碳纤维复合材料在医疗、汽车、航空航天等都有广泛的应用，但是针对碳纤维在轨道交通领域的应用，却知之甚少。这主要是由关键技术、研发水平以及使用成本等因素导致，但随着研究的深入，国内碳纤维产业的环境也在发生着翻天覆地的变化。当碳纤维复合材料与传统金属材料拥有相等的竞争力时，碳纤维复合材料在轨道交通领域将发挥出更重要的作用。

     在轻量化方面，轨道列车的能量消耗主要是用来克服运行的阻力，包括列车滚动的阻力、重力、加速阻力和空气阻力等。以苏州某铝合金地铁列车为例，一列车每公里能量消耗约为10KWh，运行150000km，大约消耗540000GJ能量，其中有25％的能量是用于克服车体重量，20％的能量用于克服车内装载的货物重量，剩余的5％用于克服车体的承载结构重量。

     而碳纤维复合材料密度仅有1.7g/cm3，若车体采用不锈钢增强骨架，侧墙体和顶盖采用铝蜂窝夹芯，蒙皮采用碳纤维增强复合材料构成三明治结构，这样的车体外壳总质量可比铝合金结构降低约30％以上，根据试验数据，地铁列车每减重30%，每公里能量消耗可以减少8100GJ。

    当然，碳纤维复合材料在轨道交通方面的应用不仅仅限于它的轻量化，轨道车辆的制造过程中还需要考虑到车体的使用寿命、静强度、刚度等技术要求。车辆设计使用寿命预计至少在30年以上，车体材料必须保证在30年的工作载荷中不得产生疲劳失效，并具有一定的拉伸载荷力以及极小的变形性。

   《例如轨道列车》车体应满足AWO载荷条件下（整备质量）上挠度小于两转向架间距的1/1000mm，门在所有载荷下均能正常工作的要求。列车车体承受各种较大的垂直荷载，沿车钩安装的纵横方向施加1200千牛的静压荷载，拉伸荷载为800千牛，车体应力不超过设计许用应力。此外，轨道车辆的制造材料还必须满足隔音、隔热、防火、振动等要求，面对这些要求，碳纤维复合材料的应用性能非常优异。

     目前，碳纤维复合材料在轨道交通方面也出现了很多成功案例。例如德国福伊特公司推出的碳纤维增强复合材料过渡车钩，总质量仅23kg，比钢铁过渡车钩减重一半；日本铁道综合技术研究所与东日本客运铁道公司联合研制的CFRP高速列车车顶，使每节车厢减重300-500kg；国内方面，已有部分企业开始在500km/h的高速试验车上采用了碳纤维复合材料车头罩。

那么现阶段，碳纤维复合材料在轨道交通中的相关应用已经成熟了吗？对此，在碳纤维复合材料应用方面拥有丰富经验的苏州挪恩复合材料研发部的陈工持反对意见。

    陈工认为现阶段碳纤维复合材料在轨道车辆中的应用还多以与金属材料混合的形式为主，单纯性的应用多集中在非承载、小型、局部性构件上，整体的材料用量比例还很小，要想取得CFRP构件的更广泛的应用，除了尽可能地降低成本外，模块化成型问题也很重要，因为，复合材料结构上的性能很大程度上依赖于连接的方式，如果模块过多，需要装配连接的零件数量也越多，这会影响到车体对抗振动的能力。

    可见，碳纤维复合材料应用于轨道交通的实际障碍还是技术，关键性的技术，不仅是设计技术、成型技术，还有整体装配技术。