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Light Structures TD 碳纤维车身:三个创新演示器项目进展及成果

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火车车厢用于运送乘客,并作为车辆中所有元素的物理链接。目前的车厢结构主要由钢或铝制成,几乎耗尽了其减轻重量的潜力。因此,需要创新方法来创建更轻的结构,以进一步节省能源并发挥相关优势。实现这一目标的一种方法是通过对车厢壳体的开创性设计,以充分利用复合材料的全部潜力。这项工作包括集成功能,以促进提高能源效率或增加有效载荷能力。

在这里,Light Structures TD 开发并展示了新一代车厢壳体,采用复合材料或其他轻质材料:

解决方案:Talgo 全车身演示器
  • 内容:混合车厢的演示,其中端壁由铝制成,而屋顶、侧板和地板/主框架由复合材料制成。
  • 工作:创新复合材料的设计、原型制作、测试和验证。
  • 结果:开发了一种完整的车厢壳体,以取代 TALGO 350 HST 列车中间车厢的当前铝制车厢。
  • 谁受益:现实世界的铁路运营商。

 

解决方案:Siemens Mobility车身端部演示器
  • 内容:基于中级客车的现有设计(西门子移动高速列车平台VELARO)的全尺寸混合动力车厢端部演示。
  • 工作:创新复合材料的设计、原型制作、测试和验证。
  • 结果:开发了两个滑块端部模块,以替换滑块的两个完整端部。
  • 谁受益:现实世界的铁路运营商。

 

解决方案:阿尔斯通底架主轴箱演示器
  • 内容:地铁列车端部车厢或中间车厢的底架区域(“主轴箱”)的全尺寸混合端部结构演示。
  • 工作:创新复合材料的设计、原型制作、测试和验证。
  • 结果:该演示器旨在取代 C30 Metro 车厢中现有的底架,该车厢目前由铝制成。
  • 谁受益:现实世界的地铁列车运营商。

 

主要结果

  • 总体实现减重目标,约实现20%的减重。
  • 制造了几个演示器,包括所有必要的工具。
  • 由于与复合材料部件的集成过程简化,组件更少。
  • 成功完成符合 EN 12663-1(铁路车辆车身最低结构要求)和其他适用标准的测试。
  • 模拟方法和标准与测试结果保持一致。
  • 铁路和航空部门之间有意义的合作。
  • 在整个开发过程中处理了各种材料、制造方法和细分市场。
  • 复合材料车壳体在TRL级别进行验证,从TRL4(基本技术组件)到TRL6(原型系统)。

结论

该联盟由机车车辆制造商、一家航空公司、研究中心和一家运营商组成,成功生产了几台全尺寸演示车。这些采用了混合车厢概念,将复合材料和金属部件集成在一起。这种方法实现了减重目标,并证明符合现行铁路标准。

对三个演示器的测试证实,复合材料是结构铁路应用的可行替代品,可为车厢应用减轻约 20% 的重量。

这一经验还催生了一个新的CEN工作组,其任务是定义标准化流程,以促进新材料在铁路应用中的集成。一旦发布,该标准将适用于所有机车车辆及其车载设备,从而简化整个铁路行业对新材料的采用。这一点很重要,因为对于此类用途的复合材料缺乏标准化

编辑:卓卓

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