城市轨道车辆内装轻量化新材料的应用

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月9期   作者:武强
[导读] 轨道车辆在实际的装配过程中,其内装不仅可以增强其安全性,
        摘要:轨道车辆在实际的装配过程中,其内装不仅可以增强其安全性,还可以保证乘客乘坐的舒适性。近些年来,材料科学得到了迅速的发展,许多轻量化的新材料开始应用到轨道交通车辆的结构中,本文主要给出了城市轨道车辆内装选用材料的原则以及内装新材料的主要类型,为城市轨道车辆的内装提供理论指导。
        关键词:城市轨道车辆;内装;轻量化材料
        引言:在传统交通运输系统远远不能满足人们日常生活需要的情况下,轨道交通的建设就显得越发必要,城市轨道交通作为交通运输方式的一种,不仅乘坐方便,而且快捷、准时,已经逐渐变成了大中型城市交通运力的主要承载方式。城市轨道交通的迅速发展,使得轨道交通车辆的需求也大大提升,车辆在投入应用前需要经历一定的装配过程,其中内装是相当关键的一个环节。本文主要结合城市轨道车辆选用内装材料的基本原则以及各种轻量化新材料的创新发展,给出了城市轨道交通车辆内装主要应用的各类轻量化新材料。
        一、城市轨道车辆选用内装材料的原则
        一般情况下,城市轨道车辆在进行装配时选用的内装构件都是由生产单位所供应,分为成品和半成品,城市轨道机构在购买内装构件时应该严格地把控其质量,坚决不购买质量不达标或者不满足要求的产品[1]。另外,不同的内装结构根据其不同的使用要求所采用的材料也是不相同的,比如:考虑到舒适美观以及结构安全牢固等原因,车辆内的座椅、内部墙板等都会采用玻璃钢的材质。为了贯彻新的绿色环保的发展理念,在选择轨道车辆内装材料时还应考虑到环保的因素[2]。
        二、城市轨道车辆内装轻量化材料的主要分类
        1.碳纤维
        碳纤维材料是一种具有纤维结构的碳材料,它具有许多良好的性能特性,首先,该材料不仅具备碳的固有性能,还融合了纤维材料的特性,如:易加工、柔软等,这就使得其具有较强的耐腐蚀性;其次,它的密度相对于玻璃纤维来说较小,但是其强度却更大,传统上轨道交通车辆的司机驾驶室的面罩是由玻璃纤维所构成,碳纤维的强度就可以完美地取代玻璃纤维;另外,该材料具有较高的抗拉强度,而且密度比玻璃纤维小1/3,这就使得该材料具有较小的质量,极大地推动了轨道车辆的轻量化;最后,碳纤维材料的比模量和比强度都较高,使得其成为了刚度大且自重小的完美材料[3]。
        2.NGC型的铝合金
        城市轨道车辆的内装扶手是乘客保持平稳状态的重要设施,如今大多数轨道交通车辆的内装扶手都是由不锈钢材料所制,其重量比碳纤维材料要高50%以上,而且其它的各项性能都不优于碳纤维材料,随着城市轨道交通车辆的不断发展,铝合金材料将会更加广泛地应用到车辆内装中来,使得车辆地内装结构变得更加轻便,降低车辆的自重,促进城市轨道交通的快速发展。

另外,铝合金材料也有其相应的缺点和缺陷,为了增加铝合金材料的硬度和耐磨度,则需要对其进行硬质氧化处理以生成硬质氧化膜,在进行氧化处理的时候,其工序相对比较复杂,总共包括11道工序,而且,在进行每一道工序的时候还会受到外界环境的影响,造成铝合金材料硬质氧化膜达不到应有的效应,因此,这也是制约铝合金材料应用到城市轨道车辆内装扶手上的一个关键因素[4]。
        3.复合铝板
        复合铝板材料又称为铝塑复合板,它是一种利用聚乙烯芯板和涂装铝板经过化学处理形成的。首先,聚乙烯芯板以及涂装铝板都是极难燃烧的材料,使得复合铝板的防火性能较优;其次,由于该材料是将聚乙烯芯板放在两块涂装铝板的中间,经过特殊的工艺制造而成,这就使得该材料具有较高的剥离强度,提高了材料的平整度和耐候性能,并且易于进行保养;另外,由于复合铝板的韧性较强,极大地增强了材料的抗冲击性能,不易受到外部巨大冲击力的影响,在材料由于受到巨大冲击力而弯曲的时候,不会损坏材料表面的油漆涂层;最后,复合铝板的重量也比现在较为常用的铝蜂窝板小很多,轻量化的优势较为明显。当今,城市轨道车辆的内装墙板多是采用铝蜂窝板、复合铝材以及玻璃钢等材料,由于复合铝板材料所拥有的特性可以完美的取代传统材料,而且重量较轻,因此,该轻量化材料可以广泛的应用到车辆的内装墙板中来,促进了城市轨道车辆轻量化的发展。
        4.聚碳酸酯
        人们通常说的PC材料指的就是聚碳酸酯材料,首先,它的韧度和强度均比轨道车辆内装的玻璃较大,而且在受到外界的冲击时不会整体崩碎;其次,它的隔音和隔热性能也较为强大,更加贴合于车辆的设计理念;最后,它的重量只有玻璃的一般大小,完全符合轻量化原则。根据其具有的这些特点,在进行轨道车辆内装材料选择时,通常将其应用于车辆内部的行李架、车窗等结构[5]。
        结束语:
        轨道交通车辆作为目前较为主流的交通运输方式,在车辆交付使用前需要进行一定的装配过程,内装结构的装配也包含其中,其内装结构的性能极大地影响着轨道交通车辆的安全性和舒适性。随着近些年来材料科学的不断进步,许多轻型的新材料开始不断涌现,本文主要介绍了轨道车辆内装选取轻量化新材料的原则,给出了各种新材料的具体应用,为轨道车辆的轻量化发展提供指导。
        参考文献:
        [1]李鹏飞,刘洪菲,城铁车辆内装材料的环保性能要求[J].科技展望,2014(23):111-111.
        [2]付昌星,浅谈汽车新材料的应用[J].中国设备工程,2018(08):149-150.
        [3]朱亚军,浅谈城市轨道车辆内装轻量化新材料的应用研究[J].绿色环保建材,2017(08):84-84.
        [4]徐应魁,铝合金材料在车辆轻量化中的应用[J].中国金属通报,2018(08):102-103.
        [5]宋金伟,浅析城市轨道车辆内装轻量化新材料的应用[J].中国科技纵横,2018(03):70-72.
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