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【扩大铝应用(66)】我国自主研制的铝基复合材料双层动车组出口欧洲
2021-07-09 06:53:39   来源:中国有色金属报    点击:

作者:王祝堂
 
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2021年6月,我国首列出口欧洲双层动车组在中车株机公司下线。朱吉/摄
 
   近日,我国首列出口欧洲的铝基复合材料双层动车组在中车株机公司下线,该列车组由中国自主研制,是可完全满足欧盟铁路系统互联互通技术规范的双层动车组,最大运营速度200km/h,具有载客量大、编组灵活、安全可靠、智能调控、乘坐舒适、噪声低小等特点,将在奥地利、德国、匈牙利、瑞士和捷克等国的铁路上运行。
 
  据了解,2019年12月,中车株机公司与奥地利一家公司签订供应铁路双层客运动车组合同,随后,中车株机公司立即组织人员开展设计研发、制造、调试工作,仅用时18个月,首列铝基复合材料双层动车组就成功下线,项目周期比国际同类型产品缩短了一半以上,彰显了中国人的创造能力。
 
  这次下线列车的基本编组形式为2动4拖6节,坐席载客571人,最多载客1280人,比单层车的运量提高30%~35%,对缓解欧洲线路运力的紧张局面有较大作用。同时,该车组大量采用了铝基复合材料,使其双层整车质量比单层整车质量仅增加了约10%,电耗仅提高了约12%,温室气体排放也仅上升了约12%。
 
  制造双层动车组车体用的铝基复合材料分别由占75%的6XXX系铝合金为基体,以及碳纤维、玻碳纤维为增强体而组成。由于碳纤维的加入,使该材料具有了许多优秀性能,例如,碳纤维的密度只有1.85g/cm3,可使铝基复合材料的密度大幅下降;同时碳纤维有高达7000MPa的抗拉强度,使铝基复合材料的抗拉强度大幅提升。因此,质量轻、刚性好、强度高的铝基复合材料是当下制造高铁车辆车体和双层动车车体最理想的材料之一。
 
  此外,碳纤维和玻碳纤维增强的铝合金基复合材料还有如下优点:热胀系数小、尺寸稳定性好。加入相当量的增强纤维不仅大幅度提高材料的强度和模量,也使复合材料的热胀系数明显下降。良好的高温性能。复合材料在500℃仍具有600MPa的高温强度,而6063合金在300℃强度已降到100MPa以下。良好的疲劳性能和断裂韧性。纤维与铝合金基体有很好的界面结合状态,既可以有效地传递载荷,又能阻止裂纹扩展,提高材料的断裂韧性,碳纤维/铝合金复合材料的疲劳强度与抗拉强度比可达约0.7。
 
 
 
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