الألومنيوم الرغوي لسيارات الركاب السكك الحديدية

كيفية تقليل الوزن الميت لسيارات ركاب السكك الحديدية ، وذلك لتوفير الطاقة الحركية الجر ، وتقليل تكلفة تشغيل القطار ، والحد من ضوضاء مقصورة الركاب وتحسين راحة الركاب كانت دائما اتجاها مهما لتطوير تكنولوجيا سيارات الركاب بالسكك الحديدية في الداخل والخارج ، والهدف من تصميم المركبات. غالبا ما يتم تحقيق الوزن الخفيف لسيارات الركاب والتحكم في الضوضاء في مقصورات الركاب باستخدام مواد جديدة.

بالمقارنة مع الألومنيوم المعدني ذي الجاذبية النوعية 2.7 ، باستخدام هيدريد التيتانيوم كعامل رغوي ، يمكن توسيع حجم الألومنيوم الرغوي إلى 13 مرة من الأصل ، ويمكن تقليل الجاذبية النوعية إلى 0.2 ~ 0.4 ، وهو ما يعادل 1 / 3 من الخشب. بالإضافة إلى خصائصه الخفيفة للغاية ، فإنه يحتوي أيضا على خصائص ميكانيكية وصوتية وحرارية ممتازة وغيرها. لديها آفاق تطبيق واسعة في مجالات الهندسة المعمارية والسيارات وسيارات الركاب السكك الحديدية والعسكرية وهلم جرا ، وخاصة في عالم اليوم

في وقت الدعوة إلى الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات ، لها أهمية أكبر في المقام الأول.

إذا أخذنا لوحة ساندويتش الألومنيوم الرغوية ولوحة ساندويتش قرص العسل من الألومنيوم بسماكة إجمالية تبلغ 14.5 مم (طبقة ساندويتش 12 مم) كمثال ، تمت مقارنة وتحليل خصائص الألمنيوم الرغوي وقرص العسل من الألومنيوم.

الخواص الميكانيكية. بشكل عام ، تبلغ قوة الألمنيوم الرغوي حوالي 1٪ من قوة الألمنيوم الكثيف ، ومعامل المرونة حوالي 1 / 50 ~ 1 / 100 من الألمنيوم الكثيف. تنعكس الخصائص الميكانيكية الممتازة للألومنيوم الرغوي في خصائص الضغط والتعب. عند ضغطه ، يظهر الألمنيوم الرغوي قسما عريضا من الإجهاد عند مستوى إجهاد معين. على سبيل المثال، في

تحت نفس حمل الضغط البالغ 1000 كجم ، تظهر نتائج الاختبار المقارنة للوحة ساندويتش الألومنيوم الرغوي 14.5 مم ولوحة ساندويتش قرص العسل من الألومنيوم أن تشوه قرص العسل من الألومنيوم يبلغ حوالي 2.1 مم ، في حين لا يوجد في الأساس أي تشوه للألومنيوم الرغوي.

الأداء الصوتي. ينعكس الأداء الصوتي الممتاز للألومنيوم الرغوي في أداء التخميد وعزل الصوت وامتصاص الصوت. كمادة ماكرو ، يتكون الألمنيوم الرغوي من إطار معدني من الألومنيوم والمسام (والتي يمكن اعتبارها غاز المرحلة الثانية). هناك عدد كبير من العيوب الدقيقة والكلية في الداخل. عدد كبير من الواجهات التي تشكلت بين المسام والمصفوفة تزيد من الفجوة بين المرحلتين

تتفاعل العيوب لإنتاج بنية مجهرية غير متساوية للغاية وحالة إجهاد. عندما تعمل القوة الخارجية على المنظمة ، فإنها تكثف حالة الإجهاد غير المتساوية ، وتسبب حركة الخلع والانزلاق البلاستيكي في منطقة العيب ، وتزيد من كثافة الخلع ، وتنتج فرقا كبيرا في طور الإجهاد بين الإطار والثقب ، وذلك لتشكيل واجهة من مرحلتين

يتم توليد الاحتكاك الداخلي في ، والذي يحول الخواص الميكانيكية إلى طاقة حرارية. أداء عزل الصوت للمواد الأساسية المصنوعة من الألومنيوم الرغوي أعلى من أداء لوحة قرص العسل الأساسية المصنوعة من الألومنيوم بنفس السماكة. بالمقارنة مع مواد عزل الصوت الأخرى ، لا يحتوي الألومنيوم الرغوي على نطاق واسع لامتصاص الصوت فحسب ، بل يتمتع أيضا بأداء جيد لامتصاص الصوت منخفض التردد.

الخصائص الحرارية. درجة انصهار الألمنيوم الرغوي هي في الأساس نفس درجة انصهار الألمنيوم ، ولكنها تتأثر بطبقة الأكسيد على سطح الرغوة ، ودرجة حرارة نقطة انصهار الألمنيوم الرغوي أعلى من درجة الانصهار النظرية. عندما تكون طبقة الأكسيد سميكة بما فيه الكفاية وتكون درجة الحرارة أعلى من نقطة انصهار الألومنيوم بدون قوة خارجية ، يمكن لطبقة الأكسيد السميكة دعم البنية المسامية للألومنيوم الرغوي. إذا استمر التسخين في بيئة مؤكسدة ، فسيزداد سمك طبقة الأكسيد وسيصبح الألمنيوم الرغوي أكثر استقرارا. رغوه

هناك وسط هواء مع نظام الموصلية الحرارية المنخفضة في مسام مادة الألومنيوم. الموصلية الحرارية للألومنيوم الرغوي أقل بكثير من معدن الألومنيوم ، وهو حوالي 1 / 60 من معدن الألومنيوم ، وتنخفض الموصلية الحرارية بشكل كبير مع زيادة معدل إزالة المسام. في ظل نفس الظروف ، تم إجراء اختبار مقارنة الاحتراق للوحة قرص العسل المصنوعة من الألومنيوم والمواد الأساسية المصنوعة من الألومنيوم الرغوي. بدأ سطح لوحة ساندويتش قرص العسل من الألومنيوم في الذوبان في 20s ، وبدأ توليد الغاز على سطح لوحة ساندويتش قرص العسل الألومنيوم في 50s ، في حين أن الألومنيوم الرغوي لم يكن له تغيير واضح.

الهيكل خفيف الوزن وامتصاص الطاقة والتحكم في الضوضاء من الألومنيوم الرغوي يجعلها تستخدم على نطاق واسع في مجال السيارات والسكك الحديدية وغيرها من مجالات النقل. وقد اختارت الألمانية Karmann المحدودة رغوة الألومنيوم ساندويتش لوحة لتصنيع سيارة الركاب أعلى غطاء لوحة وأسفل لوحة. صلابته أكبر 7 مرات من مكونات الصلب الأصلية ، وكتلته أقل بنسبة 25٪ من مكونات الصلب الأصلية. اعتمدت سيارات ركاب السكك الحديدية الكورية الجنوبية ألواح ساندويتش الألومنيوم الرغوية لصنع السقف.

يتمتع الألمنيوم الرغوي بامتصاص قوي لطاقة الاصطدام ، وينتج تشوها بلاستيكيا عند تأثره ، ويمتص قوة تأثير الحمل الخارجي ، ويمكن أن يحمي سلامة المركبات والأفراد بشكل فعال. عندما تصطدم سيارة كتلتها 1500 كجم بسرعة 48 كم / ساعة ، يتم حساب منطقة التأثير على أنها 1000 مم × يتم حسابها على أنها 150 مم وسمك 20 مم ، يمكنها امتصاص 84٪ من إجمالي طاقة التأثير. لذلك ، فإن الواجهة الأمامية لسائقي سيارات الركاب بالسكك الحديدية

يستخدم الألمنيوم الرغوي ليحل محل البلاستيك الرغوي أو FRP للمكونات ، والتي يمكن أن تحسن عمر الخدمة وتقلل من الصيانة. في الوقت نفسه ، فإنه يزيل أيضا الغاز الضار الذي تنتجه المواد التقليدية ، وذلك للحد بشكل كبير من الخسائر والإصابات في حوادث المرور. تستخدم سيارات الركاب بالسكك الحديدية عموما الصوف الزجاجي كمادة رئيسية لامتصاص الصوت. مع تمديد وقت التطبيق ، سيستمر محتوى الرطوبة في الصوف الزجاجي في الزيادة ، مما يؤدي إلى الصوف الزجاجي

ينهار الهيكل الداخلي للقطن ، مما يشكل بيئة مسامية كبيرة ، وينخفض أداء الهمس تدريجيا. إذا كان من الممكن تطبيق الألومنيوم الرغوي على إسكات داخلي لعربات ركاب السكك الحديدية ، فيمكن تثبيته مرة واحدة واستخدامه بشكل دائم ، ولن يتم تقليل تأثير امتصاص الصوت مع تمديد الوقت ، ولا يوجد خطر حريق محتمل. من أجل تحسين أداء الوقاية من الحرائق وتأثير الحد من الضوضاء للقطار عالي السرعة ، يتم استخدام مواد الألومنيوم الرغوية في جميع الأجزاء الداخلية للقطار تقريبا ، مثل الأرضية والجدار الجانبي وجدار التقسيم والسقف ، في نقل القطار الكوري km2 عالي السرعة. كما تختار حافلة شينكانسن اليابانية للألومنيوم الرغوي كجدار عازل للصوت لتقليل الضوضاء الناتجة عن المولدات والمراوح ومكيفات الهواء وغيرها من المعدات. في الوقت الحاضر ، تم استخدام مواد الألومنيوم الرغوية بنجاح في مترو أنفاق شنغهاي ومترو أنفاق بكين باتونغ في الصين.

سيكون للألومنيوم الرغوي لسيارات ركاب السكك الحديدية آفاق تطبيق واسعة في تطوير عربات ركاب السكك الحديدية في المستقبل بسبب خصائصه الممتازة مثل الضوء الفائق وامتصاص الصوت ومقاومة اللهب وامتصاص الطاقة وحماية البيئة.