简析不锈钢地铁车辆车体结构设计要点

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城市轨道不锈钢车体结构优化及探索

城市轨道不锈钢车体结构优化及探索

城市轨道不锈钢车体结构优化及探索摘要:文章在阐述城市轨道车辆不锈钢车结构特点的基础上,以当前我国不锈钢车的研发为实例,就如何优化城市轨道车辆不锈钢车体结构进行策略分析,旨在能够更好的促进城市轨道交通建设发展。

关键词:城市轨道车辆;不锈钢;车体结构优化截止到2016年,我国新建轨道交通线路的总体建设里程达到了2500km,成为世界上最大的城市轨道交通建设市场,且城市轨道交通拥有广阔的市场空间。

从当前城市轨道交通车辆的构成来看,轨道车辆大多以不锈钢、铝合金为主要结构,特别是不锈钢结构在总体结果中占据比较大的比重,且应用范围不断扩大。

在不锈钢车体的不断发展下,一些新的技术问题被提出,引起了业界内部的思考和讨论。

在焊接的过程中,不锈钢材料在受热之后很容易出现裂纹、腐蚀的问题。

为此,文章结合城市轨道车辆的运行实际就城市轨道车辆不锈钢车体结构的总体优化问题进行策略分析。

一、城市轨道车辆不锈钢车体结构特点(一)外板不锈钢车辆的导热率较小,相应发生的热应变较大,因此,在以往制作不锈钢车辆的时候为了降低其热应变的明显程度,一般会将其侧墙板制作成波纹结果。

但是从实际应用情况来看,波纹结构的墙板往往难以清理,且横纵刚性不一致,想要有效传递剪切力需要额外设置剪切板。

(二)骨架结构在试制之前,需要相关人员结合实际情况将钢制车的骨架换做不锈钢结构,并在反复进行试验分析之后确定骨架的构成强度。

在考虑箱型截面和外板组合问题的基础上可以适当的降低骨架的钢板厚度,将钢板的厚度控制在12mm范围内即可。

另外,对于各种类型的柱子和梁杆可以应用抗拉强度较好的钢构件,并在使用的过程中适当的降低钢板的厚度。

(三)不锈钢在从腐蚀性、加工性、性能等方面进行综合考虑之后选择应用奥氏体系的不锈钢,通过应用这种类型的不锈钢,在冷轧加工之后能够有效提升整体的抗拉强度,且在加工操作中还能够确保整个压制加工操作的性能良好。

不锈钢化学成分的不同也决定其基本性能的不同,因而为了改进不锈钢的焊接性,在应用不锈钢的时候需要采取有效措施来降低钢的碳含量,从而避免不锈钢结构车体出现腐蚀和裂纹。

城市轨道交通不锈钢车体

城市轨道交通不锈钢车体

城市轨道交通不锈钢车体目前,我国城轨车辆制造企业引进国外先进技术生产了一系列具有先进技术的不锈钢车体,不锈钢车体在我国城轨车辆中占有绝对多的优势,新生产的城轨车辆基本上都采用不锈钢材料。

典型不锈钢车体由底架、侧墙、车顶、端墙等组成六面体整体承载结构,底架端部采用耐候结构钢材料,其余部分均采用高强度不锈钢材料。

梁、柱间通过连接板相连接,模块构件结合及整体组成主要采用电阻焊接(点焊),形成不锈钢骨架结构,整个结构不涂漆。

1、不锈钢车体的结构(1)底架。

底架为无中梁结构,主要由侧梁、牵引梁、枕梁、横梁及波纹地板组成,枕梁和牵引梁部位采用耐候钢材料。

(2)侧墙。

侧墙的结构全部由不锈钢构成,由侧板、立柱、顶部横梁、门框等焊接成为整体。

(3)车顶。

车顶棚骨架结构由两个上弦梁、纵向梁、横梁一起焊接组成,骨架上面铺设不锈钢波纹板。

(4)端墙。

非司机室的端墙由不锈钢蒙皮、横梁和贯通道加强梁组成。

2、不锈钢车体的特征(1)外板的特征。

不锈钢材料导热率极低,发生热应变较大,为使其热应变不致太明显,将侧墙外板做成波纹结构,波纹结构板在纵向和横向虽有刚性,但在剪切方向则较弱,因此在需要传递剪切力的地方必须另设剪切板。

(2)骨架结构的特征。

根据车体部位的不同,使用不同高度的乙型材或帽型材,因此骨架的接头接合很复杂。

制造轻型不锈钢车辆时,最困难的就是骨架构成。

考虑箱形截面与外板组合,箱形截面对于承受横向载荷非常有效,组装以点焊为基础,结构难以处理的地方采用环形焊或塞焊。

(3)车辆用不锈钢材料的物理性能。

不锈钢材料具有较低的热传导率和较高的热膨胀系数,焊接产生的热量不会很快地分散,大量的热量聚集在焊缝区域,不锈钢材料的热膨胀系数约为钢的115倍,使得在同样的热量情况下其变形比普通钢材变形要大很多。

因此,不锈钢车体制造避免采用电弧满焊,应采用电阻点焊工艺。

不锈钢地铁车辆车体结构设计的要点研究

不锈钢地铁车辆车体结构设计的要点研究

不锈钢地铁车辆车体结构设计的要点研究摘要:车体是车辆结构中最重要的部分。

车体材料决定了其结构形式、性能、技术和经济指标。

车体的强度和刚度决定了车体运行的安全性、可靠性和舒适性。

车体的外观和使用寿命取决于车体的耐腐蚀性、能耗、载客量和乘客舒适性,以及与车体重量密切相关的列车编组形式(动拖比)。

目前,中国许多城市已经开始建设轨道交通系统。

在地铁车辆的设计过程中,车体结构非常重要。

本文介绍了不锈钢地铁车辆的主要部件、结构设计方法、车体制造工艺等方面。

关键词:不锈钢地铁车辆;要点;车体结构设计;研究1.不锈钢车辆车体结构特点不锈钢外壳需要外侧板具有平顺性。

不锈钢材质生产出了很好的耐腐蚀性,对于焊接及热变形区有严格要求。

波纹板及波纹下部结构需携带对应重物,同时需要某种强度种类;比重需减小,厚度0.6mm。

侧墙是由整体结构中若干单元组合而成,每一个单元都要承受汽车的重力和多种负荷变形;这些应力集中会使两个主要单体失效,整体系统性能降低。

为确保侧板有合适的刚性与强度,上侧板支撑与横梁之间、下框架等侧板与骨架焊接。

对于大型汽车来说埋弧焊接机器人具有可行性。

当点焊不便,需传递高载荷,可采用环焊、承插焊等等,不会对外观造成影响、降低热效应,提高车体强度等途径。

上部导轨与车体横梁在车体底部总成中所受作用力最大。

焊后须经热处理消除应力集中。

下半身框架拉起缓冲器。

以保证足够强度,传递拉伸,压缩载荷而不产生摩擦,零件用实心焊接工艺。

不锈钢主体因具有自身的特性,对于材料的性能提出了更高的要求,因此,应选择优质钢材制造。

不锈钢的本体主要是钢架构成,提供强度与刚度。

车体整体为焊接部件,疲劳强度高,所述车体下部为全焊接下框架结构。

整个应力过程从车体通过下框架、顶边梁、弯曲梁、各种梁、柱和其他线性骨架结构传递到波纹板和其他薄板结构,形成稳定车体支撑结构的整个应力系统。

结构承受的最大应力是轴向力,主要来自不同类型的梁和柱构件以及外部包层结构。

不锈钢地铁车辆车体结构设计的研究

不锈钢地铁车辆车体结构设计的研究

不锈钢地铁车辆车体结构设计的研究摘要:车体作为车辆结构的主体,车体材料决定了车体的结构形式、性能和技术经济指标,车体的强度、刚度决定车辆运行的安全可靠性和舒适性,车辆外观、寿命由车体的耐腐蚀能力决定,能耗大小、载客能力、乘客舒适度乃至列车编组形式(动拖比),均与车体重量息息相关。

因此,车体结构的设计在地铁车辆的设计过程中非常重要。

不锈钢地铁车辆的设计是一个综合的、复杂的且必须精确的过程,车体结构是车辆的载体,是整个车辆设计的基础。

目前,不锈钢地铁车辆车体结构一般由车顶、底架、侧墙、端墙四大部位组成,是由钢骨架和薄板组成的薄壁筒形整体承载结构。

关键词:不锈钢地铁车辆;车体结构;要点1 不锈钢车辆车体结构特点不锈钢车体对侧墙板外表面的平整度要求较高。

波纹顶板和波纹地板结构也需要承载一定的重量,因此要求其具体一定的刚度,为了减重的需要,其厚度也只有0.6mm。

为保证侧墙有足够的刚度和承载能力,在焊接侧墙骨架如侧墙立柱与上边梁、底架时,通常采用满焊方式。

在不易实现点焊或需要传递较大载荷的部位,不影响美观情况下采用环焊和塞焊,这样可以降低热影响,提高车体强度。

车体底架牵枕缓部位需要保证有足够的强度,能够顺利传递牵引与压缩载荷,该位置一般采用满焊工艺。

不锈钢车体的强度和刚度主要由车体钢骨架提供。

车体的整个传力过程是由底架、车顶边梁、弯梁以及各种横梁和立柱等直接受力的骨架结构传递到波纹板等薄板结构,整个传力系统构成了比较稳定的壳体承载结构。

车体结构所承受的主要载荷为轴向力,这些力主要由各种梁、柱构件承担,而蒙皮结构如波纹板等主要承受剪切力。

为了使车体骨架具有足够的刚度,板材或带材事先加工成具有一定截面形状的梁或柱状结构,各个骨架通过带孔的连接板焊接在一起,与外板构成箱型结构,这种结构对抗扭曲及横向载荷非常有效。

空调支撑梁、车顶弯梁采用帽型材或乙型材,通常要先折弯再拉弯最后成型。

底架横梁采用槽钢结构,其下需要冲压大量孔结构,便于车下设备安装和布线。

城轨车辆不锈钢车体结构优化

城轨车辆不锈钢车体结构优化

城轨车辆不锈钢车体结构优化【摘要】文章对轻量化不锈钢车体结构进行了介绍,并重点对车体选材、轻量化设计、激光焊等技术优化进行了分析,最后对不锈钢车体优点进行了总结。

【关键词】不锈钢车体;轻量化;激光焊目前,国内城轨车辆的材质主要有不锈钢和铝合金两种。

不锈钢车体由于强度刚度高、耐腐蚀能力强、维护保养成本低等突出优点,越来越受到国内轨道车辆制造企业的重视。

近几年,随着不锈钢车体轻量化设计取得显著成功,不锈钢车体广泛应用于城轨车辆产品,市场份额快速增长。

1.不锈钢车体结构不锈钢车体主要由车顶、底架、侧墙、端墙和司机室(仅头车有)五大部件组成,五大部件在专门的总组装台位采用焊接方式联接成完整的车体。

2.各主要部件结构2.1 车顶车顶分为平顶和弧顶两部分,平顶用于安装空调和受电弓装置,弧顶由边梁与弯梁通过连接板点焊在一起,形成骨架结构,在弧顶上面铺设波纹板,板、梁间通过自动编程点焊连接。

平顶能支撑空调机组和内装部件以及检修人员的载荷,设计时充分考虑了平台的自身强度、刚度及其对车体总体强度、刚度的影响,确保能够顺畅传递纵向载荷,同时特别考虑平顶的平整度以确保水密性和平顶流水的顺畅。

空调平顶采用内嵌式安装结构,取消平顶板,减少焊接工作量,降低平顶重量。

平顶两侧设有集水槽,与排水管相连,平顶的雨水进入集水槽后,通过与之相通的排水管,从底架下部直接排出。

车顶风道、顶板等设备通过两根铝型材整体吊挂在车顶弯梁上,车顶没有多余的焊件,结构简单,检修维护方便。

2.2 底架底架采用无中梁结构,由牵引梁、枕梁、缓冲梁、边梁、横梁、波纹地板等组成。

底架两侧为两根不锈钢冷弯型钢边梁,在它们之间布置不锈钢主横梁,主横梁间距根据车下吊装设备需要进行调整,在主横梁上部铺设不锈钢波纹地板,可支撑AW3的乘客载荷。

不锈钢边梁与主横梁间采用连接板点焊连接。

牵引梁、枕梁为箱形组焊结构,受力稳定,能够有效传递各种载荷。

在底架设计时以安全、可靠为主,兼顾考虑轻量化。

城轨车辆车体的维护与检修—不锈钢车体

城轨车辆车体的维护与检修—不锈钢车体
1979年,日本生产东急电铁8090系,设备虽与8400系相同,但车体 结构减轻2 t。
1980年,日本制造了定型生产的轻型不锈钢车辆,车体结构设计则采 用新型骨架或接头,并将原有波纹外板改成由加长刚性肋(压筋)加工的平 外板。
1992年,日本制造了新一代不锈钢车辆,其底架及车体仍以原有轻型 不锈钢车体结构为基础,但其外墙板为自动点焊,并对外板补强后的形状与 布置加以改进,避免了补强筋突出,改为平板外表面,车体结构骨架更易 01 于作业,部件件数大大减少,提高了精度。
3.1.5不锈钢车体
(3)车顶:车顶棚骨架结构由两根上弦梁和纵向梁、横梁一起焊接组 成,骨架上面铺设不锈钢波纹板。上弦梁采用SUS301L(HT)级型材,型 材厚度为1.5 mm;顶棚横梁及纵向梁采用SUS301L(ST)级型材;顶棚 波纹板采用厚度为0.6 mm的纵向波纹地板,材料选用SUS301L(MT)级 型材。空调安装梁及受电弓安装梁采用模块化设计,结构强度能够支撑空 调机组、管道、照明系统托架、顶板、立柱和其他设备。
(2)侧墙:侧墙的结构全部由不锈钢材料构成,由侧板、立柱、顶部 横梁和门框等焊接成整体。侧墙结构设计时由门开口隔开,各部分采用模 块化设计。窗上纵梁、窗下纵梁及侧墙下边梁材料均采用SUS301L(HT) 级型材,厚度为1.5 mm。窗上外板、窗中板、窗下外板材料采用 SUS301L(DLT)级板材,板厚为1.5 mm。侧墙的外板加强板采用 01 SUS301L(HT)级型材,板厚为0.6 mm。
01
3.1.5不锈钢车体
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图3-4 不锈钢车体模型
3.1.5不锈钢车体
(1)底架:底架为无中梁结构,主要由侧梁、牵引梁、枕梁、横梁及 波纹地板组成,枕梁和牵引梁部位采用耐候钢材料。波纹地板选用标准的 型材断面,材料为SUS304,底架两侧边梁为SUS301L(HT)级不锈钢型 材,在底架前后部与枕梁和端梁采用塞焊焊接为一体。底架的端梁采用 301L(LT)级型材,底架横梁采用SUS301L(HT)级型材。

不锈钢车体

不锈钢车体

2.4 不锈钢车体在设计和制造中的注意事项 2)不锈钢车体焊接
由于不锈钢导热系数低,热膨胀系数高,即不锈钢散热慢而变形大,不利于对构件尺 寸及形状的控制,但其电阻大,所以不锈钢的焊接常采用点焊。当受到设备、工序等方面 的限制而无法实现点焊时,可采用塞焊来减小热影响区。
在轻量化不锈钢车体中,几乎所有的零部件都是通过点焊连接的,所以焊点的质量将 直接影响车体钢结构的质量。为此,在每次焊接作业前需进行点焊拉伸试验和切片试验, 检验合格后再按照试验的焊接规范进行作业。
2.1 不锈钢车体的发展概况 1)国外不锈钢车体的发展
碳素钢车体耐腐蚀性差,它在大气 环境下运行几年后就会被严重腐蚀。为 此,美国巴德公司率先开始研制不锈钢 车体,并于1934年首次在车体制造上采 用不锈钢材料。随后,法国和加拿大也 开始研制不锈钢车体。
2.1 不锈钢车体的发展概况 1)国外不锈钢车体的发展
城市轨道交通车辆构造
任务引入
2016年2月26日,我国全自主化、自动化等级最高的全自动无人驾 驶地铁列车在中车青岛四方机车车辆股份有限公司下线。该地铁列车是世界上自动化 等级最高的地铁列车,满足IEC62290国际标准中的GOA4级(世界最高自动化等级)标准。 与以往的常规地铁列车不同,它的最大特点就是具备无人驾驶功能,车辆从唤醒到自检、 出库、停站、开关门、发车、回库、休眠、洗车等全过程由控制中心自动控制,无须司机 参与,实现全自动运行。 该列车采用4辆编组,B型不锈钢车体,最高运行时速达100 km/h。除了设有全自动无 人驾驶模式外,列车还设有人工手动驾驶和人工自动驾驶模式,这三种模式可自由切换, 以满足多样化的运营需求。 思考:不锈钢车体的结构是怎样的?
任务实施
2.侧墙 侧墙板在纵向上分为上、中、下3块,材料均为SUS301L-DLT,墙板间采用搭接方式。 梁柱与外墙板点焊后形成箱型结构,梁柱材料为SUS301L-ST。门角和窗角采用SUS301LHT连接板进行补强。 3.端墙 端墙由端墙板、门口框架、下边梁、门立柱、端角柱及其他梁柱组成。除门口框架采 用电弧焊外,其余板梁间均采用点焊。 4.车顶 车顶由2根边梁和车顶弯梁点焊在一起,形成桁架结构,然后在桁架上铺设侧顶板和波 纹板。车顶设有雨水及空调冷凝水引导装置。空调机组安装在车顶机组平台上。

不锈钢地铁车体典型结构优化设计及分析王蕾

不锈钢地铁车体典型结构优化设计及分析王蕾

不锈钢地铁车体典型结构优化设计及分析王蕾发布时间:2021-09-26T08:06:09.474Z 来源:《中国科技人才》2021年第19期作者:王蕾[导读] 不锈钢车体的优势有环保、抗腐蚀性强、耐高温等,但是其车体的结构是采用的板梁构造,形式比较复杂,在对典型化进行结构上的优化设计后,减少了生产工艺的流程,增强了部件的设计和生产设施间的适应,在很大程度上简化了不锈钢地铁车体结构,减少了许多车体结构附件的焊接,极大的实现了规模化装车的要求,在制造水平和设计质量的不断发展下,不锈钢地铁车辆在性能、外观及实用性等许多方面都提高了许多,因此不锈钢地铁车辆的价值在交通运输中逐渐脱颖而出。

中国中车长春轨道客车股份有限公司 130062摘要:不锈钢车体的优势有环保、抗腐蚀性强、耐高温等,但是其车体的结构是采用的板梁构造,形式比较复杂,在对典型化进行结构上的优化设计后,减少了生产工艺的流程,增强了部件的设计和生产设施间的适应,在很大程度上简化了不锈钢地铁车体结构,减少了许多车体结构附件的焊接,极大的实现了规模化装车的要求,在制造水平和设计质量的不断发展下,不锈钢地铁车辆在性能、外观及实用性等许多方面都提高了许多,因此不锈钢地铁车辆的价值在交通运输中逐渐脱颖而出。

关键词:不锈钢车体;优化结构;地铁引言:由于不锈钢材料的质感好、抗腐蚀、强度高等优秀特点,在机械制造加工技术的不断提高下,具有高强度的不锈钢材质在铁路行业使用的十分广泛,现在车体的结构主要使用材料主要就是不锈钢。

当前市场上不锈钢地铁车体主要使用的不锈钢材料导热率较低,热膨胀的系数也较高,焊接时会变形而且很难控制,因此电焊是目前主要的焊接方法,在设计车体的结构的同时不仅要满足基本的的功能要求,还要考虑到电阻焊工艺的特点,也要兼顾模块化、轻量化的装车要求和商品化、工业化的生产。

一、端部底架的优化端部的底架上带有的车钩冲击座是采用的整体结构铸造,由此铸造的出冲击座由热拉铆钉和两侧的牵引梁相连接起来,这种连接的方式采用了碳钢车的设计方法,需要独立的设立热拉铆装置,铸造工艺比较繁杂。

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简析不锈钢地铁车辆车体结构设计要点
摘要:现阶段,高强度、刚度、动态性能更好地不锈钢车体结构逐渐成为各大
轨道车辆厂家和研发人员追求的目标,在地铁车辆中,使用具有轻量化特点的不
锈钢车体结构能减少车辆和线路的维护费用,节约能源,因此在地铁车辆车体结
构中得到了较为广泛的应用。

基于此,本文首先对不锈钢车体结构的特点进行了
简要概述,分析了其在地铁车辆中的设计要点,并结合大连市的地铁车辆结构设
计的实例进行说明。

关键词:不锈钢;地铁车辆;车体结构设计
1.不锈钢车体结构的主要特点
不锈钢车体同碳钢车体一样为整体承载板梁结构,引起具有较高的强度因此,可以实现车体结构的轻量化,如侧墙和车顶外板厚度一般取1.0mm或1.5mm,
而碳钢车体一般不低于2.0mm。

不锈钢车体结构具有良好的抗腐蚀能力,因此设
计时无需为了抗腐蚀而对板材加厚,而且车体外表面能保持不锈钢材质本色和光泽,一般无需再涂装和表面挖补维修,能进一步降低车体质量。

但侧墙外板材料
最好最消光钝化处理,另外考虑到车辆的美观,车体外表面宜粘贴色作为装饰,
以增加车辆的动感。

2.不锈钢地铁车辆车体结构设计要点
2.1选材
不锈钢材料可以满足地铁车体的一切要求,和其他材料相比,它具有抗扭曲、高抗拉强度、耐高温、抗弯曲变形的优势。

对车体的设计,有相关的标准,设计
人员必须具备丰富的理论知识和设计经验,对材料的选用,不但要考虑到材料的
强度,还要考虑到不锈钢的物理特性。

车体材料按照强度划分,可以分为五个等级,分别是LD、DLT、ST、MT和HT。

轻量化不锈钢车体应通常采用材质为
SUS301L和 SUS304的车辆专用不锈钢作为主体,SUS301L相比中SUS304来说,
铬和镍的含量比较少,因此其屈服极限比(屈服强度/抗拉强度)亦小于0.8,冲
压加工性能更好,而且,如果需要进一步提高抗拉强度,只需要进行冷压加工即可。

不锈钢的物理性能,取决于热传导率、热膨胀系数、比电阻等因素。

不锈钢
材料,必须具有低热传导率和较高的热膨胀系数和高比电阻的特点,车体制造时,尽量采用电阻点焊工艺,不用电弧满焊。

车体结构设计遵循的原则之一是根据不
同的受力特点选择合适的材料。

并非所有材料都使用不锈钢,必须考虑到其他因素,例如实际的承载及受力情况。

一般选用抗疲劳特性和焊接性能好的低合金高
强度钢作为底架结构设计。

2.2车体结构
不锈钢车体结构设计的趋势是轻量化,不锈钢车体的强度较高,因此,对板
材的厚度有具体要求,侧墙和车顶外板为1.0mm 或 1.5mm,车体波纹板材为
0.6mm,选用SUS301L ―M T材质,选用1.6mm厚度的耐候钢波纹板。

由于不锈
钢的抗腐蚀性能,不需要再加厚板材,车体表面一般保持不锈钢本色和光泽,仅
需要进行钝化处理,加以色带以增加车体的动感和美观即可。

不锈钢车体的侧墙
外板多采用平板结构,通过内侧加刚性肋板提高强度。

侧墙骨架、车顶骨架采用40 mm的统一厚度。

选用S US301L―HT材料作为梁柱和连接板,连接板厚为
1.5mm或
2.0mm,柱板厚度为1.0mm 或 1.2mm。

采用帽形断面结构作为柱,以
电阻电焊实现各部件的连接,可以提高车体强度。

选用较厚的碳钢板材作为底架结构,为了提高载荷能力,使用电弧焊接工艺进行焊接,SUS301L―HT 不锈钢底架作为边梁、横梁,用环焊工艺连接,提高载荷力,底架和侧墙采用点焊工艺。

2.3车体骨架
和人体一样,车体的骨架也是车体设计的核心关键,车体的骨架由端墙、侧墙、底架、车顶组成,车体是一种板梁结构,车体承载的稳定性是车体的设计趋势,因此,梁柱的断面形式及骨架的对称性都是设计中必须考虑到的因素,车辆的骨架结构尽量设计成为一种闭环结构,避免出现载荷无法转移的局面。

为了提高横向载荷和对抗扭曲,一般采用箱型结构断面作为梁柱结构的断面,避免出现截面突变,如果实在无法避免,也要缓慢处理截面过渡处。

考虑到还要安装其他设备,在设计骨架时,必须避让结构开口处,可以通过调整梁柱的间距,梁柱厚度,改变梁柱断面等手段。

采用点焊作为骨架和外板的连接方式,质量必须严格把关。

3.实例探析大连地铁1、2号线的不锈钢车体结构设计
大连地铁1号线起自姚家,终至河口,线路全长28.339km;2号线起自东海公园,终至南关岭,线路全长36.562km。

车辆要适应大连市的自然环境和地铁线路条件,能在地下、地面和高架线路上运行,车辆采用3动3拖六辆编组方式。

为此,大连地铁1、2号线车辆研发设计成B2型不锈钢车辆,车体采用不锈钢材料的轻量化整体承载焊接结构,其具体设计要点如下:
3.1设计概况
大连地铁1、2号线车辆为6辆/列编组,车辆分为带司机室拖车(Tc车)、带受电弓动车(Mp车)和不带受电弓动车(M车)三种。

大连地铁车辆车体结构采用不锈钢轻量化设计,是典型的薄壁筒型整体承载的点焊传力结构。

车体的主体结构由底架、侧墙、端墙、司机室等结构焊接组成。

3.2底架装配
车体底架为无中梁结构,主要由端底架、不锈钢横梁、波纹地板、不锈钢底架边梁等组成。

Tc车底架I位端有防爬装置和吸能区,II位端与Mp车前后端基本相同。

枕梁和牵引梁部位采用耐候钢材料,波纹地板选用标准的型材断面,在底架前后部,与枕梁和端梁塞焊焊接为一体。

Tc车I位端底架由吸能结构、牵缓组成、枕梁等组成。

3.3侧墙装配
侧墙钢结构由侧墙板、立柱、横梁、底部横梁和门框等焊接成为整体。

侧墙结构采用分块模块化设计,由门口隔开。

车体左右侧墙完全对称,每侧设有5个门和3个侧窗。

分块侧墙组成由门立柱装配、窗立柱装配、窗上梁装配、窗下梁装配、底部横梁等组成,部件之间均采用点焊连接。

各分块侧墙组成框架结构在专用焊接胎具上,通过自动点焊与蒙皮支撑板、窗中板、窗下板装配、窗角焊接形成一个分块侧墙组成单元。

车体侧墙两侧设有一定数量的安装座、安装梁及走线架,与侧墙钢结构刚性连接,用来安装门系统、客室座椅、内墙板、门立柱及走线等。

3.3端墙装配
端墙钢结构由不锈钢外板,门口立柱、顶部弯梁、小横梁和贯通道安装梁、底部横梁组成。

3.4司机室钢结构
司机室采用含钢结构骨架的整体玻璃钢结构,与车体的底架、侧壁和顶棚连
接到一起。

玻璃钢司机室主要由玻璃钢外罩组成(含钢结构骨架)、裙板、挡板、脚蹬等组成。

玻璃钢外罩钢结构骨架与玻璃钢外罩之间的螺栓连接方式,可以进
行上下和前后的调节。

总结:
大连地铁1、2号线中的不锈钢点焊地铁Tc车车体,经过测试,车体在垂直
载荷工况、纵向压缩工况、纵向拉伸工况、救援工况、吊装工况及扭转载荷工况
等作用下,所有部位应力均不超出该部位所选材料的许用应力。

因此该车刚度和
强度均满足设计要求。

结束语:
综上所述,21世纪对不锈钢车体设计的趋势是是轻量化、高强度、抗疲劳。

车体的选材、结构、骨架、强度分析、轻量化、高强度、抗疲劳,都是车体结构
设计必须考虑到的要素,在实际设计中,必须综合考虑以上因素,才能设计出更
加实用的不锈钢地铁车体。

参考文献
[1]刘柱军,李伟,谢旭方.城市轨道交通车辆构造[M].人民交通出版社.2013.
[2]姜伯军.耐候钢、不锈钢、铝合金地铁车辆的结构和工艺[J].世界轨道交
通.2012.
[3]森久史,彭惠民,蔡千华.铁道车辆车体的轻量化和高刚度化技术.国外机
车车辆工艺.2012.。

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