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SAMPE北京分会“复合材料在轨道交通领域的应用”主题沙龙成功举办

时间:2017-08-16 17:24来源:未知 作者:sampebeijing 点击:
  《中国制造2025》明确将轨道交通装备列为重点突破发展领域,轨道交通装备的轻量化已成为行业的共识。在此背景下,2017年8月11日,由国际先进材料与制造工程学会(SAMPE)北京分会主办,西门子工业软件(上海)有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司协办的“复合材料在轨道交通领域的应用”主题沙龙在青岛成功举办。
 
  SAMPE主题沙龙是由SAMPE北京分会打造的专业复合材料学术交流品牌活动,已连续举办六期,沙龙以先进复合材料工程化应用为主线,致力于建立复合材料行业与复合材料应用行业的互动交流平台。
 
  来自轨道交通装备制造行业的中车长春轨道客车股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车青岛四方车辆有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中车南京铺镇车辆有限公司、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车大连机车有限公司、青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司及复材制造产业链上产、学、研、用各行业的100余位专家学者和国际友人参加了本期沙龙的分享和讨论。沙龙活动分为四个环节:嘉宾分享、互动讨论、活动总结及填写调查问卷。
 
  活动首先由SAMPE北京分会副主席,江苏恒神股份有限公司技术顾问沈真研究员致辞。沈老师根据自己40多年从事航空复材产品的研制经验、结合恒神公司近些年在轨道交通产品复材应用的实践谈了自己的看法。沈老师认为先进复合材料在轨道交通装备应用的市场广阔,但是要实现复材的产业化应用还有一段艰辛的路要走。例如:复材行业与轨道交通行业的技术人员在产品设计理念上还存在分歧、适用于轨道交通产品的复材技术规范缺失以及先进复合材料结构整体化设计与模块化设计如何选择等问题都亟需解决,希望与会各界专家通过SAMPE沙龙这个平台分享各自在复材应用中的经验和体会。
 
  在嘉宾分享环节,来自中车株洲电力机车有限公司高级工程师刘晓波博士针对“先进复合材料在轨道车辆的应用现状和要求”发表了自己的观点。刘博士首先讲解了玻纤复合材料和碳纤复合材料在高铁内饰、防撞梁、转向架、头罩、过渡车钩、板簧式边梁、车体部件在国内外应用情况,分析了复合材料在轨道交通装备的应用趋势:一是由内饰等非承载件向车体、构架等承载件方向发展;二是司机室、导流罩等次承载件的复合材料应用向常态化发展;三是由实现单一的减重需求向实现减震、降噪、阻燃等多功能集成发展。接着刘博士讲解了多功能复合材料应用情况并分析了轨道交通产品对先进复合材料在轻量化、多功能集成化、可回收技术、低成本制造技术、标准体系、设计技术、连接技术的要求。
 
  中车长春轨道客车股份有限公司高级工程师荀玉涛针对“制约复合材料在轨道交通领域广泛应用的因素”谈了自己的观点。荀工首先分析了对于复材应用来说下一步的热点领域主要集中在200公里半径内的市域和城际轨道交通车辆,因为这两种交通工具载客量更大,对于轻量化的需求也更高。荀工进一步分析了制约复材广泛应用的因素并给出了建议,轨道交通领域的复材应用尚存在成本、标准体系、结构设计、成型工艺、现场修复困难等诸多制约因素。根据以上问题建议建立轨道交通领域内的标准体系,包括设计标准、制造、检测标准。深入研究复合材料成型技术,研究适应高铁行业自身特点的高效、低成本成型工艺方法。荀工还简要讲解了一种常温固化成型内饰产品的工艺方法。
北京理工大学先进结构技术研究院副研究员/博士生导师雷红帅,从高校的角度分享了“主承力复合材料结构在轨道交通领域的工程化应用前景”的话题,总结了轨道交通装备车身、转向架和悬浮架等主承力复合材料结构的国内外研究现状,分析了主承力复合材料结构的发展趋势以及目前存在的技术瓶颈,提出了使用三维编织结构进行高铁车轮轻量化设计的基本设想。雷老师指出轨道交通装备主承力复合材料结构的设计和应用,可以进一步提升交通装备的轻量化水平,为保障轻量化复合材料结构在轨道交通装备上的大规模应用,国内相关研究机构需要针对主承力复合材料结构的设计方法与标准、性能评价方法、低成本制造技术等方面内容开展深入的研究工作。
 
  中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司工程师王常川与大家分享了“碳/碳复合材料在轨道机车车辆制动摩擦副领域的应用前景”的话题,王工首先介绍了高速动车组制动装置以盘形制动为主,通过制动卡钳将闸片贴紧制动盘而产生制动作用。其次讲解了碳/碳复合材料具备的高温耐受性、低密度、高温稳定性等性能优势在摩擦副领域的应用前景。最后谈了碳/碳材料在摩擦副应用中需要解决的问题:1、碳/碳材料摩擦副的应用需解决制动系统匹配问题。2、碳/碳复合材料需要调高环境适应性以满足我国高铁动车的使用工况。3、碳/碳材料需要解决制动盘内部的通风散热结构的成型工艺问题。4、需要解决螺杆连接的稳定性与可靠性问题。
 
  SAMPE北京分会理事、中南大学粉末冶金研究院肖鹏副院长也分享了关于碳/碳和碳/陶复合材料在轨道机车车辆制动部件应用的情况。肖院长首先指出碳/碳材料在制动摩擦副中应用存在三个问题:1、碳/碳材料的湿态摩擦系数低,并举例说明了飞机与轨道车辆在刹车部件在使用环境的差异。2、碳/碳材料的静摩擦系数偏低。3、碳/碳材料的表面硬度偏低,存在砂石打击损伤问题。其次讲了碳/陶材料的优势及存在的问题。碳/陶材料的优势有:1、耐高温性能好。2、湿态摩擦系数及热衰退性能好。3、可替换性好,不仅可以与碳陶闸片配对也可以与金属粉末冶金闸片配对使用。4、减重效果明显,1节车厢可实现减重1至1.5吨。最后肖院长讲了碳/陶材料应用现状及问题:湖南世鑫新材料有限公司碳陶制动盘将分阶段在制动部件上得到应用(目前正准备在140公里时速的客车上装车);碳/陶材料制造成本偏高问题;碳/陶制动盘与车轮或车轴的连接问题。
 
  中车青岛四方机车车辆股份有限公司高级主任设计师杜健与大家分享了“高速动车组碳纤维复合材料技术需求与挑战”的话题,讲述了复材应用面临的机遇和发展的基础并分享了四方股份近年来在复材应用领域的探索和体会。杜工首先讲了复材应用需求及展望:高速动车3500组车现在的碳纤维复合材料应用份额不足10%,如果将碳纤维复合材料应用的份额提高到30%,将产生50万吨需求,如果将碳纤维复合材料推广至城轨车辆将达到100万吨的需求;现阶段复合材料在高铁上的应用还处于尝试阶段,四方股份在探索标准动车组设备舱、司机室、车体、转向架、碳陶制动盘、复合材料滑板等部件复材应用的体会;总结了四方股份兼容并蓄、团队合作、科学研发、循序渐进的工作思路及工作目标即先建立材料性能、结构及部件设计、成型工艺及试验验证方法,掌握设计、仿真、制造及运用技术,进一步形成完整的适用于轨道交通复材标准体系,最终实现复合材料部件不少于30%的工程化目标,利用5至10年时间初步打造轨道交通复材装备制造的产业链。 
 
  在互动讨论环节与会专家探讨了高铁与飞机在复材应用中的连接方式、生产效率、工况载荷等差异化问题及主要阻碍复材在轨道交通领域工程化应用的复材结构设计理念、复材技术标准、树脂阻燃性、材料可回收等问题。
 
  通过沙龙活动的话题分享与互动讨论主要传递了两点信息:一是轨道交通装备制造企业普遍认同复合材料特别是先进复合材料比强度高、比刚度高、热膨胀系数低/尺寸稳定性好、密度低、可设计性强等材料性能的优势。并且在复合材料研究和应用方面取得了阶段性成果,制订了复材应用的总体目标和时间表。二是从一个产业的生命周期来看,轨道交通的复材制造产业还处于生长阶段,需要解决适用于轨道交通行业的复合材料低成本制造、标准体系建设、结构设计规范、快速成型工艺、产品检测方法、材料回收等诸多问题,从而实现复合材料在轨道交通领域的产业化应用。
 
  中车长春轨道客车股份有限公司教授级高工李瑞淳老师对本期沙龙做了活动总结。李老师谈了复材的重要性、材料与产品的差异性,指出复材行业需要与轨道交通行业之间形成良好的理解与沟通,要从轨道交通行业的应用需求及产品结构特点进行产品开发,轨道交通行业也需要根据复合材料的特性和工艺特点考虑产品的结构优化,开展技术创新,坚持设计制造一体化推动复材行业与轨道交通装备制造业的共同进步。
 
  五位嘉宾经过精心的准备从不同角度分享了复材在轨道交通领域应用的体会,讨论互动非常活跃,达到了沟通交流的目的。李老师感谢SAMPE北京分会提供了一个复材行业与轨道交通行业交流的平台。祝贺沙龙活动取得了圆满成功并祝愿复材行业与轨道交通行业开展协同创新,让材料梦、高铁梦随着中华民族伟大复兴的中国梦一起美梦成真!
 
 
 
 
(责任编辑:sampebeijing)


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