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【摘要】:随着科技的不断发展,材料工程技术取得较大进步,各种新材料以及材料技术在各行各业的作用更加突出,尤其是在铁路工程方面的应用,实现了持續性的改进与提高,为整个社会生活带来巨大便利,对社会经济的发展起到极大的推动作用。在铁路领域,高速铁路建设更加趋于智能化的特征,在新的材料技术的推动下,整个铁路工程的安全性和稳定性得以增强。本文立足材料工程技术发展的新趋势,结合高速铁路建设中材料技术的发展情况,探讨了其对高速铁路建设产生的深远影响。
【关键词】:材料工程技术;进展;铁路工程
前言:
在整个社会不断发展进程中,高速铁路是时代的象征,代表了科学发展水平的提升,尤其是铁路工程建设中新材料技术的应用,为整个铁路事业的繁荣发展奠定基础。当前,高速铁路的修建在整个基础设施建设中彰显重要性,借助高新材料工程技术,加快高铁建设速度,发挥先进材料及工程技术的优势,有效缓解运输紧张的问题。由此可见,铁道材料工程技术的发展与研究极具社会意义。
1、全面分析材料工程技术发展对高速铁路建设产生的影响
1.1轻量化材料应用在高速列车结构设计中
对于高铁列车结构的轻量化,在根本上有利于能源的有效节约,有效降低对线路的损耗。与此同时,在轻量化结构应用中,其主要方式是借助轴重和簧下重量来实现,涉及到列车整体,有效降低车体自身以及相关设备的重量。另外,簧下重量主要涉及转向架材料以及相关的工艺结构的优化。在高速列车发展中,立足轴重因素的限制,必须借助工程技术,强化结构轻量化的实现。
1.1.1轻量化材料以及相关技术在车体中应用介绍。高速列车的车体材料主要是轻质铝合金,为了保证全焊接、大型铝合金整体机构的车体,对铝合金材料发展提出更高要求,需要保证与车体的长度相同,同时是中空的,壁厚数值较低。在这种需求下,加锂的铝合金材料出现,其密度较小,弹性较强,具有突出的可塑性,极具发展潜力。在车体构造中,可以应用镍铬奥氏不锈钢,其抗击能力突出,耐热性较强,自身重量较轻,保证较长的使用时间,有利于成本的降低,因此,这种材质十分适合车体建造。
1.1.2轻量化材料和技术在转向架中的应用。对于高速列车而言,其可以将驱动制动相结合的方式,能够实现对簧下重量的有效降低,但是,这种结构应用的前提是具有先进的材料及相关工程技术。立足驱动制动单元的双空心轴驱动装置材料和工艺,需三个方面的支持。首先,针对六连杆橡胶关节问题,要注重开发能够耐高温、耐老化的橡胶关键元件。其次,针对铝合金铸造的齿轮箱,需要铝合金材质达到较高的强度指标,同时,关注壁薄问题,满足轻量化的标准。再次,对于空心轴与转向盘的焊接,需要较高的材料焊接技术。在焊接操作中,要发挥机器人技术,保证焊缝处具有较高的抗疲劳强度,重视对焊缝进行全面检验。对于高速列车的车辆机构,通常使用复合材料,目的是有效降低重量。轴箱采用的是优质铝合金,使用空心轴,同时,要对轴座进行处理,以有效降低磨损。
1.1.3复合材料的应用。对于高速列车而言,防火功能十分重要,主要应用了玻璃纤维增强的酚醛脂基复合材料,即便遇到火焰,也不会燃烧,同时,盐雾量较少,对降低有毒烟雾的浓度具有突出作用。这种材料可以被应用在车内装饰中,即便高温条件,也可实现连续使用的目的。对于高速列车的天花板和底板等位置,通常采用夹层结构的复合材料,甚至可以应用在车头材料中。
1.2对功能性材料在高速列车中应用的介绍
1.2.1橡胶材料应用分析。将橡胶原料应用在高速列车中,有效发挥缓冲、隔音等作用,但是,比较容易出现老化的问题,因此,要重视橡胶材料选择的科学性与合理性,以更好地满足使用标准和要求。
1.2.2制动材料的应用。在高速列车制动中,主要形式为摩擦制动的盘形制动。制动盘的材料为合金锻钢,保证具有较高的抗热性,鉴于此,要重视研发抗高温、防热裂的复合金属材料。针对闸片,材料需要具备较高的耐热耐磨性,
1.2.3对受流材料的介绍。随着高速列车速度的不断提升,需要避免高速诱发离线不受电的现象,要提升导线的张力和波动传播速度,需要研发具备这一功能的复合型导线。同时,与导线相连的滑板质量要高,需要保证具有较好的带电摩擦特性,韧性要高。
1.3对高速铁路钢轨材料的介绍
对于高速铁路而言,钢轨的十分关键,表面损失会影响列车的正常行驶。鉴于其行驶速度较快,因此,立足高速环境,使得列车与轨道之间的粘着力回暖出现下降,为此,要重视提升钢轨表面的粘着力,研发具有高摩系数的固体润滑帮,同时,将具有高摩系数的罐体润滑棒应用在车轮踏面,实现粘着性的增强。借助喷油器的使用,满足向钢轨喷油的需要,有效缓解摩擦现象。
2、对新材料工程技术和工艺应用的分析
2.1对高速智能材料的介绍
当前,高速智能列车备受关注,需要借助先进的材料和技术作为支持。例如,为了有效提升高速列车的曲线通过能力,可以采取可倾式车体模式,发挥电子轮可控转向架技术,实现对曲线轮轨磨损现象的解决,保证运行的稳定性与可靠性,这些技术的实现与计算机信息技术关系密切,借助大功率元器件,与先进的控制技术进行结合,研发传感器材料,构建信息数据处理系统。高智能列车需要高智能的材料作为技术支持。高智能材料能够根据环境条件的变化而进行调整,有效发挥作用,因此,需要在智能材料中融入软件系统,有效发挥科技与材料的优势,形成智能化材料。一旦电子材料中的通讯等系统发生故障,后果十分分严重,但是,在智能材料的应用下,这一问题将被有效避免。智能材料能够在故障发生之前进行有效的察觉,实现故障的自我修复,避免事故的发生。
2.2超导材料在超导磁悬浮列车中的应用
在超导悬浮列车中,主要应用了超导磁体,立足磁力排斥的原则,磁悬浮之间的间隙较大。应用电磁体的超导磁悬浮列车,主要发挥磁性吸引力的作用,便于应用,扩大了零件之间的制造公差。超导磁体的应用使得磁场强度被增大,列车重量被减轻。高温超导材料的应用对于超导细悬浮列车的发展意义重大,因此,要立足两个方面进行努力。首先,对于高温超导物质而言,其主要是由氧化物组成的脆性材料,因此,给柔性线材的制作造成困难,因此,在制作工艺中,要采取混合技术,利用机械合金化方法进行金属芯线的研制,同时,将成膜技术应用在超导薄膜的制造中,形成软弱的超导线材。
结束语:
综上,随着科技的不断发展和进步,新材料、新技术发展迅速,其在铁路行业中的应用得到拓展,对铁路建设影响巨大。因此,立足材料工程发展实际,对其在铁路行业中的应用进行全面探讨,了解其进展情况,与此同时,结合新时期铁路科技新材料的应用前景,推动其实现更好、更快的发展,以更好地服务于社会。
参考文献:
[1]段家宝,李新明,李常胜.铁道材料工程技术的进展研究[J].中国高新技术企业,2014,07:124-125.
[2]徐燕申,田欣利,于爱兵,林彬,任成祖.工程陶瓷材料加工技术的研究进展[J]. 中国机械工程,1996,06:59-62+124.
[3]郑中岳,冯小慧,许国英.铁道材料工程技术的进展[J].铁道物资科学管理,1996,03:34-37.
[4]袁平.逆向工程技术的研究与工程应用[D].昆明理工大学,2002.
作者简介:郭展郡(1994.10—),天津武清人,单位:中国人民解放軍装甲兵工程学院。
【关键词】:材料工程技术;进展;铁路工程
前言:
在整个社会不断发展进程中,高速铁路是时代的象征,代表了科学发展水平的提升,尤其是铁路工程建设中新材料技术的应用,为整个铁路事业的繁荣发展奠定基础。当前,高速铁路的修建在整个基础设施建设中彰显重要性,借助高新材料工程技术,加快高铁建设速度,发挥先进材料及工程技术的优势,有效缓解运输紧张的问题。由此可见,铁道材料工程技术的发展与研究极具社会意义。
1、全面分析材料工程技术发展对高速铁路建设产生的影响
1.1轻量化材料应用在高速列车结构设计中
对于高铁列车结构的轻量化,在根本上有利于能源的有效节约,有效降低对线路的损耗。与此同时,在轻量化结构应用中,其主要方式是借助轴重和簧下重量来实现,涉及到列车整体,有效降低车体自身以及相关设备的重量。另外,簧下重量主要涉及转向架材料以及相关的工艺结构的优化。在高速列车发展中,立足轴重因素的限制,必须借助工程技术,强化结构轻量化的实现。
1.1.1轻量化材料以及相关技术在车体中应用介绍。高速列车的车体材料主要是轻质铝合金,为了保证全焊接、大型铝合金整体机构的车体,对铝合金材料发展提出更高要求,需要保证与车体的长度相同,同时是中空的,壁厚数值较低。在这种需求下,加锂的铝合金材料出现,其密度较小,弹性较强,具有突出的可塑性,极具发展潜力。在车体构造中,可以应用镍铬奥氏不锈钢,其抗击能力突出,耐热性较强,自身重量较轻,保证较长的使用时间,有利于成本的降低,因此,这种材质十分适合车体建造。
1.1.2轻量化材料和技术在转向架中的应用。对于高速列车而言,其可以将驱动制动相结合的方式,能够实现对簧下重量的有效降低,但是,这种结构应用的前提是具有先进的材料及相关工程技术。立足驱动制动单元的双空心轴驱动装置材料和工艺,需三个方面的支持。首先,针对六连杆橡胶关节问题,要注重开发能够耐高温、耐老化的橡胶关键元件。其次,针对铝合金铸造的齿轮箱,需要铝合金材质达到较高的强度指标,同时,关注壁薄问题,满足轻量化的标准。再次,对于空心轴与转向盘的焊接,需要较高的材料焊接技术。在焊接操作中,要发挥机器人技术,保证焊缝处具有较高的抗疲劳强度,重视对焊缝进行全面检验。对于高速列车的车辆机构,通常使用复合材料,目的是有效降低重量。轴箱采用的是优质铝合金,使用空心轴,同时,要对轴座进行处理,以有效降低磨损。
1.1.3复合材料的应用。对于高速列车而言,防火功能十分重要,主要应用了玻璃纤维增强的酚醛脂基复合材料,即便遇到火焰,也不会燃烧,同时,盐雾量较少,对降低有毒烟雾的浓度具有突出作用。这种材料可以被应用在车内装饰中,即便高温条件,也可实现连续使用的目的。对于高速列车的天花板和底板等位置,通常采用夹层结构的复合材料,甚至可以应用在车头材料中。
1.2对功能性材料在高速列车中应用的介绍
1.2.1橡胶材料应用分析。将橡胶原料应用在高速列车中,有效发挥缓冲、隔音等作用,但是,比较容易出现老化的问题,因此,要重视橡胶材料选择的科学性与合理性,以更好地满足使用标准和要求。
1.2.2制动材料的应用。在高速列车制动中,主要形式为摩擦制动的盘形制动。制动盘的材料为合金锻钢,保证具有较高的抗热性,鉴于此,要重视研发抗高温、防热裂的复合金属材料。针对闸片,材料需要具备较高的耐热耐磨性,
1.2.3对受流材料的介绍。随着高速列车速度的不断提升,需要避免高速诱发离线不受电的现象,要提升导线的张力和波动传播速度,需要研发具备这一功能的复合型导线。同时,与导线相连的滑板质量要高,需要保证具有较好的带电摩擦特性,韧性要高。
1.3对高速铁路钢轨材料的介绍
对于高速铁路而言,钢轨的十分关键,表面损失会影响列车的正常行驶。鉴于其行驶速度较快,因此,立足高速环境,使得列车与轨道之间的粘着力回暖出现下降,为此,要重视提升钢轨表面的粘着力,研发具有高摩系数的固体润滑帮,同时,将具有高摩系数的罐体润滑棒应用在车轮踏面,实现粘着性的增强。借助喷油器的使用,满足向钢轨喷油的需要,有效缓解摩擦现象。
2、对新材料工程技术和工艺应用的分析
2.1对高速智能材料的介绍
当前,高速智能列车备受关注,需要借助先进的材料和技术作为支持。例如,为了有效提升高速列车的曲线通过能力,可以采取可倾式车体模式,发挥电子轮可控转向架技术,实现对曲线轮轨磨损现象的解决,保证运行的稳定性与可靠性,这些技术的实现与计算机信息技术关系密切,借助大功率元器件,与先进的控制技术进行结合,研发传感器材料,构建信息数据处理系统。高智能列车需要高智能的材料作为技术支持。高智能材料能够根据环境条件的变化而进行调整,有效发挥作用,因此,需要在智能材料中融入软件系统,有效发挥科技与材料的优势,形成智能化材料。一旦电子材料中的通讯等系统发生故障,后果十分分严重,但是,在智能材料的应用下,这一问题将被有效避免。智能材料能够在故障发生之前进行有效的察觉,实现故障的自我修复,避免事故的发生。
2.2超导材料在超导磁悬浮列车中的应用
在超导悬浮列车中,主要应用了超导磁体,立足磁力排斥的原则,磁悬浮之间的间隙较大。应用电磁体的超导磁悬浮列车,主要发挥磁性吸引力的作用,便于应用,扩大了零件之间的制造公差。超导磁体的应用使得磁场强度被增大,列车重量被减轻。高温超导材料的应用对于超导细悬浮列车的发展意义重大,因此,要立足两个方面进行努力。首先,对于高温超导物质而言,其主要是由氧化物组成的脆性材料,因此,给柔性线材的制作造成困难,因此,在制作工艺中,要采取混合技术,利用机械合金化方法进行金属芯线的研制,同时,将成膜技术应用在超导薄膜的制造中,形成软弱的超导线材。
结束语:
综上,随着科技的不断发展和进步,新材料、新技术发展迅速,其在铁路行业中的应用得到拓展,对铁路建设影响巨大。因此,立足材料工程发展实际,对其在铁路行业中的应用进行全面探讨,了解其进展情况,与此同时,结合新时期铁路科技新材料的应用前景,推动其实现更好、更快的发展,以更好地服务于社会。
参考文献:
[1]段家宝,李新明,李常胜.铁道材料工程技术的进展研究[J].中国高新技术企业,2014,07:124-125.
[2]徐燕申,田欣利,于爱兵,林彬,任成祖.工程陶瓷材料加工技术的研究进展[J]. 中国机械工程,1996,06:59-62+124.
[3]郑中岳,冯小慧,许国英.铁道材料工程技术的进展[J].铁道物资科学管理,1996,03:34-37.
[4]袁平.逆向工程技术的研究与工程应用[D].昆明理工大学,2002.
作者简介:郭展郡(1994.10—),天津武清人,单位:中国人民解放軍装甲兵工程学院。