中车全碳纤维复合材料地铁车体亮相 较金属车体减重35%

【观察者网 综合报道】据《人民日报》1月7日报道，中车长春轨道客车股份有限公司（简称“中车长客”）日前研制出具有完全自主知识产权的全球首辆全碳纤维复合材料地铁车体。

此次全复合材料车体的成功研发，不仅实现车体减重、节能减排降耗，提高安全性、舒适性和使用寿命等，更探索了碳纤维复合材料在轨道交通大批量工业化生产应用的方向和实施路径。

中车长客供图

《人民日报》报道称，本次研制成功的车体轻量化程度极高，充分发挥碳纤维复合材料的优越特点，使整车较同类地铁金属车体减重约35%，可提高车体的运载能力、降低能源消耗、降低全寿命周期成本并能减少对线路的损害。

据新华社报道，该车体采用薄壁筒形整体承载结构，车体长度为19000mm，车体宽度为2800mm ，车体顶面距轨面高度为3478mm。全复合材料地铁车体最大限度地实现部件整合、零件整合，通过模具一体成型。车体各模块之间采用机械连接，消除了传统金属车体因焊接变形导致的尺寸偏差和形位偏差，提高了车体尺寸精度和外观质量。

同时，该车体进行了10余种材料性能测试，6000多个元件、典型件、组合件、全尺寸试验件等积木式设计验证试验，经过反复优化论证，解决了复合材料应用于轨道车辆承载结构面临的难点，车体最终性能优异，满足在极限恶劣工况和环境下的使用要求。

此外，由于复合材料优异的抗疲劳、耐酸碱腐蚀性和耐紫外老化性能，同时车体采用了先进的“静力覆盖疲劳”和“损伤无扩展”的设计理念，使车体结构具有不低于30年的使用寿命，相比金属车体，大大减少对疲劳裂纹与腐蚀退化的检测和修理成本，使车体结构具有更高的安全性、可靠性和维修经济性。

另据东北权威性综合报纸《东亚经贸新闻》报道，车体使用的复合材料隔热性能很强，能够与防寒材相媲美，用全复合材料车体装配的车辆，其隔热性能是用金属车体装配车辆的1.5倍以上，能够保证车体内部始终保持舒适的温度；复合材料车体的隔声性能和减振性能同样优于金属车体，仅车体本身就达到车辆隔声要求的70%以上，车体振动的固有频率较同类金属车体提高18%以上,能够有效防止车身和转向架之间的共振，大大降低列车运行过程中产生的内部噪声和振动，有效提高乘坐的舒适性。

中车长客供图

据了解，此次车体研制结合国际航空领域在碳纤维的成功应用经验和标准，创造性地探索碳纤维在轨道交通行业应用的材料标准、设计准则、工艺指南等，为国内建立完整的轨道行业标准打下基础。

新华社报道称，碳纤维是战略新兴材料，国内外都在积极探索将其应用于工业领域，但在轨道交通行业的研究主要应用在非主承力的小部件试制上。此次中车长客的全碳纤维复合材料车体突破了“小部件试制”，完全独立自主完成研发和试验，具有全部自主知识产权，在该领域处于国际领先地位。

它的研制成功验证了碳纤维复合材料在轨道交通承载结构上应用的可行性，推动了碳纤维复合材料在轨道交通承载结构上大批量工业化生产应用，促进了碳纤维复合材料产业链的完善和发展。