以轻促快！巧用碳纤维助力中国高铁时速冲至600公里
发布时间：2025-03-19 浏览次数：
在这片充满希望与奇迹的沃土上，中车长春轨道客车股份有限公司（以下简称中车长客）也迎来了自己的春天。他们研究的新课题《中国高铁时速600公里车体结构轻量化材料分析与研究》，得出了突破性的结论。
每提升1公里时速，中车长客便要付出百分努力。“为了提升速度，必须采取轻量化设计，但型材大多数为中空薄板结构，控制焊接变形实现车体轻量化面临着巨大的挑战。而且车体变轻，还将在很大程度上导致车体结构的强度降低。”中车长客项目团队中的侯思宇介绍道。
CR450AF
2024年12月29日，由国铁集团牵头，中国中车等国内企业、高校、科研院所组成的“铁路科技创新联盟”联合攻关的“CR450科技创新工程"发布了彼时全球运营时速最快高铁列车CR450动车组样车，样车试验速度时速450公里，运营速度时速400公里。
多轮筛选、多维考虑，最终，团队基于复合材料发明的原理，确定使用高模量碳纤维复合材料作为车体结构的材料。“同等情况下，碳纤维复合材料的质量轻，同时它具有较高的强度和模量，能够保证车体结构强度、刚度及模态等特性，能较为全面地满足车体整体的性能要求。”侯思宇兴奋地说道。 知其然更要知其所以然。确定了新用材，更要分析其可用性。针对轨道交通车体结构确定系统内、外资源，中车长客依据车体产品设计经验分析资源的可用性，为解决因果分析得出的材料选用、前端结构设计冗余、前端造型设计不足等问题解决提供资源依托。 “我们采用有限元仿真分析及模型试验的方式，替代对真实系统进行的试验，确定各种工况下，前端结构承受的气动载荷和应力分布情况，基于仿真分析结果，优化前端造型设计并开展模型试验。”中车长客项目团队的王然继续介绍道，“最终，采用碳纤维预浸料多层铺设成形工艺将物体的排列方式由单层排列调整为多层排列，实现复杂形状的前端造型优化设计及制造。” 在此过程中，中车长客项目团队发现技术冲突，并及时运用创新思维化解矛盾，优化生产制造流程，形成标准化操作，建立步骤流程体系、方法流程体和科学的人才评价体系。为企业储备人才的同时进行成果的转化和输出。 “自创新方法大赛引入到高铁生产一线，让一线工作者在遇到生产技术问题时可以不在依托于传统的经验，而是运用创新工具，从不同的视角考虑问题本身，打破思维定势，找到更优质的解决方案。”侯思宇微笑地说道。 以创新寻良方，集良方促成下一次的创新飞跃。中车长客将科研创新的思想、操作流程和阶段成果小心翼翼地储备至相关知识管理平台中，形成行业知识宝库。“便于其他作业人员在遇到相同或类似问题时的快速查找，缩短研发时间。”侯思宇认真地说道。 以科技创新培育新品“玫瑰”，并赠予“玫瑰”，手有余香。这是中车长客的创新感悟，也是其继续于高铁提速赛道上奔跑的不竭动力。
▓ 来源：吉林省科协
▓ 责编：情报君
