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碳纤维复合材料应用于高铁要点分析
来源: 楚北网 时间: 2018-02-05 浏览: 3400

近几天,有两件新闻刷遍复材人的朋友圈,一个是600公里时速磁悬浮列碳纤维复合材料应用于高铁要点分析车通过技术方案评审,另一个是青岛发往杭州的高铁G281发生火灾,引发了人们对轨道交通车辆安全性的反思。那么,碳纤维复合材料在轨道交通车辆领域应用有哪些关键问题呢?

首先,碳纤维若要应用在轨道交通车辆上,除了满足强度、刚度、减重方面的要求,安全性是一个绕不开的话题。自从7.23甬温线特大事故之后,中国高铁其实已经经不起安全事故的发生,因为这不但会影响国人的信心,也影响高铁走出去的大局。

安全性的核心在于防火,高铁车厢是一个密闭的空间,如果发生火灾,乘客无法躲避。如果阻燃性做的太差,发生安全事故绝对是大概率,毕竟谁也不愿意坐在易燃易爆品上旅行。

防火的要求

碳纤维复合材料应用于轨道交通领域,防火是关键点。所谓的防火,要涉及四个方面的内容,阻燃性、烟密度、熔滴性、烟毒性。

一、阻燃性

首先阻燃性,指材料具有明显推迟火焰蔓延的性质。也就是火焰烧到到复合材料部件上,无法继续向前蔓延。通常用产品燃烧破坏长度或者燃烧熄灭时间来判断阻燃性的好坏。例如德国铁路车辆防火标准D5510-2对阻燃性分为 S2-S5(S2/S3/S4/S5)四个等级,分别要求:

DIN5510-2 S2级要求:产品燃烧破坏长度不超过30cm。

DIN5510-2 S3级要求:产品燃烧破坏长度不超过25cm且后燃烧时间不超过100s。

DIN5510-2 S4级要求:产品燃烧破坏长度不超过20cm且后燃烧时间不超过10s。

DIN5510-2 S5级要求:产品燃烧破坏长度:无且后燃烧时间:无。

二、烟密度

其次是烟密度,也就是火焰蔓延到复合材料部件上,发出的烟的多少。一般来讲,发烟越少,对人体危害越小。测试烟密度,主要利用光线通过烟雾衰减多少来评判。光线衰减越大,烟密度越大,光线衰减越小,烟密度越小。D5510-2将烟密度分为3个等级,未达到SR1,SR1,SR2,分别要求:

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三、熔滴性

关于熔滴性,很容易理解。比如烧塑料制品,会发现塑料被烧成液滴,并伴随着火苗滴落下来。熔滴性差的复合材料制品,会造成火焰蔓延的不可控。所以,对熔滴性的评判,只有两个标准,产生熔滴和不产生熔滴现象。

四、烟毒性

地铁/高铁等车辆的火灾的伤亡中,浓烟引起的窒息死亡远远大于火灾本身造成的死亡,因此对地铁/高铁等材料的烟雾毒性的测试十分必要。D5510-2标准设置毒性指数FED指标来评判烟毒性,通常要求烟毒性指数FED≤1。

未来600公里时速的磁悬浮列车的研发,贴地飞行对车辆减重提出了更高的要求,所以碳纤维复合材料替换铝合金是大势所趋。针对轨道交通开发出适合其特点的树脂以及预浸料体系,显得尤为重要。

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