中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司（簡(jiǎn)稱“中車長(zhǎng)客”）日前研制出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首輛全碳纖維復(fù)合材料地鐵車體。

此次全復(fù)合材料車體的成功研發(fā)，不僅實(shí)現(xiàn)車體減重、節(jié)能減排降耗，提高安全性、舒適性和使用壽命等，更探索了碳纖維復(fù)合材料在軌道交通大批量工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的方向和實(shí)施路徑。

中車長(zhǎng)客供圖

《人民日?qǐng)?bào)》報(bào)道稱，本次研制成功的車體輕量化程度極高，充分發(fā)揮碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)越特點(diǎn)，使整車較同類地鐵金屬車體減重約35%，可提高車體的運(yùn)載能力、降低能源消耗、降低全壽命周期成本并能減少對(duì)線路的損害。

據(jù)新華社報(bào)道，該車體采用薄壁筒形整體承載結(jié)構(gòu)，車體長(zhǎng)度為19000mm，車體寬度為2800mm ，車體頂面距軌面高度為3478mm。全復(fù)合材料地鐵車體最大限度地實(shí)現(xiàn)部件整合、零件整合，通過模具一體成型。車體各模塊之間采用機(jī)械連接，消除了傳統(tǒng)金屬車體因焊接變形導(dǎo)致的尺寸偏差和形位偏差，提高了車體尺寸精度和外觀質(zhì)量。

同時(shí)，該車體進(jìn)行了10余種材料性能測(cè)試，6000多個(gè)元件、典型件、組合件、全尺寸試驗(yàn)件等積木式設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化論證，解決了復(fù)合材料應(yīng)用于軌道車輛承載結(jié)構(gòu)面臨的難點(diǎn)，車體最終性能優(yōu)異，滿足在極限惡劣工況和環(huán)境下的使用要求。

此外，由于復(fù)合材料優(yōu)異的抗疲勞、耐酸堿腐蝕性和耐紫外老化性能，同時(shí)車體采用了先進(jìn)的“靜力覆蓋疲勞”和“損傷無擴(kuò)展”的設(shè)計(jì)理念，使車體結(jié)構(gòu)具有不低于30年的使用壽命，相比金屬車體，大大減少對(duì)疲勞裂紋與腐蝕退化的檢測(cè)和修理成本，使車體結(jié)構(gòu)具有更高的安全性、可靠性和維修經(jīng)濟(jì)性。

另據(jù)東北權(quán)威性綜合報(bào)紙《東亞經(jīng)貿(mào)新聞》報(bào)道，車體使用的復(fù)合材料隔熱性能很強(qiáng)，能夠與防寒材相媲美，用全復(fù)合材料車體裝配的車輛，其隔熱性能是用金屬車體裝配車輛的1.5倍以上，能夠保證車體內(nèi)部始終保持舒適的溫度；復(fù)合材料車體的隔聲性能和減振性能同樣優(yōu)于金屬車體，僅車體本身就達(dá)到車輛隔聲要求的70%以上，車體振動(dòng)的固有頻率較同類金屬車體提高18%以上,能夠有效防止車身和轉(zhuǎn)向架之間的共振，大大降低列車運(yùn)行過程中產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲和振動(dòng)，有效提高乘坐的舒適性。

中車長(zhǎng)客供圖

據(jù)了解，此次車體研制結(jié)合國際航空領(lǐng)域在碳纖維的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造性地探索碳纖維在軌道交通行業(yè)應(yīng)用的材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、工藝指南等，為國內(nèi)建立完整的軌道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。

新華社報(bào)道稱，碳纖維是戰(zhàn)略新興材料，國內(nèi)外都在積極探索將其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，但在軌道交通行業(yè)的研究主要應(yīng)用在非主承力的小部件試制上。此次中車長(zhǎng)客的全碳纖維復(fù)合材料車體突破了“小部件試制”，完全獨(dú)立自主完成研發(fā)和試驗(yàn)，具有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在該領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位。

它的研制成功驗(yàn)證了碳纖維復(fù)合材料在軌道交通承載結(jié)構(gòu)上應(yīng)用的可行性，推動(dòng)了碳纖維復(fù)合材料在軌道交通承載結(jié)構(gòu)上大批量工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，促進(jìn)了碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。