从上世纪八十年代的日本新干线,到近几年作为制造业品牌化发展的中国高铁新技术,碳纤维复合材料应用于高铁制造中的步履缓慢,即便在发达的西欧,高铁中使用碳纤维复合材料的比重也不超过20%。这是因为,在材料选择与应用过程中,必须充分考虑高速列车强度要求高,抗疲.劳强度大,需要耐碰撞、耐冲击、耐风沙磨损、耐温差和湿度变化,减振隔音效果好,隔热性和防电磁辐射性能优良,振动模态匹配复杂、寿命长等各种因素。碳纤维虽然具有种种优势性能,但是面对上述问题时,在实际的应用中仍显得比较保守。本文就高铁用碳纤维复合材料的轻量化应用途径,总结出以下几个方面的案例:

车体的作用是安装基础和承载骨架，现代动车组车体均采用整体承载的钢结构或者轻金属结构，以实现在最轻的自重下满足强度和刚度要求。采用碳纤维三明治复合材料构件铝蜂窝夹芯结构更容易实现轻量化，在复合层中嵌入不锈钢骨架来改善车体的结构刚度，经大型热压罐整体成型得到复合车体。与传统铝合金车体相比，复合材料车体外壳总质量降低40％，车体的静强度、抗疲劳强度、防火安全性、模态特性等各项性能指标均能满足设计要求。底架则需采用不锈钢，以便安装电气设备，易改性也高。碳纤维复合材料车体与不锈钢底架建采用了铆接、胶接及焊接相混合的连接形式。例如，2010 年投入商业化运营的韩国TTX（Title train eXpress）摆式列车、法国的的TGV 双层车体。