碳纤维复合材料轨道车辆结构的设计分析

车体的轻量化是轨道交通车辆未来发展的方向之一,碳纤维复合材料是车体轻量化设计的优选材料。本文介绍了一种全碳纤维复合材料车体的轻量化设计,包括整车结构设计和连接设计。通过有限元方法对复合材料整车结构的强度、刚度以及模态进行了校核。进一步对碳纤维复合材料的力学性能进行了评价。并按照一体化成型和模块化的思维,采用真空辅助成型工艺在烘箱环境下制备复合材料车体试验段,验证了车体的结构设计和制造技术的可行性。研究结果表明:(1)碳纤维复合材料车体的设计应综合考虑材料特性、车体结构和承载方式,减少零部件数量和连接,实现车体的一体化成型;(2)碳纤维复合材料在车体制造上能够较大幅度减少车体质量。本文设计的碳纤维复合材料车体在满足车体强度、刚度和模态标准的前提下,全碳纤维复合材料车体相比传统铝合金车体减重42%。     

纤维复合材料在轨道交通车体中的发展研究

轨道交通车体的结构、性能和技术经济指标主要取决于车体材料,车体材料的发展对轨道交通车辆性能发挥着十分重要的影响。文章分析了影响轨道交通车体材料选择的因素,研究了钢材料、铝合金等传统车体材料的发展,分析了纤维复合材料的特点和应用,并阐述了车体材料的发展趋势。研究表明,轻量化、提高舒适性和安全性、环保化的轨道材料是未来发展的趋势,越来越多的纤维复合材料将会进一步发展,逐渐替代传统金属材料。     

碳纤维产业现状分析

对结构用材料力学性能的比较表明,碳纤维的优势主要是具有高比刚度,因此成为结构轻量化的最佳选择,其主要应用对象应是兼具减重和变形要求的结构。碳纤维复合材料产品能被市场接受的前提是其全寿命成本优于其他材料制造的产品,复合材料民机结构的发展史表明,通过材料、设计和制造工艺综合研究,低成本复合材料技术已实现了产业化,从而实现了在民用飞机结构中的大规模应用,碳纤维复合材料在工业领域的大规模应用也将指日可待。并指出目前国内碳纤维力学性能稳定性评价体系的问题,对国产碳纤维进入工业应用设置了不合理的障碍,因此需开展此项研究。     

整体式碳纤维复合材料纯电动汽车上车体结构件研制

依托某全新开发的纯电动车型,开展碳纤维复合材料上车体结构设计及验证;根据原上车体设计的性能要求及碳纤维复合材料的材料和成型工艺特性进行结构设计,CAE分析验证,零部件及整车验证,成功试制碳纤维复合材料上车体并应用于整车。研究结果表明,碳纤维复合材料经合理的结构设计更适合作为结构件在汽车领域中予以应用,并具有显著轻量化效果,在汽车尤其是纯电动轿车领域具有发展前景。     

轨道交通车辆转向架零部件应用碳纤维复合材料替代金属材料研究

传统轨道交通车辆转向架多以金属焊接加工工艺为主,存在焊接缺陷疲劳断裂等风险。文章基于碳纤维复合材料普遍具备的高强、高韧、质轻、耐腐蚀等优点,对碳纤维复合材料在轨道交通车辆转向架上的应用展开分析,从高强轻量化角度入手,对碳纤维复合材料在轨道交通车辆转向架各零部件中的应用可行性进行了总结,认为在转向架构架、车轮等零部件中应用碳纤维复合材料能够代替传统金属材料,有效降低车辆簧下质量,提升车辆转向架整体结构强度。并提出碳纤维材料在转向架部件中的应用方案,为转向架材料革新提供参考。     

复合材料与风力机叶片

主要介绍风力机叶片研发的趋势以及复合材料叶片设计、分析、材料、制造和试验验证的相关技术,给出碳纤维在叶片上应用的现状和前景以及有关叶片的新兴技术,并提出发展我国叶片技术的相关建议。     

日本研发碳纤维增强热塑性复合材料汽车底盘

<正>日本新能源产业技术综合研发机构(NEDO)与新结构材料技术研究联盟成员单位之一的名古屋大学国立复合材料研究中心成功研发了碳纤维增强热塑性复合材料(CFRP)汽车底盘。本次采用"LFT–D工艺",即全自动长纤维增强热塑性复合材料直接在线成型,将连续碳纤维与热塑性树脂颗粒进行混炼,保持较长的碳纤维长度,经过模压成型,在短时间内制造纤维增强复合材料的方法。由于该工艺免去了热压罐     

复合材料与风机叶片

介绍了风机叶片研发的趋势以及复合材料叶片设计、分析、材料、制造和试验验证的相关技术,给出了碳纤维在叶片上应用的现状和前景以及有关叶片的新兴技术。提出了发展我国叶片技术的相关建议。     

韩国碳纤维打造的快速轨道交通座舱

<正>专为韩国滨海湿地顺天湾设计研发的个人快速公交(PRT)车体,为了减少对环境的影响,采用碳纤维来达到轻质、灵活且牢固的性能需求。所使用的碳纤维材料为单向编织物,使结构设计可以根据不同负载情况最优化。复合材料座舱的门部外框周长约76 cm,为了美观并减少不必要的结构连接,生产环节并未采用分段成型的传统工艺。在实际生产过程中使用了干织物进行铺     

日本开发低成本生产碳纤维新技术

正日本新能源产业技术综合研究开发机构宣布,首次确立了低成本大量生产碳纤维的基础技术。该项技术是东京大学在东丽、帝人和三菱丽阳等材料制造商共同参与下研发成功的。碳纤维作为质量轻且强度高的材料,备受业内瞩目,其除了被应用于飞机机体及汽车车体外,还被应用于制造商船的螺旋桨等。日本新能源产业技术综合研究开发机构表示,未来10年,争取将该技术拓展到实际汽车车体制造中,并将纤维价格控制在目前一半左右。     

高性能复合材料成型用模具材料

本文介绍了复合材料成型用模具材料的发展概况、碳纤维预浸料复合材料模具的特点及其制造工艺。     

基于光纤布拉格光栅的复合材料振动性能研究与损伤监测

采用光纤布拉格光栅(FBG)对碳纤维增强复合材料(CFRP)的振动性能和损伤类型进行研究。采用落球击打碳纤维增强复合材料悬臂梁自由端,使复合材料悬臂梁产生谐振。通过测量复合材料悬臂梁的谐振频率,计算其阻尼损耗因子,得到无损伤碳纤维复合材料的振动性能。在此基础上,对碳纤维增强复合材料人为引入损伤,利用FBG测量其损伤状态下的谐振频率,依据谐振频率分析判断损伤类型。研究结果可对碳纤维增强复合材料的振动性能研究和损伤监测提供参考。     

碳纤维结构吸波材料及其吸波碳纤维的制备

碳纤维结构吸波材料是一类多功能复合材料,具有承载和减小雷达反射截面的双重功能,是一种非常有发展前途的吸波材料。碳纤维结构吸波材料以其优异的力学性能和隐身特性已大量应用于隐身技术。本文讨论了碳纤维结构吸波的应用,碳纤维结构吸波材料的类型及其结构型式设计,探讨了吸波波对碳纤维进行掺杂改性,制备出吸波性能优良的碳纤维、改变碳纤维的截面形状和大小,对碳纤维进行表面改性以及对碳纤维进行掺杂改性,制备出吸波性     

碳纤维复合材料在体育器械中的应用

介绍了碳纤维复合材料的发展现状及其应用于体育器械的优势,根据利用碳纤维复合材料制造体育器械时常用的成型工艺,了解其在制造球杆、球拍、自行车、滑雪板等体育器械中的作用,根据实例分析碳纤维复合材料在体育器械领域的发展前景.     

碳纤维复合材料高尔夫球杆

碳纤维高尔夫球杆是体育休闲用品中最重要的项目,2004年生产碳纤维高尔夫球杆约用去2500r碳纤维,占世界碳纤维总消耗量的12．5％左右。简介了碳纤维高尔夫球杆现状,包括产量、市场、材料、制造工艺和世界生产碳纤维高尔夫球杆最大的制造商-阿尔迪拉公司。     

基于RPM的炭/炭复合材料人工骨预制体成型技术研究

炭／炭复合材料是一种新型的炭纤维增强的以炭为基体的高性能复合材料，其增强相和基体都由碳元素构成，不仅具有炭材料固有的生物相容性，而且还具有纤维增强复合材料的高强度与高韧性，对其应用于人体组织材料进行了广泛的研究。通过应用RPM技术及快速模具，解决了复杂形状炭／炭复合材料难成型的问题，并对其在生物领域的应用进行了展望。     

复合材料部件设计制造一体化研究

20世纪80年代后期以来,随着CAD/CAM技术、计算机信息技术、网络技术的蓬勃发展,以美国为首的西方发达国家开始研究并首先应用了一项新技术即复合材料设计制造一体化技术。设计制造一体化技术可以提高产品的研制生产效率,保障产品质量,降低产品成本。选取某复合材料部件数字化设计制造的关键环节提出研究内容,应用复合材料制造和分析软件FiberSIM对演示验证件进行数字化制造,克服相关技术难点,打通了复合材料由设计到制造的生产流程。最终通过演示验证件的数字化设计流程分析复合材料数字化制造与传统的复合材料生产过程的差异,客观评价两种制造方案的优缺点。     

碳纤维复合材料在中空异型弹翼上的应用

对碳纤维复合材料弹翼的结构设计、制作工艺、性能检测等进行研究,采用夹芯组合模具制作中空异型复合材料弹翼样品.对样品进行测试和检测,各项性能指标均达到设计要求,与铝合金结构相比质量减少30.7%.     

复合材料在铁路高速客车中的应用

本文着重介绍复合材料在铁道车辆中的使用概况、CFRP(碳纤维增强塑料)结构的研究开发及应用介绍。