我國自主研制的鋁基復合材料雙層動(dòng)車(chē)組出口歐洲
近日,我國首列出口歐洲的鋁基復合材料雙層動(dòng)車(chē)組在中車(chē)株機公司下線(xiàn),該列車(chē)組由中國自主研制,是可完全滿(mǎn)足歐盟鐵路系統互聯(lián)互通技術(shù)規范的雙層動(dòng)車(chē)組,最大運營(yíng)速度200km/h,具有載客量大、編組靈活、安全可靠、智能調控、乘坐舒適、噪聲低小等特點(diǎn),將在奧地利、德國、匈牙利、瑞士和捷克等國的鐵路上運行。
據了解,2019年12月,中車(chē)株機公司與奧地利一家公司簽訂供應鐵路雙層客運動(dòng)車(chē)組合同,隨后,中車(chē)株機公司立即組織人員開(kāi)展設計研發(fā)、制造、調試工作,僅用時(shí)18個(gè)月,首列鋁基復合材料雙層動(dòng)車(chē)組就成功下線(xiàn),項目周期比國際同類(lèi)型產(chǎn)品縮短了一半以上,彰顯了中國人的創(chuàng )造能力。
這次下線(xiàn)列車(chē)的基本編組形式為2動(dòng)4拖6節,坐席載客571人,最多載客1280人,比單層車(chē)的運量提高30%~35%,對緩解歐洲線(xiàn)路運力的緊張局面有較大作用。同時(shí),該車(chē)組大量采用了鋁基復合材料,使其雙層整車(chē)質(zhì)量比單層整車(chē)質(zhì)量?jì)H增加了約10%,電耗僅提高了約12%,溫室氣體排放也僅上升了約12%。
制造雙層動(dòng)車(chē)組車(chē)體用的鋁基復合材料分別由占75%的6XXX系鋁合金為基體,以及碳纖維、玻碳纖維為增強體而組成。由于碳纖維的加入,使該材料具有了許多優(yōu)秀性能,例如,碳纖維的密度只有1.85g/cm3,可使鋁基復合材料的密度大幅下降;同時(shí)碳纖維有高達7000MPa的抗拉強度,使鋁基復合材料的抗拉強度大幅提升。因此,質(zhì)量輕、剛性好、強度高的鋁基復合材料是當下制造高鐵車(chē)輛車(chē)體和雙層動(dòng)車(chē)車(chē)體最理想的材料之一。
此外,碳纖維和玻碳纖維增強的鋁合金基復合材料還有如下優(yōu)點(diǎn):熱脹系數小、尺寸穩定性好。加入相當量的增強纖維不僅大幅度提高材料的強度和模量,也使復合材料的熱脹系數明顯下降。良好的高溫性能。復合材料在500℃仍具有600MPa的高溫強度,而6063合金在300℃強度已降到100MPa以下。良好的疲勞性能和斷裂韌性。纖維與鋁合金基體有很好的界面結合狀態(tài),既可以有效地傳遞載荷,又能阻止裂紋擴展,提高材料的斷裂韌性,碳纖維/鋁合金復合材料的疲勞強度與抗拉強度比可達約0.7。