Aluminium berbusa untuk mobil penumpang kereta api

Cara mengurangi bobot mati mobil penumpang kereta api, sehingga dapat menghemat energi kinetik traksi, mengurangi biaya operasi kereta api, mengurangi kebisingan kompartemen penumpang dan meningkatkan kenyamanan penumpang selalu menjadi arah penting pengembangan teknologi mobil penumpang kereta api di dalam dan luar negeri, dan tujuan desain kendaraan. Bobot mobil penumpang yang ringan dan kontrol kebisingan kompartemen penumpang sering diwujudkan dengan menggunakan bahan-bahan baru.

Dibandingkan dengan aluminium logam dengan gravitasi spesifik 2,7, dengan menggunakan titanium hidrida sebagai agen berbusa, volume aluminium busa dapat diperluas hingga 13 kali dari aslinya, dan gravitasi spesifik dapat dikurangi menjadi 0,2 ~ 0,4, yang setara dengan 1/3 kayu. Selain karakteristik ultra ringan, ia juga memiliki sifat mekanik, akustik, termal, dan lainnya yang sangat baik. Ini memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang arsitektur, mobil, mobil penumpang kereta api, militer dan sebagainya, terutama di dunia saat ini.

Pada saat mengadvokasi konservasi energi dan pengurangan emisi, ia memiliki signifikansi diachronic yang lebih penting.

Mengambil panel sandwich aluminium berbusa dan panel sandwich sarang lebah aluminium dengan ketebalan total 14,5mm (lapisan sandwich 12mm) sebagai contoh, sifat-sifat aluminium berbusa dan sarang lebah aluminium dibandingkan dan dianalisis.

Sifat mekanik. Secara umum, kekuatan aluminium berbusa adalah sekitar 1% dari aluminium padat, dan modulus elastis sekitar 1/50 ~ 1/100 dari aluminium padat. Sifat mekanik yang sangat baik dari aluminium berbusa tercermin dalam sifat kompresi dan kelelahannya. Ketika dikompresi, aluminium berbusa menunjukkan bagian stres yang luas pada tingkat stres tertentu. Misalnya, di

Di bawah beban tekanan yang sama 1000 kg, hasil uji komparatif dari 14,5 mm piring sandwich aluminium berbusa dan piring sandwich sarang lebah aluminium menunjukkan bahwa deformasi sarang lebah aluminium adalah sekitar 2,1mm, sementara pada dasarnya tidak ada deformasi aluminium berbusa.

Performa akustik. Kinerja akustik yang sangat baik dari aluminium  berbusa tercermin dalam redaman, insulasi suara dan kinerja penyerapan suara. Sebagai bahan makro, aluminium berbusa terdiri dari bingkai logam aluminium dan pori-pori (yang dapat dianggap sebagai gas fase kedua). Ada sejumlah besar cacat mikro dan makro di dalamnya. Sejumlah besar antarmuka yang terbentuk antara pori-pori dan matriks meningkatkan kesenjangan antara dua fase.

Cacat berinteraksi untuk menghasilkan struktur mikro dan keadaan stres yang sangat tidak merata. Ketika gaya eksternal bekerja pada organisasi, ia mengintensifkan keadaan tegangan yang tidak merata, menyebabkan gerakan dislokasi dan slip plastik di area cacat, meningkatkan kepadatan dislokasi, dan menghasilkan perbedaan fase regangan yang besar antara bingkai dan lubang, sehingga membentuk antarmuka dua fase.

Gesekan internal dihasilkan pada, yang mengubah sifat mekanik menjadi energi panas. Kinerja insulasi suara dari bahan inti aluminium berbusa lebih tinggi daripada pelat inti sarang lebah aluminium dengan ketebalan yang sama. Dibandingkan dengan bahan insulasi suara lainnya, aluminium berbusa tidak hanya memiliki pita penyerapan suara yang lebar, tetapi juga memiliki kinerja penyerapan suara frekuensi rendah yang baik.

Sifat termal. Titik leleh aluminium berbusa pada dasarnya sama dengan aluminium, tetapi dipengaruhi oleh lapisan oksida pada permukaan busa, suhu titik leleh aluminium berbusa lebih tinggi dari titik leleh teoritis. Ketika lapisan oksida cukup tebal dan suhunya lebih tinggi dari titik leleh aluminium tanpa gaya eksternal, lapisan oksida tebal dapat mendukung struktur aluminium berbusa berpori. Jika pemanasan dilanjutkan di lingkungan pengoksidasi, ketebalan lapisan oksida akan meningkat dan aluminium berbusa akan menjadi lebih stabil. Berbusa

Ada media udara dengan sistem konduktivitas termal rendah di pori-pori bahan aluminium. Konduktivitas termal aluminium berbusa jauh lebih rendah daripada logam aluminium, yaitu sekitar 1/60 dari aluminium, dan konduktivitas termal menurun secara eksponensial dengan peningkatan tingkat pembersihan pori. Dalam kondisi yang sama, uji perbandingan pembakaran pelat sarang lebah aluminium dan bahan inti aluminium berbusa dilakukan. Permukaan piring sandwich sarang lebah aluminium mulai mencair pada usia 20-an, dan gas mulai dihasilkan di permukaan piring sandwich sarang lebah aluminium pada usia 50-an, sementara aluminium berbusa tidak memiliki perubahan yang jelas.

Struktur ringan, penyerapan energi dan kontrol kebisingan aluminium berbusa membuatnya banyak digunakan di mobil, kereta api dan bidang transportasi lainnya. German Karmann Co., Ltd. telah memilih plat sandwich aluminium berbusa untuk memproduksi pelat penutup atas mobil penumpang dan pelat bawah. Kekakuannya 7 kali lebih besar dari komponen baja asli, dan massanya 25% lebih rendah dari komponen baja asli. Mobil penumpang kereta api Korea Selatan telah mengadopsi panel sandwich aluminium berbusa untuk membuat atap.

Aluminium berbusa memiliki penyerapan energi tabrakan yang kuat, menghasilkan deformasi plastik ketika terkena dampak, menyerap kekuatan benturan beban eksternal, dan dapat secara efektif melindungi keselamatan kendaraan dan personel. Ketika mobil dengan massa 1500 kg bertabrakan dengan kecepatan 48 km / jam, area benturan dihitung sebagai 1000 mm × Dihitung sebagai 150 mm dan setebal 20 mm, ia dapat menyerap 84% dari total energi benturan. Oleh karena itu, ujung depan pengemudi mobil penumpang kereta api

Aluminium berbusa digunakan untuk menggantikan plastik berbusa atau FRP untuk komponen, yang dapat meningkatkan masa pakai dan mengurangi perawatan. Pada saat yang sama, ia juga menghilangkan gas berbahaya yang dihasilkan oleh bahan-bahan tradisional, sehingga dapat sangat mengurangi kerugian dan korban dalam kecelakaan lalu lintas. Mobil penumpang kereta api umumnya menggunakan wol kaca sebagai bahan penyerap suara utama. Dengan perpanjangan waktu aplikasi, kadar air dalam wol kaca akan terus meningkat, menghasilkan wol kaca

Struktur internal kapas runtuh, membentuk lingkungan makropora, dan kinerja berbisik menurun secara bertahap. Jika aluminium berbusa dapat diterapkan pada pembungkaman dalam ruangan mobil penumpang kereta api, itu dapat dipasang sekali dan digunakan secara permanen, dan efek penyerapan suaranya tidak akan berkurang dengan perpanjangan waktu, dan tidak ada potensi bahaya kebakaran. Untuk meningkatkan kinerja pencegahan kebakaran dan efek pengurangan kebisingan kereta berkecepatan tinggi, bahan aluminium berbusa digunakan di hampir semua bagian interior kereta, seperti lantai, dinding samping, dinding partisi dan atap, di gerbong kereta berkecepatan tinggi km2 Korea. Bus wisata Shinkansen Jepang juga memilih aluminium berbusa sebagai dinding isolasi suara untuk mengurangi kebisingan yang dihasilkan oleh generator, kipas angin, AC, dan peralatan lainnya. Saat ini, bahan aluminium berbusa telah berhasil digunakan di kereta bawah tanah Shanghai dan kereta bawah tanah Beijing Batong di Cina.

Aluminium berbusa untuk mobil penumpang kereta api akan memiliki prospek aplikasi yang luas dalam pengembangan mobil penumpang kereta api di masa depan karena sifatnya yang sangat baik seperti cahaya ultra, penyerapan suara, ketahanan api, penyerapan energi dan perlindungan lingkungan.