کاربرد کامپوزیت در صنایع ریلی

کاربرد کامپوزیت در صنایع ریلی

کامپوزیت های الیاف شیشه دسته ای مهم از مواد مهندسی هستند که از رزین های گرما سخت مانند پلی استر، وینیل استر و اپوکسی تشکیل شده اند که به عنوان تقویت کننده عمل می کنند. این مواد، ترکیبی از خواص مهم مهندسی را به طراحان ارائه می دهند که آنها را به عنوان موادی جذاب برای استفاده در صنایع ریلی تبدیل می کنند. استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی، انعطاف پذیری مناسب، مقاومت در برابر خوردگی از این دست خواص هستند.

در ادامه مطلب چندین جنبه کلیدی استفاده از کامپوزیت های فایبرگلاس در طراحی قطعات قطار و مترو مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

1. کاهش وزن: استفاده از کامپوزیت های فایبرگلاس در طراحی اجزای قطار و مترو می تواند منجر به کاهش وزن کلی شود که در نتیجه موجب بهبود راندمان سوخت و مصرف انرژی کمتر می شود.
2. مقاومت در برابر خوردگی: کامپوزیت های فایبرگلاس برخلاف فلزات، دچار خوردگی نمی شوند. این خاصیت آنها را به ویژه در محیط هایی که قرار گرفتن در معرض رطوبت، مواد شیمیایی و سایر عناصر خورنده نگران کننده است، کاربردی می سازد. در سیستم های مترو، محلی که تونل ها ممکن است در معرض آب و مواد شیمیایی قرار گیرند، مقاومت در برابر خوردگی این محصول یک مزیت قابل توجه خواهد بود.
3. انعطاف طراحی: کامپوزیت های فایبرگلاس درجه بالایی از انعطاف طراحی را ارائه می دهند. آنها را می توان به اشکال پیچیده درآورد که امکان طراحی های نوآورانه و آیرودینامیک را فراهم می کند. این انعطاف پذیری برای دستیابی به اجزای قطار ساده و زیبا از نظر زیبایی شناسی ارزشمند است.
4. دوام و طول عمر: کامپوزیت های فایبرگلاس بادوام بوده و می توانند طیف وسیعی از شرایط محیطی را تحمل کنند. این دوام به طول عمر قطعات، کاهش نیازهای تعمیر و نگهداری و هزینه های مرتبط در طول عمر قطارها و سیستم های مترو کمک می کند.
5. عایق الکتریکی: کامپوزیت های فایبرگلاس از نظر الکتریکی نارسانا هستند. این ویژگی در کاربردهایی که عایق الکتریکی مورد نیاز بوده، ضروری است و به افزایش ایمنی و جلوگیری از تداخل الکتریکی در سیستم های الکترونیکی حساس کمک می کند.
6. میرایی ارتعاش: کامپوزیت های فایبرگلاس قابلیت تعدیل ارتعاشات را دارند که می تواند در بهبود راحتی سرنشینان و کاهش ساییدگی سایر قطعات مفید باشد. این امر به ویژه در طراحی داخلی قطار بسیار مهم است.
7. مقاومت در برابر آتش: بسته به رزین خاص مورد استفاده، کامپوزیت های فایبرگلاس را می توان به گونه ای فرموله کرد که در برابر آتش مقاوم باشند. این یک ملاحظه ایمنی بسیار مهم در طراحی وسایل نقلیه حمل و نقل است که در آن خطرات آتش سوزی باید به حداقل برسد. این موضوع به صورت مدون در استاندارد UIC 564-2 مورد بررسی قرار گرفته است.
8. عایق حرارتی: کامپوزیت های فایبرگلاس می توانند عایق حرارتی باشند و به تنظیم دما در اجزاء قطار کمک کنند. این امر می تواند برای حفظ شرایط آسایش برای مسافران و محافظت از تجهیزات حساس، مهم باشد.
9. ملاحظات هزینه: در حالی که کامپوزیت های فایبرگلاس ممکن است هزینه مواد اولیه بالاتری نسبت به برخی مواد سنتی داشته باشند، مقرون به صرفه بودن کلی را می توان از طریق عواملی مانند کاهش تعمیر و نگهداری، بهبود راندمان سوخت و افزایش طول عمر محقق کرد. به طور خلاصه، استفاده از کامپوزیت های فایبرگلاس در طراحی قطعات قطارها و سیستم های مترو طیف وسیعی از مزایا از جمله کاهش وزن، مقاومت در برابر خوردگی، انعطاف پذیری طراحی، دوام و ایمنی را ارائه می دهد. این مزایا به سیستم های حمل و نقل کارآمدتر و پایدار کمک می کند.

بخش های مختلف قطارها و سیستم های مترو را می‌توان از کامپوزیت‌های فایبرگلاس به دلیل خواص مطلوبی که دارد ساخت. اجزاء خاص ممکن است بسته به طراحی، سازنده و مدل سیستم قطار یا مترو متفاوت باشد. با این حال، در اینجا برخی از بخش‌های متداول وجود دارد که ممکن است در ساخت آن از کامپوزیت‌های فایبرگلاس استفاده شود.

• پانل های خارجی: کامپوزیت های فایبرگلاس را می توان به عنوان پنل های بیرونی بدنه قطار، برای دستیابی به طراحی سبک وزن و در عین حال بادوام استفاده کرد. این دسته بندی شامل پانل هایی برای بدنه، جلو و کناره های قطار می باشد.
• اجزاء داخلی: پانل های داخلی، دیوارها و سایر اجزای داخل واگن سرنشینان، ممکن است از کامپوزیت های فایبرگلاس ساخته شوند. این مواد انعطاف‌پذیری طراحی را ارائه می‌کنند و به ساخت یک فضای داخلی جذاب و راحت کمک می‌کنند.
• سقف و کفپوش: کامپوزیت های فایبرگلاس را می توان برای مصالح سقف و کف استفاده کرد. طبیعت وزن سبک آنها به کاهش وزن کلی قطار یا واگن مترو کمک می کند.
• صندلی ها: برخی از صندلی ­های قطار ممکن است برای ایجاد تعادل بین استحکام و سبکی، از فایبرگلاس ساخته شوند. انعطاف‌پذیری طراحی قطعات فایبرگلاس به طراحی صندل ­هایی ارگونومیک و راحت تر منجر می شود.
• اجزای کابین: اجزای مختلف در کابین قطار، مانند تابلوهای کنترل، روکش ها، پانل ابزار و… می توانند از کامپوزیت ­های فایبرگلاس ساخته شوند.
• اجزای Front-End: اجزاء جلویی، از جمله دماغه و اپرون، ممکن است با استفاده از کامپوزیت های فایبرگلاس برای بهینه سازی عملکرد قطار و بهره وری سوخت ساخته شوند.
• کانال های هوا و اجزای تهویه: اجزای مربوط به سیستم تهویه قطار، مانند کانال های هوا و پوشش ها، ممکن است از کامپوزیت های فایبرگلاس تولید شوند تا از ویژگی­های مقاومت در برابر خوردگی و توانایی مقاومت در برابر دماهای بالا، از آنها استفاده شود.
• محفظه های الکترونیکی: محفظه هایی برای قطعات الکترونیکی، مانند تجهیزات ارتباطی و سیستم های کنترل، ممکن است از کامپوزیت های فایبرگلاس ساخته شوند تا عایق و حفاظت الکتریکی را فراهم کنند.

هنگام طراحی قطعات فایبرگلاس برای قطارها و متروها، برای سازندگان و طراحان ضروری است که استانداردها و مقررات مربوطه را که به صورت جامع و یا به صورت منطقه ­ای وجود دارند را رعایت کنند. این امر انطباق با الزامات ایمنی، عملکرد و کیفیت را تضمین می کند و به تضمین قابلیت اطمینان و یکپارچگی اجزای فایبرگلاس در کاربردهای راه آهن کمک می کند.