Aluminium moussé pour wagons de voyageurs

Comment réduire le poids mort des wagons de voyageurs, afin d’économiser l’énergie cinétique de traction, de réduire les coûts d’exploitation des trains, de réduire le bruit de l’habitacle et d’améliorer le confort des passagers a toujours été une orientation importante du développement de la technologie des voitures de voyageurs ferroviaires au pays et à l’étranger, et l’objectif de la conception des véhicules. La légèreté des voitures particulières et le contrôle du bruit des habitacles sont souvent réalisés en utilisant de nouveaux matériaux.

Par rapport à l’aluminium métallique avec une densité de 2,7, en utilisant de l’hydrure de titane comme agent moussant, le volume de mousse d’aluminium peut être étendu à 13 fois l’original, et la gravité spécifique peut être réduite à 0,2 ~ 0,4, ce qui équivaut à 1 / 3 de bois. En plus de ses caractéristiques ultra légères, il possède également d’excellentes propriétés mécaniques, acoustiques, thermiques et autres. Il a de larges perspectives d’application dans les domaines de l’architecture, de l’automobile, de la voiture de tourisme, de l’armée, etc., en particulier dans le monde d’aujourd’hui.

Au moment de préconiser la conservation de l’énergie et la réduction des émissions, elle revêt une importance diachronique plus importante.

En prenant l’exemple du panneau sandwich en aluminium moussé et du panneau sandwich en nid d’abeille en aluminium d’une épaisseur totale de 14,5 mm (couche sandwich de 12 mm), les propriétés de l’aluminium moussé et du nid d’abeille en aluminium ont été comparées et analysées.

Propriétés mécaniques. En général, la résistance de l’aluminium moussé est d’environ 1% de celle de l’aluminium dense et le module élastique est d’environ 1 / 50 ~ 1 / 100 de celui de l’aluminium dense. Les excellentes propriétés mécaniques de l’aluminium moussé se reflètent dans ses propriétés de compression et de fatigue. Lorsqu’il est comprimé, l’aluminium moussé présente une large section de contrainte à un certain niveau de contrainte. Par exemple, dans

Sous la même charge de pression de 1000 kg, les résultats des tests comparatifs de la plaque sandwich en aluminium moussé de 14,5 mm et de la plaque sandwich en nid d’abeille en aluminium montrent que la déformation du nid d’abeille en aluminium est d’environ 2,1 mm, alors qu’il n’y a pratiquement aucune déformation de l’aluminium moussé.

Performance acoustique. L’excellente performance acoustique de l’aluminium  moussé se reflète dans les performances d’amortissement, d’isolation acoustique et d’absorption acoustique. En tant que macro-matériau, l’aluminium moussé est composé d’un cadre et de pores métalliques en aluminium (qui peuvent être considérés comme le gaz de la deuxième phase). Il y a un grand nombre de micro et macro défauts à l’intérieur. Un grand nombre d’interfaces formées entre les pores et la matrice augmentent l’écart entre les deux phases

Les défauts interagissent pour produire une microstructure et un état de contrainte extrêmement inégaux. Lorsque la force externe agit sur l’organisation, elle intensifie l’état de contrainte inégal, provoque un mouvement de dislocation et un glissement du plastique dans la zone du défaut, augmente la densité de dislocation et produit une grande différence de phase de déformation entre le cadre et le trou, de manière à former une interface biphasée

Un frottement interne est généré à la, ce qui convertit les propriétés mécaniques en énergie thermique. Les performances d’isolation acoustique du matériau de noyau en aluminium moussé sont supérieures à celles de la plaque de noyau en nid d’abeille en aluminium de même épaisseur. Comparé à d’autres matériaux d’isolation acoustique, l’aluminium moussé a non seulement une large bande d’absorption acoustique, mais a également de bonnes performances d’absorption acoustique à basse fréquence.

Propriétés thermiques. Le point de fusion de l’aluminium moussé est fondamentalement le même que celui de l’aluminium, mais affecté par la couche d’oxyde à la surface de la mousse, la température du point de fusion de l’aluminium moussé est supérieure au point de fusion théorique. Lorsque la couche d’oxyde est suffisamment épaisse et que la température est supérieure au point de fusion de l’aluminium sans force externe, la couche d’oxyde épaisse peut soutenir la structure poreuse de l’aluminium moussé. Si le chauffage se poursuit dans un environnement oxydant, l’épaisseur de la couche d’oxyde augmentera et l’aluminium moussé deviendra plus stable. écumant

Il y a un milieu d’air avec un système de faible conductivité thermique dans les pores du matériau en aluminium. La conductivité thermique de l’aluminium moussé est beaucoup plus faible que celle de l’aluminium métal, qui est d’environ 1 / 60 de celle de l’aluminium, et la conductivité thermique diminue de manière exponentielle avec l’augmentation du taux de clairance des pores. Dans les mêmes conditions, le test de comparaison de la combustion de la plaque en nid d’abeille en aluminium et du matériau de noyau en aluminium moussé a été effectué. La surface de la plaque sandwich en nid d’abeille en aluminium a commencé à fondre à 20 s et du gaz a commencé à être généré sur la surface de la plaque sandwich en nid d’abeille en aluminium à 50 secondes, tandis que l’aluminium moussé n’avait aucun changement évident.

La structure légère, l’absorption d’énergie et le contrôle du bruit de l’aluminium moussé le rendent largement utilisé dans l’automobile, les chemins de fer et d’autres domaines du transport. German Karmann Co., Ltd. a choisi une plaque sandwich en aluminium moussé pour fabriquer une plaque de couverture supérieure et une plaque inférieure de voiture de tourisme. Sa rigidité est 7 fois supérieure à celle des composants en acier d’origine et sa masse est inférieure de 25% à celle des composants en acier d’origine. Les voitures de voyageurs sud-coréennes ont adopté des panneaux sandwich en aluminium moussé pour fabriquer le toit.

L’aluminium moussé a une forte absorption de l’énergie de collision, produit une déformation plastique lorsqu’il est impacté, absorbe la force d’impact de la charge externe et peut protéger efficacement la sécurité des véhicules et du personnel. Lorsqu’une voiture d’une masse de 1500 kg entre en collision à la vitesse de 48 km / h, la zone d’impact est calculée comme 1000 mm × Calculée comme 150 mm et 20 mm d’épaisseur, elle peut absorber 84% de l’énergie totale d’impact. Par conséquent, l’extrémité avant des conducteurs de voitures de voyageurs ferroviaires

L’aluminium moussé est utilisé pour remplacer le plastique moussé ou le PRF pour les composants, ce qui peut améliorer la durée de vie et réduire l’entretien. Dans le même temps, il élimine également les gaz nocifs produits par les matériaux traditionnels, de manière à réduire considérablement les pertes et les victimes d’accidents de la circulation. Les wagons de voyageurs utilisent généralement de la laine de verre comme principal matériau insonorisant. Avec l’allongement du temps d’application, la teneur en humidité de la laine de verre continuera d’augmenter, ce qui entraînera une laine de verre

La structure interne du coton s’effondre, formant un environnement macroporeux, et la performance de chuchotement diminue progressivement. Si l’aluminium moussé peut être appliqué au silencieux intérieur des wagons de voyageurs, il peut être installé une fois et utilisé de façon permanente, et son effet d’absorption acoustique ne sera pas réduit avec la prolongation du temps, et il n’y a pas de risque d’incendie potentiel. Afin d’améliorer les performances de prévention des incendies et l’effet de réduction du bruit des trains à grande vitesse, des matériaux en aluminium moussé sont utilisés dans presque toutes les parties intérieures du train, telles que le sol, la paroi latérale, la cloison et le toit, dans le wagon du train à grande vitesse coréen km2. Le bus touristique japonais Shinkansen choisit également l’aluminium moussé comme mur d’isolation acoustique pour réduire le bruit généré par les générateurs, les ventilateurs, les climatiseurs et autres équipements. À l’heure actuelle, les matériaux en aluminium moussé ont été utilisés avec succès dans le métro de Shanghai et le métro de Beijing Batong en Chine.

L’aluminium moussé pour les voitures de voyageurs aura de vastes perspectives d’application dans le développement des voitures de voyageurs ferroviaires à l’avenir en raison de ses excellentes propriétés telles que l’ultra lumière, l’absorption acoustique, la résistance aux flammes, l’absorption d’énergie et la protection de l’environnement.