复合材料在高速列车上的应用：大型、复杂、通用
摘要：复合材料学是一门涉及到物理、化学、物理化学、传热学、金属学、力学等多学科的典型的边缘学科。复合材料是由基体材料（聚合物材料、金属、陶瓷）和增强体（纤维、晶须、颗粒）复合而成的具有优异综合性能的新型材料,是本世纪发展最迅速的新材料之一。而高性能复合材料在高速列车上的应用也变得日益广泛。
金属框架/蜂窝壁板复合材料铁路集装箱的制造研究
摘要: 本研究基于铁路用集装箱减重、防腐、抗冲击等使用需求, 提出采用玻璃纤维增强复合材料制造铁路用集装箱。集装箱设计尺寸为长6058 mm × 宽2550 mm × 高2896 mm, 可装载30 t 的散装货物, 用于装运腐蚀性较强的散装材料, 通过材料性能对比, 主体结构选用金属框架, 壁板选用航空级蜂窝板材。通过对集装箱结构的防腐蚀、顶部防水、箱体强度、面板增强、面板和框架连接的优化设计以及箱体3D 建模分析, 完成复合材料集装箱的整体设计制造, 最后通过结构强度试验及道路试用试验验证了复合材料壁板组成的集装箱能够满足使用工况要求。本研究提出的复合材料铁路集装箱的制造方案满足了强腐蚀性矿料等散货装运使用要求, 显著提高了运输能效, 降低了碳排放, 研究具备一定的实用价值和应用前景。
3D打印技术在轨道交通零部件生产中的应用进展
摘要：随着轨道交通业的快速发展，复杂铸件的需求不断增加，列车轮与钢轨等易损件无法完成快速修复，现有仓储模式无法满足轨道交通零部件的快速更换需求。3D打印技术作为一种新兴制造技术，制造速度快，完成质量高，应用广泛，但其在轨道交通零部件中的应用尚未展开。总结了3D打印技术在轨道交通复杂零部件的铸造开发，钢轨、车轮和车轴等易磨损件的快速修复及轨道交通零部件高效维护更换等方面的研究进展，提出了3D打印技术在轨道交通零部件中应用存在的问题和发展方向。
大轴重货车车体结构改进与优化设计
摘要：大载重、大轴重作为货运车车辆发展的重要方向，在提高载重与轴重的同时保证车体的安全使用至关重要。文中针对某大轴重货运车体在运用过程中出现裂纹开裂问题进行了深入研究。针对车体的开裂原因进行了试验分析，提取了挡车过程车钩载荷、挡车座应变数据，根据测量数据推算了最大工作载荷，并对车体进行了车体强度分析，得出异常载荷导致裂纹开裂的结论，并结合有限元方法以及形状优化理论对车体提出改进方案。在此基础上，将子模型技术与代理模型相结合应用在车体底架的尺寸优化中，通过拉丁超立方抽样进行试验设计，并根据试验设计结果建立Kriging响应面，以最小化底架质量、最小化底架最大Von.mises 应力为目标，进行多目标优化，优化后车体底架的质量降低了3.8%，且能满足车辆的纵向拉压、挡车的运用要求，并结合仿真方法验证了优化结果的可行性。
新型环路相变热管散热器在模块设计中的应用
摘要：阐述了新型环路相变热管散热器研发设计的背景及意义，并以高压大电流功率模块的电路拓扑、构成及主要技术参数为设计输入。首先对新型环路相变热管散热器的结构、换热原理及技术优势进行深入研究与分析；其次采用Flotherm 仿真软件进行了满载工况下散热基板、IGBT 模块及流场云图的温度场仿真；最后通过搭建联调试验平台，进行温升试验，验证了该设计方案的正确性、可行性、性能优越性。该新型散热器在轨道交通领域牵引功率模块的成功运用，突破了兆瓦级牵引功率模块一般只能采用水冷冷却方式的局限性。
基于轨道列车LCD产品的液晶模组制造工艺研究及提升
摘要:近年来,随着轨道列车车型的不断丰富和个性化显示需求的日益增多,列车LCD产品尤其是液晶模组呈现出多品种和小批量的应用特点。由于品牌和型号众多,液晶模组的品质存在良莠差异,致使在应用过程中难免会暴露各类显示故障。文章介绍了液晶模组在装车应用后经常出现的各类显示故障,并以某LCD产品为切入点对显示故障进行了归类统计。文章在设计分析的基础上,对液晶模组的生产流程和制造工艺进行了深入研究,诊断出了生产中液晶模组容易出现的三类质量缺陷,结合列车LCD产品的应用特点,总结出了质量缺陷与装车应用后显示故障的对应关系。为避免液晶模组带有显示故障隐患,通过对制造工艺及质检流程进行优化,经过装车应用验证,有效保障了LCD产品的显示稳定性。
动车组碳陶（C/C-SiC）制动盘开发与特性研究
摘要：采用化学气相渗透法和反应熔体浸渗法组合工艺制备了缩比碳陶制动盘，盘体材料抗拉强度106MPa、抗压强度355MPa、抗弯强度195MPa，垂直和水平方向导热系数分别为41.1、38.8 W/（m•℃），导热性与强韧性协调关系较好。匹配粉末冶金闸片开展了碳陶制动盘摩擦磨耗缩比试验，基于试验结果建立并修正了制动盘传热过程的有限元仿真模型。试验与仿真分析结果表明：碳陶制动盘的耐磨性和耐热性均较好，且对偶闸片摩擦系数稳定、磨耗量满足行业标准要求。
城市轨道交通粉末冶金铝基复合材料制动盘研究进展
摘要:随着城市轨道交通的发展,轻量化需求日益迫切。作为制动系统关键部件的轻量化应用,铝基制动盘已在国内多处应用。采用粉末冶金工艺制备铝基制动盘不仅在性能、成本、批量化生产方面具备诸多优势,且实际使用效果与经济效益显著。基于此,文章详细介绍了粉末冶金法制备铝基制动盘的原材料、制备工艺及机加工技术对材料性能和显微组织的影响,综述了近年来国内粉末冶金铝基制动盘在实际装车应用中的主要进展,总结分析了铝基制动盘的摩擦磨损、耐腐蚀、耐高温、经济性等性能与装车应用效果,最后展望了粉末冶金铝基制动盘在更高速度等级城市轨道交通车辆的应用前景。轻量化设计实现的节能减排效益对城市轨道交通的可持续发展具有重要意义,推动了现代城市交通系统的技术进步和绿色发展。
机车车身表面机器人喷涂均匀性研究
摘要：[目的]在机车喷涂油漆的过程中，涂层厚度均匀性通常依靠人工不断调节工艺参数进行控制，严重影响调试进程，且浪费了大量的人力物力。[方法]在多通道轨迹喷涂沉积厚度模型的基础上，从理论角度分析了轨迹间距对膜厚分布的影响，提出以涂层厚度最大值、最小值和极差作为最优轨迹间距的评价指标。[结果]通过仿真计算，得到了在某固定喷幅条件下膜厚极差最小的轨迹间距。实际喷涂试验证实了轨迹间距对喷涂厚度均匀性的影响与仿真结果较为一致。[结论]在重叠率为 1/3左右的情况下，膜厚均匀性最好。
大功率氢燃料电池混合动力机车总体方案研究
摘要:详细阐述了大功率氢燃料电池混合动力机车各系统组成部件。该型机车采用平台化设计,可以实现不同功率机车的转换,缩短设计周期;机车动力系统采用氢燃料电池与动力蓄电池组的混合动力方式供电,并能对制动能量进行回收利用,可实现机车的绿色节能运行,满足环保要求;通过相关试验,验证了机车的启动、运行、停车、保护、故障安全导向等功能完全满足相关标准要求,动力系统满足机车运用工况、环境要求。
