復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用探究

邢 月 張占東

（中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司，北京100000）

長期以來，我國科研人員在軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的研究上進(jìn)行了不懈的努力和長期的堅持，在反復(fù)的試驗中發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用不僅能夠進(jìn)一步改善軌道交通設(shè)施的運(yùn)行效果，同時也能夠滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活對軌道交通的基礎(chǔ)需求?；诖耍陙韽?fù)合材料在軌道交通上的應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大，應(yīng)用的延伸性也顯著提升。

1 復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用優(yōu)勢

軌道交通在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系和整體建設(shè)體系中占據(jù)著不可忽視的重要地位，軌道交通運(yùn)輸效果和軌道交通的整體穩(wěn)定性，直接影響著我國的長期發(fā)展，經(jīng)過反復(fù)的實踐和應(yīng)用分析可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料在軌道交通中具有較高的應(yīng)用優(yōu)勢，以下對其進(jìn)行介紹：第一，環(huán)保性優(yōu)勢。當(dāng)前，我國高度重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，習(xí)近平總書記提出了“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)建設(shè)理念，以該生態(tài)理念為基礎(chǔ)，我國對軌道交通的基礎(chǔ)建設(shè)和后期運(yùn)營提出了全新的要求，而復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用能夠有效地滿足環(huán)保要求，進(jìn)一步實現(xiàn)了節(jié)能降耗，促進(jìn)了我國的長期發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展；第二，抗沖擊力強(qiáng)。復(fù)合材料的構(gòu)成較為復(fù)雜，經(jīng)過反復(fù)實踐和具體分析可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料在軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用能夠有效地滿足沖擊要求，進(jìn)一步提升了軌道交通運(yùn)行的穩(wěn)定性和車輛的整體質(zhì)量；第三，重量輕。當(dāng)前我國在高鐵軌道交通的建設(shè)上進(jìn)行了高度重視和支持，投入了大量的人力、物力和科學(xué)技術(shù)，目前高鐵軌道主要采用了無砟軌道模式，而復(fù)合材料在軌道交通中的合理應(yīng)用，能夠進(jìn)一步降低車輛的重力勢能，從而延長了軌道的使用期限。

2 復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用路徑

2.1 列車制造

長期以來，軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會建設(shè)中貢獻(xiàn)了巨大的力量，同時軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施也是我國交通運(yùn)輸體系的重要構(gòu)成，與我國的長期發(fā)展息息相關(guān)?；诖耍瑥?fù)合材料在軌道交通上的合理應(yīng)用，能夠有效地改善軌道交通的運(yùn)行效果以及軌道交通運(yùn)輸體系的完善性。復(fù)合材料在列車制造上可以廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步滿足了我國軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需求，以下對其進(jìn)行說明：列車在軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施中占據(jù)著不可忽視的重要位置，而列車的制造效果則直接影響著列車的運(yùn)行效果，復(fù)合材料是將不同性質(zhì)的原材料進(jìn)行合理組合經(jīng)過工藝處理后形成的人造新材料，其在列車制造上的應(yīng)用，不僅能夠有效地滿足列車所需原材料的質(zhì)量要求，還打破了傳統(tǒng)列車制造材料的應(yīng)用限制，保證了列車的運(yùn)行安全。此外，復(fù)合材料在列車制造上的應(yīng)用還能夠有效的降低列車運(yùn)行過程中與運(yùn)輸軌道接觸所產(chǎn)生的噪音，顯著強(qiáng)化了乘客的體驗感和舒適感，有助于我國軌道交通運(yùn)輸行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。列車制造是我國軌道交通行業(yè)得以長期運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。因此，復(fù)合材料可以針對列車的不同運(yùn)行需求和列車不同部位的材料使用需求進(jìn)行合理配置，為列車內(nèi)部的相關(guān)電子元件提供了優(yōu)良的運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)一步強(qiáng)化了車體外殼、車頭罩的強(qiáng)度系數(shù)，避免了電磁干擾對列車運(yùn)行造成的負(fù)面影響。

2.2 成本控制

復(fù)合材料在軌道交通上應(yīng)用優(yōu)勢的充分發(fā)揮，取決于復(fù)合材料的原材料構(gòu)成以及復(fù)合材料的應(yīng)用位置，通過對復(fù)合材料進(jìn)行深入分析可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料是根據(jù)人們的使用需要和相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用需要人為創(chuàng)造的材料，一般由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料構(gòu)成，其在軌道交通上的合理應(yīng)用是基于軌道交通的安全運(yùn)行和軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量要求進(jìn)行的。由于復(fù)合材料的生產(chǎn)在原材料應(yīng)用上具有較為廣泛的選擇性優(yōu)勢，因此，復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用，可以進(jìn)一步實現(xiàn)成本的合理控制，有效地降低了國家交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中的成本控制壓力和資金運(yùn)行壓力。當(dāng)前纖維復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用比例較大，針對軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需求，主要將碳纖維復(fù)合材料用于車體外殼、車頭罩、轉(zhuǎn)向架、設(shè)備艙以及其他零部件的生產(chǎn)和設(shè)計，相比傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中所應(yīng)用的原材料和耗費的人力資源相比，復(fù)合材料能夠進(jìn)一步實現(xiàn)成本的合理控制，降低了成本的消耗，因此，復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用是切實可行的[1]。

2.3 維持穩(wěn)定

在我國科研人員的長期努力下，我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平切實提高，運(yùn)行速度大大提升，為人們的出行提供了巨大便捷，促進(jìn)了我國物流行業(yè)的發(fā)展。復(fù)合材料在軌道交通中的合理應(yīng)用不僅能夠滿足我國軌道交通行業(yè)的發(fā)展需求，同時也將有效地提升軌道交通運(yùn)輸?shù)恼w穩(wěn)定性，以下對其進(jìn)行說明：通過對復(fù)合材料進(jìn)行深入分析可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料具有著較高的彈性系數(shù)和較為優(yōu)秀的抗沖擊能力，同時，其整體質(zhì)量較輕，能夠顯著地降低列車的重力勢能以及列車與運(yùn)行軌道之間的摩擦系數(shù)?；谶@一特點，列車的整體運(yùn)行的順暢性將顯著提升，軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行壽命也將大大延長。因此，復(fù)合材料在軌道交通中的合理應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升我國軌道交通行業(yè)的整體穩(wěn)定性以及軌道交通運(yùn)輸流程的順暢性。復(fù)合材料在軌道交通中的合理應(yīng)用是以復(fù)合材料的可設(shè)計性為基礎(chǔ)進(jìn)行的，在軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和施工過程中，相關(guān)人員立足于實際情況和軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行需求進(jìn)行了復(fù)合材料的科學(xué)設(shè)計和合理優(yōu)化，使復(fù)合材料能夠在軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中，能夠互相配合、靈活組合，展現(xiàn)了較高的可塑性和一體性，維持了軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

2.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

城市軌道交通是現(xiàn)代城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，是城市公共交通系統(tǒng)的骨干?！秶鴦?wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市快速軌道交通建設(shè)管理的通知》（國辦發(fā)〔2003〕81 號）印發(fā)以來，我國城市軌道交通總體保持有序發(fā)展，對提升城市公共交通供給質(zhì)量和效率、緩解城市交通擁堵、引導(dǎo)優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)布局、改善城市環(huán)境起到了重要作用。軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施在我國的長期發(fā)展中占據(jù)著不可忽視的重要位置，當(dāng)前，軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展已經(jīng)成為了我國建設(shè)部門的重點任務(wù)，在長期的建設(shè)過程中，我國科研人員經(jīng)過實踐研究和深入分析，證明復(fù)合材料能夠有效地滿足軌道交通的運(yùn)行需求和軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需求、質(zhì)量要求，因此，復(fù)合材料在軌道交通中的合理應(yīng)用，能夠充分修復(fù)和彌補(bǔ)傳統(tǒng)材料在軌道交通建設(shè)過程中所產(chǎn)生的負(fù)面影響以及整體受到的外界干擾，進(jìn)一步保證了軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行平穩(wěn)以及整體質(zhì)量，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的充分優(yōu)化。另外，復(fù)合材料在列車制造過程中的應(yīng)用，能夠有效地契合列車的運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)一步降低了列車內(nèi)部電磁干擾對電車運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面影響，為列車內(nèi)其他相關(guān)電子元件營造了優(yōu)良的運(yùn)行環(huán)境，通過復(fù)合材料的靈活組合，有效地滿足了我國研發(fā)高速軌道車輛的需求，提供了衛(wèi)生間、車門等車體設(shè)備和配套設(shè)施的設(shè)計基礎(chǔ)，進(jìn)一步促進(jìn)了我國軌道交通基礎(chǔ)事業(yè)的發(fā)展。復(fù)合材料在軌道交通上的應(yīng)用，能夠切實地實現(xiàn)列車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及整體軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化，深度滿足了我國的發(fā)展需求和建設(shè)需求，進(jìn)一步促進(jìn)了我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平的提升[3]。

總而言之，當(dāng)前我國對軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)行了高度關(guān)注和重點支持，復(fù)合材料在軌道交通中的合理應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升軌道交通運(yùn)行的順暢性以及軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量，復(fù)合材料在軌道交通中擁有較高的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠滿足軌道交通的建設(shè)需求和運(yùn)行需求?？梢灶A(yù)見，復(fù)合材料在軌道交通上的應(yīng)用路徑還將持續(xù)拓展。