我國自主研制的鋁基復合材料雙層動車組出口歐洲

近日，我國首列出口歐洲的鋁基復合材料雙層動車組在中車株機公司下線，該列車組由中國自主研制，是可完全滿足歐盟鐵路系統互聯互通技術規範的雙層動車組，最大運營速度200km/h，具有載客量大、編組靈活、安全可靠、智能調控、乘坐舒適、噪聲低小等特點，將在奧地利、德國、匈牙利、瑞士和捷克等國的鐵路上運行。

據了解，2019年12月，中車株機公司與奧地利一家公司籤訂供應鐵路雙層客運動車組合同，隨後，中車株機公司立即組織人員開展設計研發、制造、調試工作，僅用時18個月，首列鋁基復合材料雙層動車組就成功下線，項目周期比國際同類型產品縮短了一半以上，彰顯了中國人的創造能力。
這次下線列車的基本編組形式爲2動4拖6節，坐席載客571人，最多載客1280人，比單層車的運量提高30%～35%，對緩解歐洲線路運力的緊張局面有較大作用。同時，該車組大量採用了鋁基復合材料，使其雙層整車質量比單層整車質量僅增加了約10%，電耗僅提高了約12%，溫室氣體排放也僅上升了約12%。
制造雙層動車組車體用的鋁基復合材料分別由佔75%的6XXX系鋁合金爲基體，以及碳纖維、玻碳纖維爲增強體而組成。由於碳纖維的加入，使該材料具有了許多優秀性能，例如，碳纖維的密度只有1.85g/cm3，可使鋁基復合材料的密度大幅下降；同時碳纖維有高達7000MPa的抗拉強度，使鋁基復合材料的抗拉強度大幅提升。因此，質量輕、剛性好、強度高的鋁基復合材料是當下制造高鐵車輛車體和雙層動車車體最理想的材料之一。
此外，碳纖維和玻碳纖維增強的鋁合金基復合材料還有如下優點：熱脹系數小、尺寸穩定性好。加入相當量的增強纖維不僅大幅度提高材料的強度和模量，也使復合材料的熱脹系數明顯下降。良好的高溫性能。復合材料在500℃仍具有600MPa的高溫強度，而6063合金在300℃強度已降到100MPa以下。良好的疲勞性能和斷裂韌性。纖維與鋁合金基體有很好的界面結合狀態，既可以有效地傳遞載荷，又能阻止裂紋擴展，提高材料的斷裂韌性，碳纖維/鋁合金復合材料的疲勞強度與抗拉強度比可達約0.7。（王祝堂）