复合材料在国外轨道交通中的应用开发实例
在国外，复合材料已在轨道交通中广泛应用 随着轨道车辆综合性能的提高，其使用材料也逐渐发生了变化。法国国营铁路公司(SNCF)对于未来的TGV高速列车，考虑到迫切需要进一步减轻车体质量，认为只能采用复合材料的双层TGV挂车，并进行线路运行试验，对其耐火性、抗冲击强度等进行运行测试。在此前他们对称作为Tl的辆样车上进行了次计算模型考核试验，证实了复合材料车体的制造工艺是有效的，同时也证实了复合材料车体在振动性能、透声性能和绝热性能方面的优点，提高了车体的舒适性。他们得出了复合材料终将取代销合金的结论。
树脂基复合材料在高速轨道交通领域应用也逐步从车体内部装饰、车内设备等非结构零件材料向车体等结构件延伸和扩大。
(1)车厢内饰件
日本新干线的高速客车中，采用GFRP (玻璃钢)制作车窗内饰、洗漱间、厕所、小便池、水箱、集便箱、车前头盖板：双层客车两端顶、兼作空调风道的天花板，餐车空调盖板的天花板等部位亦被采用。为了减少受电弓周围的空气动力噪声，而在车顶上安装的受电弓罩亦采用GFRP制造。
(2)车头前端部
玻璃纤维增强聚酯的一个典型应用是制造机车流线型外壳的前部，如“欧洲之星”的车头前端部。借助计算机辅助设计，可以得到非常精确的形状。
意火利ETR500高速列车的车头前突部分采用的是芳纶增强环氧树脂的FRP，用这种材料模型成型的符合空气动力学线型要求的车头，具有优异的抗冲击能力，当列车以300 km／h速度行驶时有很好的尺寸稳定性。
(3)车体结构
车辆车体结构的质量在整车中所占的比例较大，通常在l5％～30％ 左右。因此，提高车辆速度要解决车辆轻量化，就必须优先考虑车体结构的轻量化。过去人们习惯把铝合金作为车体轻化的选材料，由于车辆轻量化的要求越来越高，于是人们把目光注视到复合材料上来。
法国圈营铁路公司(SNCF)认为对于未来的TGV高速列车(见图3)，考虑到迫切需要进一步减轻车体质量，只能采用复合材料的双层TGV挂车，并进行线路运行试验，对其耐火性、扰冲击强度等进行运行测试。证实了复合材料车体的制造工艺是有效的，它比铝制或钢制车体的强度大，用碳纤维复材预计可比铝制车的质量减少25％ ；同时也证实了复合材料车体在振动性能、透声性能和绝热性能方面的优点，提高了车体的舒适性。
在客车生产中有成效的Schindler Waggon公司，应用玻纤或碳纤维缠绕制成轻型的承载结构车体。l995年次装于SIG活动侧倾式转向架上的3辆试验车体在瑞士联邦铁路线上进行运行试验，运行速度达到l40 km／h，结果令人满意。车体结构具有质量轻、舒适度好、安全性高、成本低等优良特性，可以取代铝合金结构进行实用化生产。
日本的制造工艺是采用拉挤的方法制造CFRP(碳纤维复合材料)曲面外板，再用铆钉将面板铆接在铝构架上。实验表明，通过优化设计，可以制出满足需求的车体，并且在刚性方面
也得到了与铝车体结构相当的结果。
(4)转向架
转向架是支承车体的重要部件，转向架的构架是特别重要的高强度部件，关系到整个车辆的安全性。转向架必须满足安全、运行舒适度以及耐磨损、易检修等要求。从不断改善环境方面考虑，它们还要符合低能源消耗、减少质量和提高声学性能的要求。
德国Dainler Benz集团的两家企业AEG和MBB与德国联邦铁路(DB)紧密合作，开发了上个纤维复合材料的转向架构架。复合材料转向架通过了静态模拟实验、耐久试验、运
行试验以及“商业检验”，在运营了100多万km后检测未发现任何损坏、磨损或撕裂。
复合材料转向架与标准的转向架相比，质量大大减轻，零件数减少，运行性能提高(主要指舒适度和受力程度)，减少声扩散和降低检修成本。
(5)复合材料车轴、车轮
德国在研究采用复合材料制造轮心。可减重2％以上，并具有降噪以及缓和车轮与钢轨问冲击的效果。
(6)复合材料轨枕
Conrail铁路公司已有试验性的应用。主要在大曲率或重载线等特殊情况下使用。
更多信息请关注复合材料信息网http://www.cnfrp.com
树脂基复合材料在高速轨道交通领域应用也逐步从车体内部装饰、车内设备等非结构零件材料向车体等结构件延伸和扩大。
(1)车厢内饰件
日本新干线的高速客车中，采用GFRP (玻璃钢)制作车窗内饰、洗漱间、厕所、小便池、水箱、集便箱、车前头盖板：双层客车两端顶、兼作空调风道的天花板，餐车空调盖板的天花板等部位亦被采用。为了减少受电弓周围的空气动力噪声，而在车顶上安装的受电弓罩亦采用GFRP制造。
(2)车头前端部
玻璃纤维增强聚酯的一个典型应用是制造机车流线型外壳的前部，如“欧洲之星”的车头前端部。借助计算机辅助设计，可以得到非常精确的形状。
意火利ETR500高速列车的车头前突部分采用的是芳纶增强环氧树脂的FRP，用这种材料模型成型的符合空气动力学线型要求的车头，具有优异的抗冲击能力，当列车以300 km／h速度行驶时有很好的尺寸稳定性。
(3)车体结构
车辆车体结构的质量在整车中所占的比例较大，通常在l5％～30％ 左右。因此，提高车辆速度要解决车辆轻量化，就必须优先考虑车体结构的轻量化。过去人们习惯把铝合金作为车体轻化的选材料，由于车辆轻量化的要求越来越高，于是人们把目光注视到复合材料上来。
法国圈营铁路公司(SNCF)认为对于未来的TGV高速列车(见图3)，考虑到迫切需要进一步减轻车体质量，只能采用复合材料的双层TGV挂车，并进行线路运行试验，对其耐火性、扰冲击强度等进行运行测试。证实了复合材料车体的制造工艺是有效的，它比铝制或钢制车体的强度大，用碳纤维复材预计可比铝制车的质量减少25％ ；同时也证实了复合材料车体在振动性能、透声性能和绝热性能方面的优点，提高了车体的舒适性。
在客车生产中有成效的Schindler Waggon公司，应用玻纤或碳纤维缠绕制成轻型的承载结构车体。l995年次装于SIG活动侧倾式转向架上的3辆试验车体在瑞士联邦铁路线上进行运行试验，运行速度达到l40 km／h，结果令人满意。车体结构具有质量轻、舒适度好、安全性高、成本低等优良特性，可以取代铝合金结构进行实用化生产。
日本的制造工艺是采用拉挤的方法制造CFRP(碳纤维复合材料)曲面外板，再用铆钉将面板铆接在铝构架上。实验表明，通过优化设计，可以制出满足需求的车体，并且在刚性方面
也得到了与铝车体结构相当的结果。
(4)转向架
转向架是支承车体的重要部件，转向架的构架是特别重要的高强度部件，关系到整个车辆的安全性。转向架必须满足安全、运行舒适度以及耐磨损、易检修等要求。从不断改善环境方面考虑，它们还要符合低能源消耗、减少质量和提高声学性能的要求。
德国Dainler Benz集团的两家企业AEG和MBB与德国联邦铁路(DB)紧密合作，开发了上个纤维复合材料的转向架构架。复合材料转向架通过了静态模拟实验、耐久试验、运
行试验以及“商业检验”，在运营了100多万km后检测未发现任何损坏、磨损或撕裂。
复合材料转向架与标准的转向架相比，质量大大减轻，零件数减少，运行性能提高(主要指舒适度和受力程度)，减少声扩散和降低检修成本。
(5)复合材料车轴、车轮
德国在研究采用复合材料制造轮心。可减重2％以上，并具有降噪以及缓和车轮与钢轨问冲击的效果。
(6)复合材料轨枕
Conrail铁路公司已有试验性的应用。主要在大曲率或重载线等特殊情况下使用。
更多信息请关注复合材料信息网http://www.cnfrp.com
