Materiali compositi per ringhiere

L'applicazione di materiali compositi in fibra nel trasporto ferroviario è sempre più diffusa, in particolare in fibra di carbonio, fibre di vetro e materiali compositi aramidi. Questi materiali offrono diversi vantaggi significativi rispetto ai metalli tradizionali:

1. Alta resistenza leggera: i materiali compositi hanno bassa densità e alta resistenza. Ad esempio, la densità della fibra di carbonio è solo del 57% di quella dell'alluminio, ma la sua resistenza è 3,6 volte quella dell'alluminio, riducendo significativamente il peso dei componenti strutturali del veicolo.

2. Good Flame Retardancy: i materiali compositi possono migliorare la resistenza al fuoco regolando le strutture molecolari o aggiungendo ritardanti di fiamma, migliorando così la sicurezza antincendio dei treni.

3. Eccellente resistenza alla fatica: la resistenza a fatica dei materiali compositi è paragonabile alla loro resistenza statica, con la propagazione delle crepe minima, migliorando la resistenza a fatica strutturale.

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5. Resistenza alla corrosione superiore: i materiali compositi presentano una forte resistenza alla corrosione in ambienti difficili, prolungando la durata della vita dei veicoli e riducendo i costi di manutenzione.

6. Eccellente flessibilità di progettazione: selezionando diverse matrici e fibre, insieme alla regolazione dei processi di stampaggio, i materiali compositi possono soddisfare diversi requisiti di progettazione.

Nella struttura del corpo dei veicoli ferroviari, l'applicazione di materiali compositi può ridurre la massa complessiva del veicolo di circa il 10%. Ad esempio, i rimorchi TGV a due piani in Francia e i treni articolati ad alta velocità come il TTX in Corea del Sud utilizzano corpi di materiale composito, riducendo significativamente il peso e migliorando il comfort dei passeggeri.

Come componente critico dei veicoli, l'uso difibra di carbonioI materiali compositi nei carrelli possono ridurre il peso del 40%, come si vede nei carrelli di "efwing" del Giappone. Nei sistemi di frenatura, i dischi di freni di materiale composito soddisfano le esigenze leggere e ad alte prestazioni di treni ad alta velocità.

Inoltre, strutture come rack per bagagli e compartimenti delle attrezzature incorporano anche materiali compositi, come ilaramideStruttura sandwich a nido d'ape nell'emu di armonia CRH5 della Cina. Questa struttura, leggera e alta resistenza, offre una resistenza specifica superiore, rendendola dieci volte più forte dell'acciaio solido a un peso equivalente. Queste applicazioni sottolineano il ruolo cruciale dei materiali compositi nel moderno trasporto ferroviario, non solo riducendo il peso del veicolo, ma migliorando anche le prestazioni complessive del veicolo e il comfort dei passeggeri.