第一节 车体结构概述

原则
构造要求1、制造工艺合理性2、原材料供应情况3及降低成
本等综合因素4。
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四、车体的结构形式
按照承载方式车体可分为：
底架承载结构
侧墙和底架共同承载结构
整体承载结构
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四、车体的结构形式
底架承载结构 全部载荷由底架来承担的车体结构称为底架承载结构。 如：平车和长大货车。
A
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四、车体的结构形式
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五、车体的受力状况
附加载荷
此外，车体钢结
构上还承受着各种局
部载荷，例如底架上
悬挂的制动、给水、
车电装置引起的附加
载荷；客车侧墙的行
李架承载物品时引起
的载荷等。
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➢车体 车体是先由若干纵、
横向梁和立柱组成钢骨架， 再装上墙板、地板、顶板 及需要的隔热材料（如客 车、保温车）、门窗等组 成。
A
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二、车体的一般结构
➢车体 其中，底架是车
体的基础，承担着作 用于车辆的各种垂向 和纵向载荷。
车体应具有足够 的强度和刚度。
A
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二、车体的一般结构
➢底架
中梁
侧梁
端梁
枕梁
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四、车体的结构形式
整体承载结构 开口箱形结构：底架没有金属底板。 闭口箱形结构：底架有金属底板（也称筒形结构）。
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四、车体的结构形式
整体承载结构 整体承载结构的车体骨架是由很多小截面的纵向、横
向杆件组成一个个钢环，与金属包板组焊在一起具有很大 的强度和刚度。
因此底架的结构可以制作得更为轻巧，甚至可以将底 架中部的一段中梁取消而制成无中梁的底架结构。
角钢又分为等边角钢和不等
边角钢。
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三、车体的构件及其组合
A
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三、车体的构件及其组合
A
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三、车体的构件及其组合
热轧和冷轧都是型钢或钢板成型的工序，它们对钢材的 组织和性能有很大的影响，钢的轧制主要以热轧为主，冷轧 只用于生产小号型钢和薄板。
热轧是在再结晶温度以上进行的轧制，冷轧是在再结晶 温度以下进行的轧制。
与底架共同承担垂向载荷外，还能承受部分纵向载荷，所 以可显著减轻中梁的负担。为了保证金属板受力后不致失 稳，板的自由面积不宜过大，常采用压筋或外加斜撑的方 式解决。
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四、车体的结构形式
整体承载结构 在板梁式侧、端墙上固接由金属板、梁组焊而成的车
顶，使底架、侧墙、端墙、车顶牢固地组成为一个整体， 车体各部分均能承受垂向力和纵向力。这种结构称为整体 承载结构。
车体中常用组焊件来代替型钢使用。
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三、车体的构件及其组合
对于那些形状较为简单、
断面尺寸大但长度较短的构
件而言，采用型钢不合适。
采用薄钢板组焊则有焊接工
作量大、焊后易变形等问题。
采用压型件制作简便合理。
压型件就是将钢板冷压
或热压成形，如图8-2（c）
所示，可免除焊接工作。
在车体中用薄板压制而
成的杆件很多，如侧柱、角
和底架共同承载结构，简称侧墙承载结构。 由于侧、端墙分担了部分载荷，底架就可以相对轻巧
些，中、侧梁断面均可减小，中梁不需要制成鱼腹形。侧 梁可用断面尺寸比中梁小的型钢制成，减轻了底架的重量。
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四、车体的结构形式
侧墙和底架共同承载结构 侧墙和底架共同承载结构大多采用板梁式。在侧墙、
端墙的钢骨架上敷以金属薄板就形成板梁式侧墙承载结构。 这样结构的侧、端墙具有足够的强度和刚度，除了能
柱、车顶弯梁等。
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三、车体的构件及其组合
压型件
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三、车体的构件及其组合
除了上述的型钢、组焊件、压型件以外，还可以采用 压型、组焊相结合的方法制件。
例如，端梁常采用钢板压制成不等断面的形状，再焊 上一块翼板制成变截面槽型梁。
因此，各梁、柱究竟采用怎样的形式，应根据材料来 源、生产成本及制作工艺性而定。
t1(t)
Zt1(t)
下，这些载荷是比较均匀地铅垂作
Zw4(t)
Zw3(t)
Z04(t)
Z03(t)
P4(t)
P3(t)
Zw2(t) Kh
Z02(t)
Z01(t)
P2(t)
P1(t)
Zw1(t)
用在地板面上，某些货车（如敞车、
平车），有时考虑装运成件货物而
造成的集中载荷。
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五、车体的受力状况
纵向载荷 当列车起动、变速、上下坡道，
为什么要考虑载荷？
垂向载荷 纵向载荷 侧向载荷 扭转载荷 附加载荷
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五、车体的受力状况
垂向载荷 包括车体自重、载重、整备重
量以及由于轮对冲击和簧上振动而 产生的垂向动载荷。在大部分情况
V
Ktz Mt Ity
Cpz
MC Ctz
t2(t)
c(t) Icy
Ctz
Mt Ity
Zt2(t)
Kpz
Zc(t) Ktz
特别是紧急制动和调车作业时，在 车辆之间以及机车和车辆之间所产 生的牵引和压缩冲击力。此纵向力 通过车钩缓冲装置作用于底架的前 （或后）从板座上。随列车长度和 总重量的增加，纵向力的数值将会 很大，对车体来说，也是一种主要 载荷。
A
F=ma
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五、车体的受力状况
侧向载荷 包括风力和离心力，当货车装
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三、车体的构件及其组合
图8-2（a）所示型钢是 轧制等截面，长度可达10m 以上，食用于制做底架中长 度较长的纵向梁。 30型槽钢 310型乙型钢
A
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三、车体的构件及其组合
对于仅需较小断面的结构则采用角钢或小断面槽钢。 但型钢是等截面的，用它制成承受弯曲作用的梁缺乏经 济合理性。 根据等强度设计原理，梁常制成变截面鱼腹形结构。
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一、铁道车辆发展概述
目前，铁路发展的主要方向是“高速”和“重载”。也就是 旅客列车实现高速运输，货物列车实现重载运输。
350km/h
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20,000t （20t、80t）
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一、铁道车辆发展概述
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一、铁道车辆发展概述
地铁 磁浮
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轻轨
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一、铁道车辆发展概述
储能式轻轨（视频）
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二、车体的一般结构
适当加强侧梁、 枕梁之间铺波纹底板
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四、车体的结构形式
对于某些形式的车辆，例如罐车，其车体本身具有很 大的强度和刚度，能承受各种载荷，此时连底架也可以取 消，仅在罐体的两端焊上牵引梁和枕梁，供安装车钩缓冲 装置和传递载荷，它也是整体承载结构的一种形式。
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五、车体的受力状况
车体底架通过心盘或旁承支撑在转向架上。车体钢结 构承担了作用在车体上的各种载荷。
底架承载结构 由于构造上只要求具有载货的地板面，而不需要车体
的其它部分，故作用在地板面上的载荷完全由底架的各梁 承担。因此，中梁和侧梁都需要做得比较强大。为了使受 力合理，中、侧梁均制成中央断面尺寸比两端断面尺寸大 的鱼腹型，即近似的等强度梁。
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四、车体的结构形式
侧墙和底架共同承载结构 载荷由侧、端墙和底架共同承但的车体结构称为侧墙
二、车体的一般结构
上端梁
端板
角柱
端柱
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二、车体的一般结构
➢车顶 车顶弯梁 车顶横梁 车顶端弯梁 车顶板
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二、车体的一般结构
通风器
车顶弯梁 车顶侧梁 车顶板
车顶端板
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三、车体的构件及其组合
➢钢材
车体的各梁及杆件所用的钢
材为型钢和钢板两种。
型钢
组焊件、压型件
槽钢、工字钢、乙型钢、角
钢等。
切除端部腹板
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三、车体的构件及其组合
钢结构的另一种制造方 法是将板材切割、拼装焊接 成所需要的形状，这种杆件 称为组焊件。 优点： 1、根据工件的受力情况合 理地选择板厚等各部尺寸， 减少材料浪费。 2、可根据结构需要制成较 为复杂的形状。
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三、车体的构件及其组合
长大货物车的纵向梁 大部分就是用厚钢板焊接而成的断面尺寸很大的组焊梁。 底架中的枕梁 同时受两个方向的弯矩作用，因此将它组焊成等强度箱形 结构的梁。
大横梁
小横梁
纵向辅助梁
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二、车体的一般结构
脚蹬 竹木复合层积材
导轨
中梁 小横梁 纵向梁
铁地板 下侧梁 大横梁
枕梁
端梁
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二、车体的一般结构
➢侧墙 侧立柱 上侧梁 侧墙板 门窗 其它杆件
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二、车体的一般结构
侧板
上侧梁
门柱 A
侧柱 13
二、车体的一般结构
➢端墙 角柱 端立柱虑散粒货物 对侧墙的压力。侧向载荷比起前两 种载荷虽然小得多，但对于车体局 部结构有一定影响，例如会使侧柱 产生弯曲变形，进而加重侧墙各构 件的弯曲变形等。
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五、车体的受力状况
扭转载荷 当车辆在不平坦线路上运行或车体被不均匀地顶起时（如
检修时顶车作业），车体将受扭转载荷。
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课程介绍
本课程主要介绍车体的钢结构及检修。主要内容有车 体结构概述、各种货车结构形式（平车、敞车、棚车、家 畜车及保温车、罐车、长大货物车、漏斗车及自翻车）结 构形式、客车车体钢结构、动车组与地铁车辆简介、底架 及车体的检修。
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第一节 车体结构概述