中車全碳纖維複合材料地鐵車體亮相 較金屬車體減重35%

【觀察者網 綜合報道】據《人民日報》1月7日報道，中車長春軌道客車股份有限公司（簡稱“中車長客”）日前研製出具有完全自主知識產權的全球首輛全碳纖維複合材料地鐵車體。

此次全複合材料車體的成功研發，不僅實現車體減重、節能減排降耗，提高安全性、舒適性和使用壽命等，更探索了碳纖維複合材料在軌道交通大批量工業化生產應用的方向和實施路徑。

中車長客供圖

《人民日報》報道稱，本次研製成功的車體輕量化程度極高，充分發揮碳纖維複合材料的優越特點，使整車較同類地鐵金屬車體減重約35%，可提高車體的運載能力、降低能源消耗、降低全壽命週期成本並能減少對線路的損害。

據新華社報道，該車體採用薄壁筒形整體承載結構，車體長度為19000mm，車體寬度為2800mm ，車體頂面距軌面高度為3478mm。全複合材料地鐵車體最大限度地實現部件整合、零件整合，通過模具一體成型。車體各模塊之間採用機械連接，消除了傳統金屬車體因焊接變形導致的尺寸偏差和形位偏差，提高了車體尺寸精度和外觀質量。

同時，該車體進行了10餘種材料性能測試，6000多個元件、典型件、組合件、全尺寸試驗件等積木式設計驗證試驗，經過反覆優化論證，解決了複合材料應用於軌道車輛承載結構面臨的難點，車體最終性能優異，滿足在極限惡劣工況和環境下的使用要求。

此外，由於複合材料優異的抗疲勞、耐酸鹼腐蝕性和耐紫外老化性能，同時車體採用了先進的“靜力覆蓋疲勞”和“損傷無擴展”的設計理念，使車體結構具有不低於30年的使用壽命，相比金屬車體，大大減少對疲勞裂紋與腐蝕退化的檢測和修理成本，使車體結構具有更高的安全性、可靠性和維修經濟性。

另據東北權威性綜合報紙《東亞經貿新聞》報道，車體使用的複合材料隔熱性能很強，能夠與防寒材相媲美，用全複合材料車體裝配的車輛，其隔熱性能是用金屬車體裝配車輛的1.5倍以上，能夠保證車體內部始終保持舒適的温度；複合材料車體的隔聲性能和減振性能同樣優於金屬車體，僅車體本身就達到車輛隔聲要求的70%以上，車體振動的固有頻率較同類金屬車體提高18%以上,能夠有效防止車身和轉向架之間的共振，大大降低列車運行過程中產生的內部噪聲和振動，有效提高乘坐的舒適性。

中車長客供圖

據瞭解，此次車體研製結合國際航空領域在碳纖維的成功應用經驗和標準，創造性地探索碳纖維在軌道交通行業應用的材料標準、設計準則、工藝指南等，為國內建立完整的軌道行業標準打下基礎。

新華社報道稱，碳纖維是戰略新興材料，國內外都在積極探索將其應用於工業領域，但在軌道交通行業的研究主要應用在非主承力的小部件試製上。此次中車長客的全碳纖維複合材料車體突破了“小部件試製”，完全獨立自主完成研發和試驗，具有全部自主知識產權，在該領域處於國際領先地位。

它的研製成功驗證了碳纖維複合材料在軌道交通承載結構上應用的可行性，推動了碳纖維複合材料在軌道交通承載結構上大批量工業化生產應用，促進了碳纖維複合材料產業鏈的完善和發展。