纖維材料混合的目的是什麼

2021-03-19 18:20:01 字數 1363 閱讀 5273

1樓:匿名使用者

(1)纖維增強複合與傳統金屬及輕合金材料相比在車輛輕量化具備明顯的優勢,具有質輕效能高的優點,大部分複合材料的比強度和比模量比大部分軌道交通用輕合金材料高出約1.5倍,同時其密度大約是輕合金的0.5倍,因此從這個意義上講,複合材料在替代輕合金上具有較大的潛力和優勢。

(2) 可設計性強度,纖維增強複合材料顯著特點是高比強度和高比剛度,,效能可以在一個很寬的範圍內變化,可以通過使用不同的纖維材料、纖維含量和鋪陳方向及樹脂基體設計出各種強度指標、彈性模量以及阻燃效能要求的產品,同時纖維增強複合材料的成型工藝適合於不同的結構和形狀的產品,在保證複雜部件成型的同時,效能保持不變,形狀可靈活設計。   (3) 高的安全性及疲勞性,軌道交通用複合材料一個明顯的特點是具備良好的可控的安全性及疲勞性,由於列車在高速運轉過程中疲勞週期較短,迴圈次數較多,容易造成承載部件疲勞損壞,良好的可控及**疲勞效能對列車的行駛安全具有重要的意義。目前常用的軌道交通金屬材料,為了防止疲勞及**疲勞裂紋的產生投入了大量的探傷及預防措施,來防止金屬材料達到疲勞極限或者疲勞裂紋失穩擴充套件,造成零件失效。

與金屬材料相比,纖維增強複合材料由於纖維的力傳導性,在疲勞缺口產生時,部分應力可以通過纖維傳遞到低維介面,減輕對缺口的衝擊,缺口敏感度降低,即使出現缺口,複合材料也不立即失效,具備良好的疲勞效能同時可以實現提前監測。

(4) 高的耐腐蝕性,纖維增強複合材料可以在各種酸鹼及潮溼環境中長期使用,這與目前軌道交通用金屬材料相比具有明顯的優勢。為防止軌道交通金屬材料的在各種酸鹼環境中由於腐蝕失效,投入了大量的人力與物力進行防腐蝕措施,同時由於各種腐蝕縮短了部件的服役週期,提高了列車的運營成本。由於中國國土面積幅員遼闊,高速動車組運營環境多樣化,作為車底及轉向架等走行部配件承受著不同的環境侵擾,因此利用複合材料對其替代,不僅實現了車輛走行部件輕量化,還將部件壽命的延長。

(5) 低成本促進複合材料在軌道交通的應用,隨著各種纖維製造技術的進步及成熟,各種纖維成本逐步降低,為各種航空用複合材料在軌道交通的應用實現了可能。同時,各種纖維增強複合材料成型技術的成熟及新工藝的應用,為大規模模組化生產複合材料提供了基礎,大量模組化設計的纖維增強複合材料在軌道交通的應用,延長了整體車輛的使用成本壽命。 ‍

(6)纖維增強複合材料良好的隔震阻尼效能,由於高速動車組輕量化的發展,隨之而來的軌道交通工具的寬頻振動及噪聲越來越嚴重,振動過大時不僅影響乘車的舒適性,嚴重時將直接導致零部件的失效,造成行車事故。考慮到金屬材料的低阻尼性及降噪設計的複雜性,大量組合設計的纖維增強複合材料應用在車體夾層、車體底部、發動機等部位來降低車體的振動及噪音。‍由於作為阻尼的複合材料單獨使用時承載能力較弱,通常與金屬承載件復合在一起使用,在利用金屬件承載的同時,充分發揮纖維增強複合材料多維阻尼的效能。

為了消除不同頻段的振動噪音,通過多種纖維及樹脂基體複合使用,來充分發揮複合材料的協調效應來吸收和減輕列車振動噪音。

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