Geschäumtes Aluminium für Schienenpersonenwagen

Wie das Eigengewicht von Schienenpersonenwagen reduziert werden kann, um kinetische Zugenergie zu sparen, die Zugbetriebskosten zu senken, den Lärm im Fahrgastraum zu reduzieren und den Fahrgastkomfort zu verbessern, war schon immer eine wichtige Richtung der Entwicklung der Schienenpersonenwagentechnologie im In- und Ausland und das Ziel des Fahrzeugdesigns. Das geringe Gewicht von Pkw und der Lärmschutz von Fahrgasträumen werden oft durch den Einsatz neuer Materialien realisiert.

Im Vergleich zu Metallaluminium mit einem spezifischen Gewicht von 2,7 kann durch die Verwendung von Titanhydrid als Schaummittel das Volumen von Schaumaluminium auf das 13-fache des Originals erweitert und das spezifische Gewicht auf 0,2 ~ 0,4 reduziert werden, was 1 / 3 von Holz entspricht.  Neben seinen ultraleichten Eigenschaften hat es auch hervorragende mechanische, akustische, thermische und andere Eigenschaften. Es hat breite Anwendungsperspektiven in den Bereichen Architektur, Automobil, Eisenbahnpersonenwagen, Militär und so weiter, insbesondere in der heutigen Welt.

Zum Zeitpunkt des Eintretens für Energieeinsparung und Emissionsreduzierung hat es eine wichtigere diachrone Bedeutung.

Am Beispiel der geschäumten Aluminium-Sandwichplatte und der Aluminium-Waben-Sandwichplatte mit einer Gesamtdicke von 14,5 mm (Sandwichschicht von 12 mm) wurden die Eigenschaften von geschäumtem Aluminium und Aluminiumwaben verglichen und analysiert.

Mechanische Eigenschaften. Im Allgemeinen beträgt die Festigkeit von geschäumtem Aluminium etwa 1% der von dichtem Aluminium, und der Elastizitätsmodul beträgt etwa 1 / 50 ~ 1 / 100 von dem von dichtem Aluminium. Die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von geschäumtem Aluminium spiegeln sich in seinen Kompressions- und Ermüdungseigenschaften wider. Im komprimierten Zustand zeigt geschäumtes Aluminium einen breiten Spannungsabschnitt bei einem bestimmten Spannungsniveau. Zum Beispiel in

Bei gleicher Druckbelastung von 1000 kg zeigen die Vergleichstestergebnisse von 14,5 mm geschäumter Aluminium-Sandwichplatte und Aluminium-Waben-Sandwichplatte, dass die Verformung von Aluminiumwaben etwa 2,1 mm beträgt, während es grundsätzlich keine Verformung von geschäumtem Aluminium gibt.

Akustische Leistung. Die hervorragende akustische Leistung von geschäumtem Aluminium spiegelt sich in der Dämpfung, Schalldämmung und Schallabsorptionsleistung wider. Als Makromaterial besteht geschäumtes Aluminium aus Aluminiummetallrahmen und Poren (die als zweites Phasengas angesehen werden können). Es gibt eine große Anzahl von Mikro- und Makrodefekten im Inneren. Eine große Anzahl von Grenzflächen, die zwischen Poren und Matrix gebildet werden, vergrößern den Abstand zwischen den beiden Phasen

Defekte interagieren, um eine extrem ungleichmäßige Mikrostruktur und einen extrem ungleichmäßigen Spannungszustand zu erzeugen. Wenn die äußere Kraft auf die Organisation einwirkt, intensiviert sie den ungleichmäßigen Spannungszustand, verursacht Versetzungsbewegungen und Kunststoffschlupf im Defektbereich, erhöht die Versetzungsdichte und erzeugt eine große Dehnungsphasendifferenz zwischen dem Rahmen und dem Loch, um eine zweiphasige Grenzfläche zu bilden

An der wird innere Reibung erzeugt, die mechanische Eigenschaften in Wärmeenergie umwandelt. Die Schalldämmleistung von geschäumtem Aluminiumkernmaterial ist höher als die von Aluminiumwabenkernplatten mit der gleichen Dicke. Im Vergleich zu anderen Schalldämmstoffen hat geschäumtes Aluminium nicht nur ein breites Schallabsorptionsband, sondern auch eine gute niederfrequente Schallabsorptionsleistung.

Thermische Eigenschaften. Der Schmelzpunkt von geschäumtem Aluminium ist im Grunde der gleiche wie der von Aluminium, aber beeinflusst von der Oxidschicht auf der Oberfläche von Schaumstoff, ist die Schmelzpunkttemperatur von geschäumtem Aluminium höher als der theoretische Schmelzpunkt. Wenn die Oxidschicht dick genug ist und die Temperatur ohne äußere Kraft höher ist als der Schmelzpunkt von Aluminium, kann die dicke Oxidschicht die poröse Struktur von geschäumtem Aluminium unterstützen. Wenn die Erwärmung in einer oxidierenden Umgebung fortgesetzt wird, nimmt die Dicke der Oxidschicht zu und das geschäumte Aluminium wird stabiler. schäumend

Es gibt Luftmedium mit niedrigem Wärmeleitfähigkeitssystem in den Poren von Aluminiummaterial. Die Wärmeleitfähigkeit von geschäumtem Aluminium ist viel niedriger als die von Aluminiummetall, die etwa 1 / 60 der von Aluminium beträgt, und die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit zunehmender Porenclearance-Rate exponentiell ab. Unter den gleichen Bedingungen wurde der Verbrennungsvergleichstest von Aluminiumwabenplatte und geschäumtem Aluminiumkernmaterial durchgeführt. Die Oberfläche der Aluminiumwaben-Sandwichplatte begann in den 20er Jahren zu schmelzen, und Gas begann auf der Oberfläche der Aluminiumwaben-Sandwichplatte in den 50er Jahren erzeugt zu werden, während geschäumtes Aluminium keine offensichtliche Veränderung aufwies.

Die leichte Struktur, die Energieabsorption und die Schalldämpfung von geschäumtem Aluminium machen es weit verbreitet in Automobilen, Eisenbahnen und anderen Transportbereichen. German Karmann Co., Ltd. hat sich für geschäumte Aluminium-Sandwichplatte entschieden, um Pkw-Top-Abdeckplatte und Bodenplatte herzustellen. Seine Steifigkeit ist 7-mal größer als die der ursprünglichen Stahlkomponenten und seine Masse ist 25% niedriger als die der ursprünglichen Stahlkomponenten. Südkoreanische Eisenbahnwaggons haben geschäumte Aluminium-Sandwichpaneele angenommen, um das Dach herzustellen.

Geschäumtes Aluminium hat eine starke Absorption von Kollisionsenergie, erzeugt beim Aufprall eine plastische Verformung, absorbiert die Aufprallkraft der externen Belastung und kann die Sicherheit von Fahrzeugen und Personal wirksam schützen. Wenn ein Auto mit einer Masse von 1500 kg mit einer Geschwindigkeit von 48 km / h kollidiert, wird die Aufprallfläche als 1000 mm × Berechnet als 150 mm und 20 mm dick, kann es 84% der gesamten Aufprallenergie absorbieren. Daher ist das vordere Ende von Pkw-Fahrern

Geschäumtes Aluminium wird verwendet, um geschäumten Kunststoff oder FRP für Komponenten zu ersetzen, was die Lebensdauer verbessern und den Wartungsaufwand reduzieren kann. Gleichzeitig eliminiert es auch das schädliche Gas, das von traditionellen Materialien erzeugt wird, um die Verluste und Opfer bei Verkehrsunfällen erheblich zu reduzieren. Eisenbahnwaggons verwenden in der Regel Glaswolle als wichtigstes schallabsorbierendes Material. Mit der Verlängerung der Anwendungszeit wird der Feuchtigkeitsgehalt in Glaswolle weiter zunehmen, was zu Glaswolle führt

Die innere Struktur der Baumwolle kollabiert und bildet eine makroporöse Umgebung, und die Flüsterleistung nimmt allmählich ab. Wenn geschäumtes Aluminium auf die Innendämpfung von Eisenbahnwaggons aufgebracht werden kann, kann es einmal installiert und dauerhaft verwendet werden, und seine Schallabsorptionswirkung wird mit der Verlängerung der Zeit nicht verringert, und es besteht keine potenzielle Brandgefahr. Um die Brandschutzleistung und die Lärmminderungswirkung von Hochgeschwindigkeitszügen zu verbessern, werden in fast allen Innenteilen des Zuges, wie Boden, Seitenwand, Trennwand und Dach, im Wagen des koreanischen Hochgeschwindigkeitszuges km2 geschäumte Aluminiummaterialien verwendet. Japans Shinkansen-Sightseeing-Bus wählt auch geschäumtes Aluminium als Schallschutzwand, um den Lärm von Generatoren, Ventilatoren, Klimaanlagen und anderen Geräten zu reduzieren. Derzeit werden geschäumte Aluminiummaterialien erfolgreich in der U-Bahn von Shanghai und der U-Bahn Beijing Batong in China eingesetzt.

Geschäumtes Aluminium für Schienenpersonenwagen wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie Ultraleichtigkeit, Schallabsorption, Flammwidrigkeit, Energieaufnahme und Umweltschutz in Zukunft breite Anwendungsperspektiven in der Entwicklung von Schienenpersonenwagen haben.