Materiais compostos para trilhos

A aplicação de materiais compostos de fibra no transporte ferroviário é cada vez mais difundida, principalmente os materiais compostos de fibra de carbono, fibra de vidro e aramida. Esses materiais oferecem várias vantagens significativas sobre os metais tradicionais:

1. Alta resistência leve: os materiais compostos têm baixa densidade e alta resistência. Por exemplo, a densidade da fibra de carbono é de apenas 57% a do alumínio, mas sua força é 3,6 vezes a do alumínio, reduzindo significativamente o peso dos componentes estruturais do veículo.

2. Boa retardação de chama: os materiais compostos podem aumentar a resistência ao fogo, ajustando as estruturas moleculares ou adicionando retardadores de chama, melhorando assim a segurança contra incêndio do trem.

3. Excelente resistência à fadiga: a força da fadiga dos materiais compósitos é comparável à sua força estática, sendo a propagação de trincas mínimas, aumentando a resistência à fadiga estrutural.

4. Alto amortecimento: os materiais compostos reduzem efetivamente as vibrações, garantindo a segurança operacional, reduzindo o ruído e aumentando o conforto.

5. Resistência superior à corrosão: Os materiais compósitos exibem forte resistência à corrosão em ambientes severos, prolongando a vida útil do veículo e reduzindo os custos de manutenção.

6. Excelente flexibilidade do projeto: Ao selecionar diferentes matrizes e fibras, além de ajustar os processos de moldagem, os materiais compostos podem atender aos diversos requisitos de projeto.

Na estrutura corporal dos veículos ferroviários, a aplicação de materiais compósitos pode reduzir a massa geral do veículo em aproximadamente 10%. Por exemplo, reboques TGV de dois andares na França e trens articulados de alta velocidade, como o TTX na Coréia do Sul, utilizam corpos de materiais compostos, reduzindo significativamente o peso e aumentando o conforto do passageiro.

Como um componente crítico dos veículos, o uso defibra de carbonoOs materiais compostos em bogies podem reduzir o peso em 40%, como visto nos bogies "Efwing" do Japão. Nos sistemas de frenagem, os discos de freio de material composto atendem às demandas leves e de alto desempenho dos trens de alta velocidade.

Além disso, estruturas como racks de bagagem e compartimentos de equipamentos também incorporam materiais compostos, como oAramidEstrutura de sanduíche de favo de mel no CRH5 Harmony Emus da China. Essa estrutura, leve e com alta resistência, oferece resistência específica superior, tornando -a dez vezes mais forte que o aço sólido com um peso equivalente. Essas aplicações enfatizam o papel crucial dos materiais compósitos no transporte ferroviário moderno, não apenas reduzindo o peso do veículo, mas também aumentando o desempenho geral do veículo e o conforto dos passageiros.