复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望

• 作者: 肖守讷 江兰馨 蒋维 何子坤 阳光武 杨冰 朱涛 王明猛
• 来源期刊: 交通运输工程学报
• 关键词: 轨道交通车辆 复合材料 有限元仿真 结构特性 玻璃纤维复合材料 碳纤维复合材料
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 154-176
• 页数: 23页
• 分类号: U270.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.01.007

摘要

围绕玻璃纤维、碳纤维、铝基陶瓷等复合材料在轨道交通车辆中的应用展开了综述;介绍了针对上述复合材料开展的基础与应用研究历程及进展,分析了应用在大型复合材料构件的结构特点;针对头车/司机室、中间车车体、转向架、制动结构、其他结构,系统性地总结整理了复合材料种类、成型工艺、设计方法、优化方法等,全面阐述了复合材料在轨道交通车辆各个部件上的应用情况,并对目前应用存在的问题和未来应用发展方向进行了探讨.研究结果表明:复合材料的主要研究方法以理论研究为基础,在大型结构件中以有限元仿真研究为主,应用多尺度研究方法深入分析复合材料在微观、细观和宏观层面的性能;将复合材料应用到结构中时,在兼具刚度和轻量化的条件下,多采用三明治结构;复合材料之间、复合材料与金属材料的连接结构多采用胶接连接、螺栓连接、胶-螺混合连接等,其中混合连接结构强度大,稳定性高,在工程中应用最为广泛;复合材料已在轨道交通车辆中有一定的应用,纤维复合材料多用于头车/司机室、车体、转向架,而铝基陶瓷复合材料多用于制动结构;在未来应建立适用于轨道交通行业的复合材料相关标准与规范,研发新工艺,采用整体设计模式,扩大复合材料的使用范围,将更多高性能、低成本和轻质化的复合材料应用到轨道交通车辆中.