СКОРОСТНЫЕ
ПОЕЗДА
Потенциальные преимущества применения сандвич-панелей
из композиционных материалов в конструкции кузовов вагонов
Показатели
ЕС02 (эконо-
мичность и эко-
логичность)1
Безопасность
Снижение массы
Сокращение потребления энергии
+
Снижение уровня внешнего шума
+
Уменьшение размеров компонентов2
+
Снижение неблагоприятного воздействия на путь
+
Косвенное воздействие на сокращение эмиссии
вредных веществ
+
Устойчивость к воздействию боковых сил
_
Уменьшение толщины стенок
Увеличение полезной нагрузки
+
Повышение уровня комфорта для пассажиров
+
Уменьшение числа конструктивных элементов
Упрощение изготовления
+
Повышение привлекательности дизайна
+
Применение новых материалов
Обеспечение безопасности при столкновении
±
Переработка для вторичного использования
±
Пожарная безопасность
±
'Имеются в виду как экономические преимущества для оператора, так и экологиче-
ские преимущества в целом.
-
’Возможно создание «спирального» эффекта от уменьшения размеров.
зачастую
выше,
чем
к
величине
ускорения,
может возникнуть
по-
требность в увеличении мощности
тяговых двигателей.
В таблице представлены некото-
рые потенциальные экономические
и экологические преимущества, до-
стигаемые
благодаря
использова-
нию сандвич-панелей в качестве не-
сущих конструкций кузова.
Проблемы
В то же время имеются некото-
рые
аспекты,
которые
могут ока-
зывать негативное влияние. В част-
ности, заслуживает внимательного
рассмотрения
проблема
устойчи-
вости
подвижного
состава
к
воз-
действию поперечных сил при сни-
жении массы.
Обеспечение безопасности
при
столкновении
и
поглощение энер-
гии соударения — еще одна пробле-
ма при использовании композици-
онных материалов. Стальные кузо-
ва
получили достаточно
широкое
распространение
при
производ-
стве подвижного состава и облада-
ют хорошими энергопоглощающи-
ми свойствами. Многослойные кон-
струкции с использованием компо-
зиционных материалов подвержены
разрушениям различного характера,
которые по-разному влияют на их
энергопоглощающие свойства. По-
этому для
создания
прочной
кон-
струкции важно определить после-
довательность выхода
из строя ее
элементов.
Композиционные материалы об-
ладают исключительно благоприят-
ными характеристиками соотноше-
ния прочности и массы и, как пра-
вило, имеют высокую устойчивость
к коррозии по сравнению с другими
материалами. Они могут быть пред-
почтительны с точки зрения мень-
шей потребности в обслуживании
или
замене
компонентов.
Однако
многие из используемых ныне ком-
позиционных материалов с трудом
поддаются переработке с целью их
повторного
использования,
хотя
увеличение интереса к применению
таких материалов заставляет искать
пути решения этой проблемы.
При производстве подвижного
состава
железнодорожного транс-
порта используются некоторые на-
туральные волоконные композици-
онные материалы, например пенька.
Такие материалы могут быть пред-
почтительными с точки зрения сни-
жения массы, возможности перера-
ботки для повторного использова-
ния и меньшей стоимости. В то же
время по ряду показателей отдель-
ные
натуральные
материалы
ху-
же искусственных и могут не соот-
ветствовать, например, требуемому
уровню жесткости, прочности, ог-
нестойкости и влагопоглощения.
В
конечном
итоге выбор
мате-
риала определяется на основе ком-
промисса
между
механическими,
экологическими
и
экономически-
ми характеристиками. Некоторые
из
них,
например
механические,
легко поддаются
количественной
оценке. Для других характеристик
сделать это труднее. Так, непросто
оценить,
какая
степень непригод-
ности
данного
материала
к
пере-
работке для повторного использо-
вания приемлема при возможном
снижении массы или цены или ка-
кие аспекты имеют большее значе-
ние
в плане
воздействия
на
окру-
жающую среду и где находится до-
пустимый предел.
Оптимальное решение этих во-
просов, по всей видимости, должно
быть ориентировано на снижение
массы как важнейшую цель, после
чего могут быть последовательно
рассмотрены
основные
варианты
конструкции
подвижного состава.
В то же время необходимо принять
во внимание производственные за-
траты
для
различных
вариантов,
что позволит сделать реалистичный
окончательный выбор.
D. Wennberg et al. Railway Gazette Interna-
tional,
2011. № 1. p. 30-32.
материалы
стокгольмского Королевского технологи-
ческого института
(www.kth.se/en).
46
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, №6
предыдущая страница 47 Железные дороги мира 2011 06 читать онлайн следующая страница 49 Железные дороги мира 2011 06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст