高速动车组碳纤维材料车头连接结构及强度分析

许鹏，许睿

(中车长春轨道客车股份有限公司 国家轨道客车工程研究中心，吉林 长春 130062)*

在复合材料发展的进程中，纤维增强复合材料一直是人们关注的焦点.自玻璃纤维增强复合材料问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，纤维增强复合材料的性能不断得到改进，复合材料领域呈现出一派勃勃生机.

由于具有优异的各项性能，碳纤维复合材料不仅可以应用在大型机械、医疗设备、生物工程等方面，还可应用在车辆工程、精密制造、航天航海等高科技领域［1］.

高速铁路时代，传统金属材料制造的车体部件存在应力腐蚀、外表处理困难、焊接要求高、疲劳强度低、局部屈曲、焊接变形、不利于轻量化等问题［2-4］.为提高轻量化水平，高速列车在部件和设备上开始大量应用了复合材料，在保证部件安全性能提高的同时，也达到了减重的效果［5］.

碳纤维材料具有比强度和比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳、可设计性强、易于整体成型等特点.采用碳纤维材料的车体不仅轻量化程度明显，而且能提高乘坐舒适度，降低运用成本和维护成本.目前，碳纤维等新型复合材料及其工艺成型技术已日趋成熟，越来越多的应用到轨道客车产品中.

1 碳纤维复合材料

1.1 碳纤维材料组成

新材料、新设计、新制造技术是轨道列车轻量化的主要途径，具体体现在结构优化设计、采用复合材料、采用轻金属材料［6］.碳纤维车头材料是以PET泡沫作为芯……