De peste șaizeci de ani, TRB folosește materiale compozite ușoare pentru a oferi soluții inovatoare. Panourile sandwich ușoare din aluminiu compozite din fagure și pereții compuși ai TRB au făcut parte din mașina record Bluebird World Land Speed ​​condusă de Donald Campbell în 1964. Panoul sandwich compozit din fagure ușor din aluminiu al TRB a fost utilizat pentru a construi un șasiu monococ pentru Formula Lotus câștigătoare a Campionatului Mondial din 1970. 1 mașină.

materiale

Trenurile London Underground District Line au lansat primele trenuri de producție echipate cu uși compozite ușoare din aluminiu fagure de miere în Marea Britanie în 1978. Vehiculul solar Team Antarctic este cel mai recent exemplu realizat aproape din panouri compozite ușoare.

Nevoia de reducere a greutății vehiculelor feroviare

Cerințele crescânde ale pasagerilor, inclusiv toaletele cu acces universal, rezervoarele CET, prize de curent, aer condiționat, mai multe mese, mecanisme de basculare, structuri îmbunătățite de impact și zone de încrețire și modificări ale reglementărilor de așezare, fac ca trenurile să fie mai grele. De exemplu, în comparație cu un transport cu material rulant Mk 3 din 1970, trenul Bombardier Voyager din anul 2000 a fost cu 40% mai greu. Greutatea trenului nu poate continua să crească. Carcasa, ușile exterioare, boghiurile, HVAC, cuplajele, cabina șoferului, căptușelile interioare, ușile interioare și interiorul pasagerilor, inclusiv scaunele, sunt domeniile cheie pentru reducerea greutății folosind compozite (Figura 1).

figura 1. Carcasa caroseriei, HVAC, ușile exterioare, boghiurile, cuplajele, ușile interioare, cabina șoferului, căptușelile interioare și interiorul pasagerilor, inclusiv scaunele, sunt principalele domenii pentru reducerea greutății folosind compozite.

Succesele actuale în reducerea greutății vehiculelor feroviare

Masa noii platforme AVENTRA a Bombardier pentru a înlocui Electrostar este în intervalul 30-35 tone, o reducere de la 17% la 28% în comparație cu modelele anterioare de 42 de tone. În plus, noua platformă consumă cu 50% mai puțină energie electrică decât echivalentul clasei 319 și facilitează timpul de călătorie redus. Greutatea celei mai recente platforme Desiro City de la Siemens este cu 25% mai mică decât media flotelor existente din Marea Britanie și consumă cu 50% mai puțină energie folosind spargere regenerativă, iluminat eficient din punct de vedere energetic și multe altele.

Un alt exemplu este trenul de navetă de nouă generație pentru Marea Britanie, Alstom X'Trapolis, care pretinde că are o greutate cu 28% mai mică decât flota medie britanică și cu 50% mai puțin consum de energie prin utilizarea compozitelor ușoare și a sistemelor de frânare regenerativă, precum și prin utilizarea judicioasă a energiei.

Opțiuni pentru economii suplimentare de greutate la vehiculele feroviare

Scaunele compozite, ușile compozite care utilizează compozite fibroase, spătarele, panourile de tavan, fronturile și capetele caroseriei, panourile laterale ale caroseriei și pardoselile cu funcționalitate sporită, inclusiv acoperirea podelei, încălzirea, izolația termică/acustică și opțiunile de curățare mai ușoare, sunt cealaltă domenii pentru a realiza în continuare o reducere a greutății rentabilă a vehiculelor feroviare.

Materiale compozite ușoare alternative pentru a satisface cerințele industriei feroviare

Materialele compozite ușoare alternative pentru a rezolva cerințele industriei feroviare în următorii ani includ SMC fenolic (compuși de turnare a foilor), pre-preg sticlă epoxidică modificată care respectă cele mai noi standarde de incendiu EN 45545, pre-preg de carbon/fenol, spumă ignifugă miezuri și cele mai noi materiale termoplastice cu bune proprietăți FST. În comparație cu compozitele monolitice, există mai multe materiale de bază ușoare capabile să ofere rigiditate și să scadă greutatea completă a panoului. Balsa, fagure Nomex, faguri de aluminiu, spumă și compozite din plută sunt câteva dintre exemplele pentru materialele de bază ușoare (Figura 2).

Figura 2. O serie de materiale de bază ușoare pot ajuta la asigurarea rigidității și pot reduce greutatea totală a panoului în comparație cu un compozit monolitic.

Noi progrese potențiale în compozite pentru industria feroviară

Deși armăturile din fibre naturale și bio-rășini se află în faza de dezvoltare, ele pot rezolva cerințele FST pentru aplicații pe șine, conform testelor inițiale. Sistemul de rășină XMTM30 de la Cytek este o sursă durabilă bio-regenerabilă care respectă specificațiile EN 45545 categoria HL3. Poate crea un sistem cu adevărat biosustenabil în combinație cu fibrele naturale. Cytek MTM ® 348FR este un alt produs care respectă cerințele EN 45545 categoria HL2. Cytek MTM ® 348FR și XMTM30 sunt potrivite pentru fabricarea componentelor compozite ușoare atât pentru aplicații structurale și nestructurale interioare, cât și exterioare.

Materialele ușoare din aluminiu din fagure sunt soluții alternative ușoare la materialele convenționale, cum ar fi placajul. Costurile mai mici de renovare, longevitatea în special în zonele umede și încărcarea crescută pe mp/m pentru o distanță între suport sunt principalele avantaje ale podelelor ușoare din fagure de aluminiu (Figura 3).

Povești conexe

Figura 3. Pardoseli ușoare din fagure de aluminiu

Structurile lipite cu fagure de aluminiu sunt ușor de înlocuit cu materialele convenționale, inclusiv fabricarea metalelor, placaj și turnare din aluminiu, pentru utilizare în ușile exterioare și interioare (Figura 4). Inerția mai mică în timpul funcționării, reciclabilă la sfârșitul duratei de viață și cerințele mai scăzute ale mecanismului de funcționare datorită factorului ușor sunt principalele avantaje ale structurilor legate din fagure de aluminiu.

Figura 4. Structurile din fagure de aluminiu lipite sunt o alternativă ușoară la materialele convenționale, inclusiv placaj, fabricarea metalelor și turnarea din aluminiu, pentru utilizare în ușile interne și exterioare

Fagurele din aluminiu poate înlocui fabricarea placajului și a metalelor în pereții despărțitori și ecrane de tiraj. Instalarea mai ușoară datorită factorului ușor, reciclabilă la sfârșitul duratei de viață, mai puțin predispusă la modificarea condițiilor de umiditate și spațiul disponibil mai mare pentru pasageri din cauza grosimii reduse sunt beneficiile fagurii de aluminiu.

În caserolele de fereastră, pre-pregsurile fenolice și SMC fenolice pot substitui materialele tradiționale, cum ar fi depunerea umedă și GRP, cu sau fără miezuri de tip fagure, așa cum se vede în Figura 5. Principalele lor avantaje includ un control îmbunătățit al greutății, un control mai consistent al grosimii, un control mai bun al toleranței și timp redus de vopsire/finisare datorită finisajelor de suprafață îmbunătățite. Cele mai recente pre-pregățiri fenolice și termoplastice pot fi utilizate în locul fabricărilor metalice și al GRP de depunere umedă ca alternative ușoare în spatele suportului (Figura 6). Principalele avantaje ale acestor materiale ușoare sunt prelucrarea mai redusă datorită toleranțelor mai strânse, finisajelor de suprafață îmbunătățite și greutate mai mică.

Figura 5. Pre-pregsurile fenolice și SMC fenolice pot înlocui materialele tradiționale, cum ar fi depunerea umedă și GRP, cu sau fără miezuri de fagure în geamurile ferestrelor

Figura 6. Cele mai recente pre-pregățiri fenolice și termoplastice pot fi utilizate în locul fabricărilor metalice și al stratificării umede GRP ca alternativă ușoară în spatele suportului.

Compozitele din fagure de aluminiu pot fi un înlocuitor ușor pentru așezarea umedă din GRP în modulul de cabină/cabină de toaletă, așa cum se vede în Figura 7. Adaptabil fără cheltuieli mari de scule pentru un nou design/configurație sau modificări, opțiune pentru mai multe finisaje, cum ar fi hpl, Novagraph/decals, vopsea, reducerea semnificativă a greutății de până la 100 kg și reciclarea la sfârșitul duratei de viață sunt principalele avantaje ale acestor materiale ușoare. Compozitele din fagure de aluminiu pot oferi, de asemenea, soluții alternative ușoare la fabricarea placajului și a metalelor în bucătării și unități de catering, așa cum se arată în Figura 8. Longevitatea, o selecție largă de finisaje, performanțe mai bune la foc și instalarea ușoară din cauza ușurinței sunt principalele avantaje ale utilizării fagurii de aluminiu compozite.

Figura 7. Compozitele din fagure de aluminiu pot fi o alternativă ușoară la depunerea umedă din GRP în modulul de cabină/cabină.

Figura 8. Compozitele din fagure de aluminiu pot oferi, de asemenea, soluții alternative ușoare la placaj și la fabricațiile metalice din bucătării și unități de catering.

Concluzie

Trenurile mai ușoare și sarcina minimă prin utilizarea structurilor ușoare sunt benefice pentru a avea taxe de acces mai mici din cauza uzurii feroviare minimizate și a deteriorării infrastructurii. Rezistența optimă la coroziune, cerințe reduse de energie, costuri de funcționare mai mici și timpi de călătorie mai rapide sunt celelalte puncte plus. De asemenea, plasarea masei în poziția corectă poate îmbunătăți confortul călătoriei și pasagerilor.

Aceste informații au fost obținute, revizuite și adaptate din materialele furnizate de TRB Lightweight Structures Ltd.

Pentru mai multe informații despre această sursă, vă rugăm să vizitați TRB Lightweight Structures Ltd.

Citații

Vă rugăm să utilizați unul dintre următoarele formate pentru a cita acest articol în eseu, lucrare sau raport:

TRB Lightweight Structures Ltd. (2019, 05 august). Materiale compozite în industria feroviară. AZoM. Adus pe 19 decembrie 2020 de pe https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14898.

TRB Lightweight Structures Ltd. „Materiale compozite în industria feroviară”. AZoM. 19 decembrie 2020. .

TRB Lightweight Structures Ltd. „Materiale compozite în industria feroviară”. AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14898. (accesat la 19 decembrie 2020).

TRB Lightweight Structures Ltd. 2019. Materiale compozite în industria feroviară. AZoM, vizualizat la 19 decembrie 2020, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=14898.

  • Știri
  • Articole
  • Echipament
  • Cărți
  • Videoclipuri
  • Experți
  • Software
  • Jurnale
  • Rapoarte de piață
  • Webinarii
  • Cursuri
  • Evenimente
  • Magazin de metale
  • Materiale
  • Aplicații
  • Industrii
  • AZoJomo
  • Director
  • Echipa
  • Căutare
  • Deveni un membru
  • Buletine informative
  • Despre
  • a lua legatura
  • Ajutor/Întrebări frecvente
  • Face publicitate
  • termeni si conditii
  • Politica de confidențialitate și cookie-uri

AZoM.com - Un site AZoNetwork