发布日期:2023-02-06
复合材料在轨道交通领域的应用+ 查看更多
复合材料在轨道交通领域的应用
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发布日期:2020-05-07 13:25
来源: 新华网
雷红帅与团队一直从事轻质多功能材料与结构的力学设计方法、制造技术和性能评价相关研究工作。如今,复合材料在生活当中运用相当广泛,诸如滑雪板、渔具、汽车零部件等领域都有应用。复合材料密度比传统金属材料小,强度却比传统金属材料高,同时,复合材料的可设计空间更大,可以实现强度和模量的调控。基础材料普遍情况下都不具备这个优势。

2016年至2019年,雷红帅团队和中车集团联合开展磁悬浮列车复合材料悬浮架结构研制工作。悬浮架结构是磁悬浮列车系统里面关键的主承力部件,原先一直采用金属铸造结构,重量大、零部件多、集成化程度低,严重影响了磁悬浮列车速度提升及整车运载效率。为了攻克这个难题,雷红帅团队夜以继日,不断摸索。由于碳纤维复合材料成本高,为了提高效率、保证成功率,雷红帅与团队工作人员经常连续实验二十几小时,困了就睡在实验室的地板上。
“虽然中途不可避免地失败了几次,但当有一天我们发现做出的结构件与预期尺寸偏差很小的那一刻,我们如释重负,晚上终于可以睡一个好觉了。”雷红帅说。功夫不负有心人,最终雷红帅团队通过结构优化设计、工艺力学仿真、模具设计和低成本制造等技术途径,突破了大尺寸主承力复合材料异型部件的一体化设计与制造关键技术问题,首次实现了全复合材料磁悬浮列车悬浮架结构研制,与原金属结构相比减重达到38.4%,成本降低20%以上,抗振动性能提高60%以上,且已通过静强度与刚度、模态阻燃、烟毒、老化和油漆附着力等工程应用相关指标要求,该成果未来有望应用于我国新一代高速磁悬浮列车。
主讲人
雷红帅:北京理工大学副研究员、博士生导师
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