的城市軌道交通市場(chǎng)。對(duì)于復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)而言,這是一個(gè)嶄新的、大有可為的應(yīng)用領(lǐng)域,作為復(fù)合材料行業(yè)的工作者應(yīng)抓住這一契機(jī),提高復(fù)合材料在高速軌道領(lǐng)域的應(yīng)用水平。