Композиційні матеріали у залізничній галузі

Понад шістдесят років компанія TRB використовує легкі композиційні матеріали, щоб запропонувати інноваційні рішення. Легкі композитні сендвіч-панелі та перегородки з алюмінієвого стільника TRB були частиною рекордного автомобіля Bluebird World Land Speed, керованого Дональдом Кемпбеллом у 1964 році. Легкий композитний сендвіч-панель з алюмінієвого стільника TRB був використаний для побудови шасі з монококом для автомобіля-переможця Lotus Formula 1.

композиційні

Лондонські підземні поїзди окружної лінії запустили перші виробничі поїзди, оснащені легкими алюмінієвими композитними дверима із соти, у Великобританії в 1978 році. Команда Антарктичний сонячний автомобіль - це останній приклад, виготовлений майже з легких композитних панелей.

Потреба у зменшенні ваги залізничних транспортних засобів

Зростаючі вимоги до пасажирів, включаючи універсальні туалети, баки CET, електророзетки, кондиціонер, більше столів, механізми нахилу, вдосконалені конструкції аварій та зони зім'ятості, а також зміни правил сидіння, роблять поїзди важчими. Наприклад, порівняно з вагоном рухомого складу Mk 3 1970 року, поїзд Bombardier Voyager 2000 року був важчим на 40%. Вага поїзда не може продовжувати збільшуватися. Корпус кузова, зовнішні двері, візки, HVAC, зчіпні пристрої, кабіна водія, внутрішні накладки, міжкімнатні двері та салон пасажира, включаючи сидіння, є ключовими напрямками для зменшення ваги за допомогою композитів (Рисунок 1).

Фігура 1. Корпус кузова, HVAC, зовнішні двері, візки, зчіпки, міжкімнатні двері, кабіна водія, внутрішні накладки та салон пасажирів, включаючи сидіння, є основними напрямками зменшення ваги за допомогою композитів.

Сучасні успіхи в економії ваги в залізничних транспортних засобах

Маса нової платформи AVENTRA від Bombardier для заміни Electrostar становить 30-35 тонн, що на 17% - 28% менше порівняно з попередніми конструкціями на 42 тонни. Крім того, нова платформа споживає на 50% менше електроенергії, ніж еквівалент класу 319, і сприяє скороченню часу в дорозі. Вага останньої платформи Desiro City від Siemens на 25% менше, ніж у середньому існуючий флот Великобританії, і споживає на 50% менше енергії за допомогою регенеративного розриву, енергоефективного освітлення та багато іншого.

Інший приклад - приміський поїзд нового покоління для Великобританії, Alstom X'Trapolis, який стверджує, що має вагу на 28% менше, ніж середній британський флот, і на 50% менше споживання енергії завдяки використанню легких композитів та регенеративних гальмівних систем, а також розумно використовуючи енергію.

Варіанти подальшої економічної економії ваги в залізничних транспортних засобах

Композитні сидіння, композитні двері з волокнистими композитами, спинки стійок, стельові панелі, фасади та торці кузова, бокові панелі кузова та підлоги з підвищеною функціональністю, включаючи покриття підлоги, опалення, теплову/звукоізоляцію та простіші варіанти прибирання - інші областях для подальшого економічного зниження ваги залізничних транспортних засобів.

Альтернативні легкі композиційні матеріали, що відповідають вимогам залізничної галузі

Альтернативні легкі композиційні матеріали для вирішення вимог залізничної галузі в найближчі роки включають фенольний SMC (суміші для лиття під тиском), модифікований попередній збірник з епоксидного скла, який відповідає найновішим стандартам пожежі EN 45545, попередньо виготовлені вуглецеві/фенольні склади, вогнезахисну піну сердечники та новітні термопластичні матеріали з хорошими властивостями FST. У порівнянні з монолітними композитами, існує кілька легких серцевинних матеріалів, здатних забезпечити жорсткість і знизити повну вагу панелі. Бальза, соти Nomex, алюмінієві стільники, пінопласт та пробкові композити - це кілька прикладів для легких серцевинних матеріалів (Рисунок 2).

Малюнок 2. Ряд легких серцевинних матеріалів може допомогти забезпечити жорсткість і зменшити загальну вагу панелі порівняно з монолітним композитом.

Нові потенційні досягнення у композиціях для залізничної галузі

Незважаючи на те, що арматура з натуральних волокон та біо смол знаходиться на стадії формування, вони можуть вирішити вимоги FST для залізничного застосування, згідно з першими випробуваннями. Система смоли XMTM30 від Cytek є біологічно відновлюваним стійким джерелом, що відповідає вимогам EN 45545 категорії HL3. Він може створити справді біостійку систему в поєднанні з природними волокнами. Cytek MTM ® 348FR - це ще один продукт, що відповідає вимогам EN 45545 категорії HL2. Cytek MTM ® 348FR та XMTM30 підходять для виготовлення легких композиційних компонентів як для внутрішніх, так і для зовнішніх структурних та неструктурних застосувань.

Легкі алюмінієві стільникові матеріали - це легкі альтернативні рішення традиційним матеріалам, таким як фанера. Менші витрати на реконструкцію, довговічність, особливо у вологих приміщеннях, і збільшене навантаження на квадратний метр при заданому відстані опор є ключовими перевагами легких алюмінієвих стільникових підлог (Рисунок 3).

Пов’язані історії

Малюнок 3. Легкі алюмінієві стільникові підлоги

Алюмінієві стільникові конструкції є легкою заміною звичайним матеріалам, включаючи виготовлення металу, фанеру та лиття з алюмінію, для використання у зовнішніх та внутрішніх дверях (рис. 4). Менша інерція під час експлуатації, що підлягає вторинній переробці в кінці терміну експлуатації, і менші вимоги до робочого механізму завдяки легкому фактору - це ключові переваги конструкцій, пов’язаних із алюмінієвим стільником.

Малюнок 4. Алюмінієві стільникові конструкції є легкою альтернативою звичайним матеріалам, включаючи фанеру, металеві вироби та лиття з алюмінію, для використання у внутрішніх та зовнішніх дверях

Алюмінієві стільники можуть замінити фанерні та металеві вироби у салонних перегородках та чорнових екранах. Полегшення монтажу завдяки легкому фактору, що підлягає вторинній переробці в кінці терміну експлуатації, менш схильний до зміни умов вологи та збільшений доступний пасажирський простір через зменшену товщину - переваги алюмінієвих стільників.

У віконних сковородах фенольні попередні склади та фенольні СМК можуть замінювати традиційні матеріали, такі як мокрий розклад та ВРП, з або без стільникових стільників, як показано на малюнку 5. Їх основні переваги включають посилений контроль ваги, більш послідовний контроль товщини, кращий контроль допуску та зменшення часу фарбування/обробки завдяки покращеній обробці поверхні. Найновіші фенольні попередники та термопластичні матеріали можуть бути використані замість металевих виробів та мокрого GRP як легка альтернатива на спинках стійок (рис. 6). Менша обробка за рахунок більш жорстких допусків, поліпшеної обробки поверхні та меншої ваги - головні переваги цих легких матеріалів.

Малюнок 5. Фенольні попередні преги і фенольні SMC можуть замінити традиційні матеріали, такі як мокрий розклад та ВРП, із стільниковими сотами або без них у віконних панелях

Малюнок 6. Найновіші фенольні попередники та термопласти можуть бути використані замість металевих виробів та мокрого укладання GRP як легка альтернатива на спинці стенду.

Алюмінієві стільникові композити можуть бути легким замінником мокрого складання ВРП у модулі/кабіні унітазу, як показано на малюнку 7. Адаптується без великих витрат на інструмент для нового дизайну/конфігурації або змін, варіант для декількох обробок, таких як hpl, Novagraph/наклейки, фарба, суттєве зниження ваги до 100 кг та можливість переробки після закінчення терміну експлуатації - це ключові переваги цих легких матеріалів. Алюмінієві стільникові композити також можуть запропонувати легкі альтернативні варіанти виготовлення фанери та металу на камбузах та в закладах громадського харчування, як показано на малюнку 8. Довговічність, широкий вибір обробок, кращі вогневі показники та легка установка через малу вагу - головні переваги використання алюмінієвих стільників композити.

Малюнок 7. Алюмінієві стільникові композити можуть бути легкою альтернативою мокрому укладанню ВРП у туалетному модулі/кабіні.

Малюнок 8. Алюмінієві стільникові композити також можуть забезпечити легкі альтернативні рішення для фанери та металевих виробів на камбузах та в закладах громадського харчування.

Висновок

Більш легкі поїзди та мінімальне навантаження завдяки легким конструкціям вигідні, якщо плата за доступ нижча через мінімальний знос залізниць та пошкодження інфраструктури. Іншими плюсами є оптимізована корозійна стійкість, зниження енергетичних потреб, менші експлуатаційні витрати та швидший час подорожі. Крім того, розміщення маси в правильному положенні може покращити їзду та комфорт пасажира.

Ця інформація отримана, розглянута та адаптована з матеріалів, наданих TRB Lightweight Structures Ltd.

Щоб отримати додаткову інформацію про це джерело, відвідайте TRB Lightweight Structures Ltd.

Цитати

Будь ласка, використовуйте один із наступних форматів, щоб цитувати цю статтю у своєму есе, роботі чи доповіді:

TRB Lightweight Structures Ltd. (2019, 05 серпня). Композиційні матеріали у залізничній галузі. AZoM. Отримано 19 грудня 2020 року з https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14898.

ТОВ "Легкі конструкції TRB" "Композиційні матеріали у залізничній галузі". AZoM. 19 грудня 2020 року. .

ТОВ "Легкі конструкції TRB" "Композиційні матеріали у залізничній галузі". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14898. (доступ 19 грудня 2020 р.).

TRB Легкі конструкції, ТОВ 2019. Композитні матеріали в залізничній промисловості. AZoM, переглянутий 19 грудня 2020 р., Https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14898.

  • Новини
  • Статті
  • Обладнання
  • Книги
  • Відео
  • Експерти
  • Програмне забезпечення
  • Журнали
  • Звіти про ринок
  • Вебінари
  • Курси
  • Події
  • Магазин металів
  • Матеріали
  • Програми
  • Галузі
  • AZoJomo
  • Каталог
  • Команда
  • Пошук
  • Стати учасником
  • Інформаційні бюлетені
  • Про
  • Зв'язок
  • Довідка/Поширені запитання
  • Рекламуйте
  • Правила та умови
  • Політика конфіденційності та використання файлів cookie

AZoM.com - сайт AZoNetwork