[材料科学]汇报材料轨道交通2012.ppt

整体结构复合材料的优势 1）三维一体设计，整体一次成型 2）优异的整体力学性能 3）多结构交叉组合 4）精确仿形设计 5）复合、加工便捷 6）低成本制造优势 典型结构产品 构 件 类 型 主要成型工艺 1、RTM工艺 2、真空导流工艺 3、热压罐工艺 4、浸胶与喷射工艺 军用领域应用情况 1、热防护系统 再入飞行器、高超声速飞行器的头锥、翼前缘、迎风面、 背风面或发动机热端等部位。 2、透波系统 各类天线罩、雷达罩等。 3、结构-功能、智能化系统 隔热瓦、刹车盘、智能机翼蒙皮、无人飞机等。 战略导弹 轨道交通领域 1、高速列车车头 国外从抗冲击、整体结构与强度、轻量化及成型工艺需求，采用整体编织工艺一体编织与成型高速列车车头。 2、刹车磨耗系统 耐高温、抗分层、高强度、耐疲劳、结构/功能一体化设计理念。 纤维树脂基点阵复合材料 连续碳纤维网架穿插，三维编织，有效避免分层问题 该结构节点由纤维交叉而成，加以树脂基固化 超轻——点阵材料 制备问题 均匀分散 定向排列的控制 高体积含量和高速率制造 低成本 超强——纳米复合材料 结构设计与表征 轻质、多功能先进复合材料 用量将不断增长 现状 基础研究：原材料、复合技术、 材料/结构/功能一体化 研发 设计、评价、试验、 能力、成本、新工艺 应用 机遇与挑战 高新工程、基础设施建设 力学性能 平拉实验 平压实验 侧拉实验 四点弯曲 三点弯曲 双面剪切 侧压实验 低速冲击 综合性能测试、评价 中空复合材料基材测试 PU发泡对比试验 铝蜂窝对比测试 中空复合材料 铝蜂窝材料 纸蜂窝材料 冲击损伤形式比较 测试项目 指标 （标准） 中空复合材料 铝蜂窝 NOMEX蜂窝 PU 复合板 高度 mm 2-40 4-40 4-30 1-100 最大宽度 m 1.8 1.22 1.22 1.22 平拉强度 MPa (GB/T1452-2005) 4.8-6.0 1.6-2.8 0.9-2.7 0.4-1.3 平压强度 MPa(ASTM365) 1.4-10.2 1.5-6.2 0.4-2.0 0.2-1.2 双层剪切强度 MPa(ASTM273) 0.7-3.6 0.3-1.6 0.2-1.0 0.2-0.5 低速冲击（12mm） J(SACMA) 15 12 9 10 四点弯曲 MPa(ASTM393) 34-115 60-165 37-94 21-62 其它性能研究 1、隔音性能： 传递函数法： 15mm中空复合材料（PU发泡对比） 1）隔音性能平均提高25%以上， 2）隔声量波动较小，隔音效果稳定。 国际标准（ISO140-3:1995,ISO717-1:1996） 40mm中空复合材料（PU）发泡 1）计权隔音量38dB， 2）高铁门隔音最高欧标（35dB)。 （DIN5510、BS6853、ASTM D2683） 导热系数 0.01—0.045W/(M.K) 2、阻燃性能： 3、保温性能： 二、应 用 情 况 大幅度减重 易于成型 结构/功能一体化设计 低成本、核心技术 (40％－500％) 增加有效载荷 提升速度 安全、可靠 整体结构、贴膜、效率高、成本低 承力/隔音隔热、阻燃、耐老化 替代进口、优化设计、维护成本低 复合材料化 轨道交通领域 1、高铁内饰材料 2、高铁受电工导流罩 3、高铁车门 4、高铁地板 酚 醛 体 系 动 车 窗 下 墙 板 现场制作 实物图片 动 车 窗 下 墙 板 实 物 图 380公里高铁导流罩的设计与开发 导流罩模具 导流罩制品 高铁导流罩有限元设计 受电弓导流罩 导流罩冲击试验现场图 导流罩静力试验现场图 1、降低噪音（计权隔音量35dB ）； 2、减轻重量（3倍）； 3、抗风压与隧道压力波（40000Pa） 4、阻燃、电性能优异（DIN5510）； 5、低成本、整体结构不破坏优势； 6、高铁车厢外部大型异形承载复合材料。 新型整流罩优势 更高速级车风阻制动罩开发 高 速 列 车 车 门 中空夹芯车门优势 轻量化——轻上加轻 高性能化——强上加强 多功能化——功上加功 超轻材料与结构 比强度、比模量 阻燃、隔音、隔热 正在研发产品 1、内饰体系 2、新型导流罩 3 、设备舱底板 Page* 中顶板开发 地板系统 表层装饰板