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碳纖維復合材料在列車設備艙中的應用

　　世界經濟貿易的繁華跟城鎮化水平的進步推動了軌道交通的發展。碳纖維復合材料經過一系列熱處理轉化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。在尋求速度的同時，對列車的節能性、環保性、舒服性、便利性的請求也在一直晉升。傳統的結構資料顯得也來越力不從心，例如鋁合金車體存在應力腐化、焊接請求高等問題，不銹鋼車體存在焊接變形、局部屈曲的問題。利用碳纖維復合資料取代的話，這些問題能得到很好的解決。

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CFRP在設備艙中的利用，最重要的是其結構的整體化。結構整體化既是一種設計思路也是一種制造思路，為了在工程上實現整體結構，應在產品研發進程中強化資料-設計-制造一體化的思維，分階段引入積木式設計流程，形成高速列車復合資料結構設計方法。在復合資料應用的積木式設計流程中，充分考慮高速列車強度請求高，疲勞強度大、耐碰撞、耐沖擊、耐風沙磨損、耐大溫差、大濕度變更、減振隔音后果高、隔熱性好、電磁輻射機能精良等各種因素。將頂層指標分解到相應零部件。
設備艙中利用CFRP結構件的為彎梁、橫梁、裙板、底板跟端板。碳纖維管采用碳纖維復合材料預浸入苯乙稀基聚脂樹脂經加熱固化拉擠（纏撓）而成。在制過程中，可以通過不同的模具生產出各種型材，如：不同規格的碳纖維圓管，不同規格的方管，不同規格的片材，以及其它型材：在制作過程中也可以包3K進行表面包裝美化等等。碳纖維型材在之前還有一種說法是，碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比，碳纖維的強度等于金屬強度的12陪。彎梁是設備艙的主承載結構件，屬于箱型梁結構，斷面為矩形。采取CFRP預浸料交叉鋪覆設計，用熱袋壓成型工藝制造，得到的樣品成品率較高，制造本錢降落；橫梁是設備艙的主承載結構件，為工字梁結構，選用T300級CFRP，重要組裝方法為膠接跟鉚接，采取真空導入技巧成型；裙板采取弧形蜂窩夾芯結構，外層抗衡礫石沖擊機能請求較高。底板跟裙板類似，同利用模壓工藝。端板則采取帶加強筋的平面結構，內部利用單向布鋪層，進步橫縱向機能。

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當前中國處在軌道交通建設的繁華時代，高速列車經營里程與列車保有量均占世界份額50%以上，加大碳纖維復合資料的利用，對軌道交通發展有重要意思。