交通運輸中的碳纖維應用
首先將相同尺寸的金屬材質接線盒與碳纖維接線盒質量進行對比,不銹鋼電氣接線盒的重量是37kg,鋁電氣接線盒的重量是17kg,而碳纖維電氣接線盒的重量僅為12.5kg,三種材質的電氣接線盒相比,
電氣接線盒的重量約為鋁電氣接線盒的73.5%,約為不銹鋼電氣接線盒的33.8%,由此可見,碳纖維電氣接線盒的,減重效果非常突出。這對于提升高鐵速度、節約能源有著很重要的作用。
1.軌道車輛
軌道車輛的電氣線路中擔負著控制系統的電能傳輸和信號控制與傳遞的重要裝置叫做電氣接線盒,目前高鐵等軌道交通車輛中的電氣接線盒采用的是鋁或不銹鋼材質,碳纖維材質因輕量化效果明顯,受到了廣泛關注。
與不銹鋼和鋁接線盒相比,碳纖維接線盒的抗疲效果也很好。在交變應力作用下,金屬材料的疲勞極限僅為靜荷強度的30%-40%,而在碳纖維電氣接線盒中,纖維與基體復合可緩和裂紋擴展,且存在纖
維內力再分配的可能性,所以碳纖維復合材料的耐疲勞極限較高,約為靜荷強度的70%-80%,并在破壞前有變形顯著的征兆,安全性能較高。除此之外,碳纖維盒體耐酸性好,對酸呈惰性,能耐濃鹽酸、磷酸、硫酸等侵蝕

2.商用的碳纖維
常用車體材料不銹鋼能夠抗低溫,并有較好的抗沖擊性,作為軌道車輛用的電氣接線盒材質,在性能上相對來說比較安全;鋁合金材質,抗低溫抗沖擊性佳,但是焊接質量要求較高,一旦吊腳焊縫偏短
,就容易出現起、收弧熔合不良的缺陷。碳纖維電氣接線盒在應對溫差大、沖擊性方面比金屬材質盒體要好,碳纖維材質的熱膨脹系數小,導熱率隨溫度升高而下降,能耐驟冷、急熱,實驗證明,在高低溫變化
中碳纖維電氣接線盒的尺寸基本不會發生變化。
目前,我國相關產業的發展離世界先進水平還有一定的差距,投入商用的碳纖維棒材料大都來自國外。國內應加大相關產業的投資力度、更新碳纖維板材技術水平、擴大生產能力,使相關產品質量盡快趕超世界先進水平。
軌道車輛用的電氣接線盒的應用成本主要包括三個方面:一是材料本身的價格,二是碳纖維定制加工工藝的費用,三是后期維護的成本。
作為材料本身的價格,碳纖維無疑沒有什么競爭優勢,但碳纖維電氣接線盒箱體可采用鋼模組合式模具,箱體主體部分可一體成型,不需要拼接,部分開孔可由模具直接成型出來,減少了碳纖維定制加工過程,其
制件的銑削、開孔等加工工藝與金屬件相似,可采用金屬加工設備進行加工。

