科创中国

新材料产业

目前轨道交通装备的风缸主要使用的材料是铝合金，单个重量为20kg。考虑轨道交通装备的轻量化需求，碳纤维复合材料风缸是一个发展趋势，碳纤维复合材料密度为*** g/cm3，具有重量轻、不生锈、耐腐蚀、耐高低温及抗疲劳性好等特点，采用碳纤维复合材料制备的复材风缸相对传统金属风缸减重效果明显，更加便于安装，对安装吊座振动损伤小，且工艺流程短，生产效率高，可以兼顾各种环境下机车的使用。风缸正常工作压力 1000 kPa，瞬时工作压力1100 kPa，且属于罐体结构，故而可以从结构功能一体化的角度出发，采用内衬+复合材料外层，通过缠绕成型完成风缸制造。在等效替代的情况下，使用碳纤维复合材料可以有效减重1/3，从正向设计的角度出发，设计合理的高分子聚合物内胆，根据强度计算所需要的碳纤维牌号和缠绕厚度，可以实现更大程度的减重，可达到40%以上。

多材料组合应用思想的轨道交通典型部件结构功能一体化设计，形成轨道交通装备复合材料风缸损伤评估关键技术及规范，实现复合材料结构冲击载荷下的高精度评估。

中车成型科技（青岛）有限公司作为中车碳纤维复合材料核心技术的唯一平台，将整合中车所有复合材料的开发资源、设计能力、科研项目及市场资源，掌握碳纤维复合材料结构设计、仿真分析、成型工艺、试验验证、检修维护、回收利用等核心技术，打造中车复合材料应用技术创新、成果孵化和产业拓展平台，将创新成果进一步转化为生产力，实现技术引领。