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碳纤维复合材料应用于高铁要点分析

时间:2019-09-26 13:09  来源:原创  阅读次数: 复制分享 我要评论

  原标题:碳纤维复合材料应用于高铁要点分析

  近几天,有两件新闻刷遍复材人的朋友圈,一个是600公里时速磁悬浮列车通过技术方案评审,另一个是青岛发往杭州的高铁G281发生火灾,引发了人们对轨道交通车辆安全性的反思。那么,碳纤维复合材料在轨道交通车辆领域应用有关键问题呢?

  首先,碳纤维若要应用在轨道交通车辆上,除了满足强度、刚度、减重方面的要求,安全性是一个绕不开的话题。自从7.23甬温线特大事故之后,中国高铁其实已经经不起安全事故的发生,因为这不但会影响国人的信心,也影响高铁走出去的大局。

  安全性的核心在于防火,高铁车厢是一个密闭的空间,如果发生火灾,乘客无法躲避。如果阻燃性做的太差,发生安全事故绝对是大概率,毕竟谁也不愿意坐在易燃易爆品上旅行。

  防火的要求

  碳纤维复合材料应用于轨道交通领域,防火是关键点。所谓的防火,要涉及四个方面的内容,阻燃性、烟密度、熔滴性、烟毒性。

  阻燃性

  首先阻燃性,指材料具有明显推迟火焰蔓延的性质。也就是火焰烧到到复合材料部件上,无法继续向前蔓延。通常用产品燃烧破坏长度或者燃烧熄灭时间来判断阻燃性的好坏。例如德国铁路车辆防火标准D5510-2对阻燃性分为 S2-S5(S2/S3/S4/S5)四个等级,分别要求:

  DIN5510-2 S2级要求:产品燃烧破坏长度不超过30cm。

  DIN5510-2 S3级要求:产品燃烧破坏长度不超过25cm且后燃烧时间不超过100s。

  DIN5510-2 S4级要求:产品燃烧破坏长度不超过20cm且后燃烧时间不超过10s。

  DIN5510-2 S5级要求:产品燃烧破坏长度:无且后燃烧时间:无。

  烟密度

  其次是烟密度,也就是火焰蔓延到复合材料部件上,发出的烟的多少。一般来讲,发烟越少,对人体危害越小。测试烟密度,主要利用光线通过烟雾衰减多少来评判。光线衰减越大,烟密度越大,光线衰减越小,烟密度越小。D5510-2将烟密度分为3个等级,未达到SR1,SR1,SR2,分别要求:

  熔滴性

  关于熔滴性,很容易理解。比如烧塑料制品,会发现塑料被烧成液滴,并伴随着火苗滴落下来。熔滴性差的复合材料制品,会造成火焰蔓延的不可控。所以,对熔滴性的评判,只有两个标准,产生熔滴和不产生熔滴现象。D5510-2标准将熔滴性分为2个档次,具体要求如下:

  烟毒性

  地铁/高铁等车辆的火灾的伤亡中,浓烟引起的窒息死亡远远大于火灾本身造成的死亡,因此对地铁/高铁等材料的烟雾毒性的测试十分必要。D5510-2标准设置毒性指数FED指标来评判烟毒性,通常要求烟毒性指数FED≤1。

  国内的样板