Материалы будущего. Ж/Д транспорт. Презентация

Содержание презентации

Введение

Естественная потребность современного человека - стремление к комфорту. Это в равной степени относится к вопросам, связанным с организацией трудовой деятельности, бытом и отдыхом. В условиях роста мобильности населения, возможности более активного передвижения, возникает проблема выбора наиболее надежного, удобного и, что не менее важно, экономичного средства транспорта. Исходя из этих требований, высокоскоростное железнодорожное движение — одно из перспективнейших направлений в пассажирских перевозках. Высокоскоростные поезда обеспечивают массовые перевозки пассажиров в регионах с высокой плотностью населения. Такие перевозки отличаются высокой прибыльностью и обеспечивают железным дорогам наибольший доход. 

Для того, чтобы обеспечить требования, предъявляемые к высокоскоростному движению активно разрабатываются и внедряются новые материалы и новые технологии.

Слайд 1

В связи с повышением скорости движения и ввод в эксплуатацию высокоскоростных поездов применение алюминиевых сплавов в качестве основного конструкционного материала для несущих конструкций вагонов становится все более актуальным.

Замена стальной конструкции железнодорожного вагона конструкцией из алюминиевых сплавов позволяет

• снизить массу тары вагона (до 15 %),
• повысить грузоподъемность и скорость движения,
• снизить износ рельсов и расход электроэнергии или топлива на тягу поездов (в среднем на 10 %),
• сократить затраты на текущий и капитальный ремонт вагонов (до 18 %)  получить более высокие характеристики ускорения и замедления
• позволяет решить проблему осевых нагрузок

Слайд 2

Применение длинномерных объемных экструдированных панелей из алюминиевых сплавов, обладающих большой жесткостью

в конструкции кузова вагона,позволило уменьшить его массу

более чем на 30 % по сравнению со стальным кузовом.

 Слайд 3

Мелкоячеистые алюминиевые секции имеют высокие звукоизолирующие свойства и эффективно препятствуют распространению шума от колесных пар и тележек. При сравнении звуков пассажирского и высокоскоростного составов это свойство ярко проявляется.

Алюминиевая интегральная конструкция обеспечивает высокие технические характеристики подвижного состава и является наглядным примером удачного сочетания новых материалов и технологий.

Слайд 4

Композицио́нный материа́л (компози́т, КМ) — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними.В области железнодорожного транспорта композиционные материалы постепенно занимают лидирующее место благодаря своим великолепным свойствам.

КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА КОМПОЗИТОВ

Стойкость к коррозии и агрессивным средам 

• Снижение трудозатрат на обслуживание сооружений (покраска, ремонт, замен узлов)
• Снижение воздействия на окружающую среду
• Снижение затрат на хранение полуфабрикатов

Малый вес конструкций 

• Создание ажурных и эстетических конструкций
• Снижение транспортных расходов
• Снижение расходов на монтаж

Короткий технологический цикл 

• Сжатые сроки изготовления 
• Кратчайшие сроки монтажа 

Слайд 5

Основные преимущества композиционных материалов по сравнению со сталью и алюминием, например при изготовлении кузовов вагонов из многослойных панелей, лежат в сфере экономики и безопасности.

Кроме того, отсутствие коррозии увеличивает срок службы композитных конструкций.

Слайд 6

Пластичность композиционных материалов позволяет получать изделия сложной формы, соответствующей аэродинамическим расчетам, со значительно более низкими затратами. Еще важнее то, что за счет применения композиционных материалов можно облегчить подвижной состав почти на 50 %. Это приводит к снижению потребления энергии в эксплуатации - фактор, в свете проводимой политики защиты окружающей среды имеющий особое значение

Слайд 7

С увеличением скорости движения, актуальнее становится проблема торможения.

Серый чугун в течение десятилетий был единственным фрикционным материалом.

Но с развитием высокоскоростного движения у чугуна обнаружилось много недостатков, поэтому альтернативой стал композит, у которого

• коэффициент трения значительно стабильнее,
• величина износа в 2 – 6 раз ниже, чем у серого чугуна,
• степень некруглости колес значительно меньше.

Слайд 8

В высокоскоростном движении широко стали использовать различные полимеры и другие продукты органической химии, имеющие преимущества по сравнению с металлами. Они легкие и высокопрочные, хорошо поддаются объемной формовке, широко используются для облицовки поверхностей и отделки интерьеров.

Слайд 9

Между слоями щебня уложена прослойка из полимерных материалов. Назначение прослойки — не допустить проникновения нижележащих загрязнителей в очищенный щебень, а зимой служить надежным теплоизолирующим материалом.

Слайд 10

Использование современных конструкционных материалов обычно ограничивается тем, что увеличение прочности приводит к снижению пластичности. Данные по нанокомпозитам показывают, что более глубокое изучение физики деформационных процессов, которые определяют пластичность наноструктурных материалов, могут привести к созданию новых типов материалов, сочетающих высокие прочность и пластичность.

"Нано" - приставка, обозначающая порядок 10-9 степени.

На отрезке длиной в один нанометр можно разместить восемь атомов кислорода.

Наноматериалы уже в самое ближайшее время найдут широкое применение на железнодорожном транспорте. Перспективные направления: 

 использование их в элементах интерьера подвижного состава.

Нанокомпозитные упрочняющие покрытия, повышающие стойкость поверхности изделия к износу

Использование наномодификаторов для придания материалу заданных технических свойств