碳纤维复合材料在轨道交通车辆上的应用与发展趋势
摘要: 以轨道交通车辆轻量化为背景，结合轨道交通碳纤维复合材料零部件批量化应用发展的需求，分析了轨道交通碳纤维复合材料部件向大规模生产应用下一步需要着力发展的方向，为轨道交通碳纤维复合材料部件的产业化应用和下一代低轴重高速列车的设计开发提供新的发展理念和思路。
适用于400 km/h高速铁路的新型铜镁合金接触线的研究
摘要：高速列车通过受电弓在接触线上的高速滑行中从接触网获得供电，400 km/h高速列车对接触线提出了更高的张力要求。现有的接触线材料中，铜铬锆接触线（CTCZ）生产工艺复杂，批量生产还不是很成熟，而且在高速铁路的接触网中鲜有应用，而在高速铁路有大量应用的铜镁合金接触线（CTMH）强度达不到400 km/h高速的要求。通过上引连铸工艺优化、连续挤压前增加感应预热装置和工艺以及对连续挤压模腔优化等接触线生产工艺优化的方法，在现有CTMH的成分范围内，试制了2个锚段的新型铜镁合金接触线CTMH（+），通过国家铁路产品质量检验检测中心（CRCC）的检测，性能满足TB/T 2809—2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》对CTMH接触线要求。也达到了抗拉强度高于570 MPa、导电率高于70%IACS的预定目标，为在400 km/h高铁接触网中的应用打下基础。
增材制造在轨道交通领域的应用与挑战
摘要：先进轨道交通装备作为高端制造的典型代表，其技术发展与产业革新具有重要战略意义和经济社会价值。增材制造技术的出现为先进材料、结构和装备的研发及应用带来了前所未有的机遇。文章首先介绍了增材制造的技术内涵与优势，然后结合轨道交通装备制造的内在要求和发展趋势，深入讨论了增材制造技术在轨道交通领域的应用现状、发展潜力及技术挑战，给出了增材制造技术与轨道交通装备制造的双向需求及结合点，指明了相关技术领域的协同创新及跨行业、跨领域合作是实现增材制造轨道交通装备的应有之义，从而为有序促进增材制造技术在轨道交通领域的应用，实现我国轨道交通高端装备智能制造产业的突破式发展提供参考。
搅拌摩擦焊在轨道交通领域的应用现状与发展前景
摘要：从搅拌头几何特征对焊接过程的影响、动车组车体部件的搅拌摩擦焊与钢轨的搅拌摩擦焊3方面总结了搅拌摩擦焊技术在轨道交通领域的应用现状与发展前景。在搅拌摩擦焊过程中，搅拌头几何特征会影响焊接产热与材料流动，进而影响接头性能。因此，应合理设计搅拌头的轴肩形状与尺寸、搅拌针形状与尺寸及搅拌针螺纹。目前，动车组车体部件主要材质为铝合金，其搅拌摩擦焊工艺已较成熟。随着交通运载装备制造领域对轻量化的需求进一步增大，部分车体部件中开始采用镁合金，其搅拌摩擦焊是未来的研究方向。其中，铝-镁异质合金中对于IMCs的调控是研究重点。在钢轨搅拌摩擦焊方面，采用低转速与低焊接速度的方式，可以抑制马氏体组织形成，满足中国铁道行业标准的要求。在此基础上提升焊接效率，是未来研究的关键。
城市轨道交通车辆预浸料前端玻璃钢头罩技术研究
摘要：[目的] 前端头罩作为城市轨道交通车辆的关键部件，因其独特的造型及所处部位，对整车质量平衡起着决定性作用。因此，易成型、轻量化的头罩设计成为行业内的研究重点。预浸料作为复合材料的中间材料，其性能介于普通玻璃钢和碳纤维之间，有必要对其进行深入研究。[方法]对头罩结构及选用材料进行了介绍，并对预浸料玻璃钢与现有产品的性能进行了对比分析。通过匹配成熟的复合材料成型工艺，制造试验样件，对比了预浸料玻璃钢样件与传统玻璃钢、碳纤维样件的综合性能，包括：机械性能、粘接强度、材料密度、成本、工艺性能等，获得了满足车辆需求的头罩结构配置。[结果及结论] 可选择3.5 mm 预浸料玻璃钢替代6.0 mm 传统手工糊制玻璃钢，在满足性能的基础上，可实现减重约40%。这一替代方案已应用于某实际项目，具有可实施性和较高的推广价值。
国内外钢轨快速打磨技术对比与创新应用
摘要：钢轨快速打磨采用被动式打磨技术，最先在德国投入工程化应用，其应用有较为成熟的经验。钢轨快速打磨技术引入国内十年以来，得到广泛运用和推广，适应国内高速铁路的快速打磨技术管理体系仍在不断完善。对国内外钢轨快速打磨技术的发展及应用进行对比和分析，以更好地促进快速打磨技术在国内的科学运用，完善快速打磨技术的创新和发展。
高速动车组车下区域结构轻量化设计
摘要：[目的] 为满足CR450 型动车组顶层指标，针对车体、转向架、牵引等系统，已采取了结构优化、材料优化、功能优化等轻量化措施，但仍不满足轻量化对14.5 t 轴重的要求，有必要进一步挖掘其他减重方式。[方法] 对CR450 型动车组车下设备安装的结构特点进行了分析，发现车下设备吊装存在与本构功能无关的附加质量，有进一步减重的空间。基于吸振和隔振原理，研究了不同质量、不同安装位置、不同吊装型式的设备对车辆动力学性能的影响，确定了车下设备采用地板滑槽吊装方式。设计了托装式吊装结构，进一步提高了弹性吊装设备的结构安全性。针对设备舱，研究了轻量化复合材料方案，以及轻质电缆、轻质管路等轻量化方案。[结果及结论] 滑槽吊装方式在我国高速动车组中应用普遍，通过将传统的底架边梁吊装改为地板滑槽吊装实现了进一步减重。制定的车下区域结构轻量化方案可使CR450 型动车组较CR400BF 型全列减重约8.6 t。仿真分析和正线试验验证表明，方案满足列车顶层指标和运行要求。针对设备舱，通过选取合适的材料、结构和工艺，可同时满足列车高速运行时对轻量化、设备防护、导流等的要求。
大功率氢内燃机关键技术及在轨道交通领域发展前景
摘要：分析氢内燃机的发展现状和技术路线，总结了大功率氢内燃机的氢气喷射技术、混合气形成技术、燃烧控制技术、进气增压技术、排放控制技术、点火系统设计等关键技术。研究表明：现阶段大功率氢内燃机的开发主要采用进气道喷射方式，选用单级增压及冷型火花塞点火，运用稀薄燃烧策略控制ＮＯｘ排放。缸内直喷技术可作为未来大功率氢内燃机提高功率与热效率的技术路线。根据目前氢能在轨道交通领域内的应用现状，对大功率氢内燃机的应用进行了可行性分析，总结了未来大功率氢内燃机机车可能的运用领域和运用模式，为未来的进一步开发和应用场景提供一定的参考。
树脂基碳纤维复合材料在轨道车辆车体上的应用及制造工艺概述
摘要：以韩国摆式列车车体为例初步介绍了树脂基复合材料车体制造方法，并详细阐述了树脂基碳纤维复合材料车体制造工艺，包括预浸料制造工艺、热压罐成型工艺、真空辅助树脂灌注成型工艺、自动铺放工艺、拉挤成型工艺和缠绕成型工艺的具体内容和主要参数。研究结果可为树脂基碳纤维复合材料在轨道交通车辆车体上的应用提供参考。
电力机车车体总成自动化焊接应用研究
摘要：电力机车车体是整个电力机车的承载主体，稳定的焊接质量对于保证行车安全至关重要。选取典型HXD1型电力机车车体总成为对象，从电力机车车体总成结构特点、自动化焊接工位布局、自动焊设备选型、自动焊焊接参数调试、样件验证及实物应用等方面进行了介绍。通过批量生产验证将自动焊台位与上下工序连通，满足了电力机车车体总成的自动上下料、自动化焊接要求，最终电力机车车体总成在行业内首次实现自动化焊接工程化应用。
