A型地铁铝合金车体结构设计
地铁车体基本结构组成
地铁车体基本结构组成
地铁车体基本结构由以下几部分组成：
1. 车体骨架：车体骨架是地铁车体的主要支撑结构，通常由钢材制成，具有较强的承载能力和抗震能力。
车体骨架由车头、车体侧壁、车底、车顶等部分组成。
2. 车体外壳：车体外壳是地铁车体的外部覆盖物，通常由铝合金、不锈钢等材料制成。
车体外壳具有良好的防腐蚀性能和耐用性，同时也起到美观的作用。
3. 车门系统：地铁车体上设有多个车门，用于乘客进出车厢。
车门系统由车门、门控系统、安全系统等组成，车门通常分为内侧车门和外侧车门。
4. 窗户和车窗系统：地铁车体上设有多个窗户，用于通风和提供光线。
车窗系统由窗户、窗户密封系统、窗户开启机构等组成。
5. 室内装饰：地铁车体内部设有座椅、扶手、车厢灯光等装饰物，以提供舒适的乘坐环境。
6. 制动系统：地铁车体上设有制动系统，用于控制车辆的速度和停车。
制动系统通常包括制动盘、制动片、制动电气设备等。
7. 排水系统：地铁车体内设有排水系统，用于排除车厢内的雨水和清洗水。
8. 车体附件：地铁车体还设有各种附件，如警示灯、车辆识别系统、监控系统等。
这些附件用于提高地铁车辆的安全性和管理效率。
A型铝合金地铁车体挠度提升工艺技术研究
A型铝合金地铁车体挠度提升工艺技术研究摘要：铝合金地铁车体挠度是在车体合成过程中的重要尺寸，它对地铁车辆的行车安全起着重要的作用。
对于A型铝合金地铁车其挠度值要求一般比B型铝合金地铁车挠度值较高。
挠度尺寸的控制有着较高的技术要求，车体制造的过程中出现出车挠度无法满足车体技术条件的情况时，可采用热矫正的方法对车体挠度进行调整。
本文主要介绍一种地铁车挠度提升的工艺方法。
关键词：铝合金地铁车体挠度热矫正1背景意义近年来，轨道车辆中铝合金6005型材的焊接已经全面应用MIG焊接工艺，铝合金焊接变形量较大导致铝合金车体的关键尺寸较难控制，而车体挠度尺寸对于车辆的行车安全起着极为重要的作用。
对“生产过程车体挠度尺寸未达到车体技术条件要求的车辆”进行提升改善的工艺方法至关重要。
2研究内容及分析2.1研究内容本文研究一种热矫正的工艺方法对车体挠度尺寸进行改善。
实验车辆主要信息：铝合金A型车体，5门4窗，车体长度为21880mm，车体宽度为3000mm，车体高度2410mm。
2.2热矫正方式使用火焰对工件进行矫正时，其加热部位和附近型材随温度升高而膨胀，而周围部门的大部分型材处于常温下并不膨胀，相对比较稳定，阻止和压抑受热部位膨胀，使加热部位受到径向反作用力。
在温度超过金属的屈服点时就会产生塑性压缩变形，而停止加热时随着温度的降低，高温下产生的局部压缩变形量依然保留下来，由于冷却产生收缩应力，使其纤维收缩变短达到矫正的目的。
热矫正有三种方法：点状加热、线状加热、三角形加热。
1、点状加热：用于对板材的矫正；2、线状加热：用于对焊接结构的矫正；3、三角形加热：用于对型材类的矫正；A型铝合金地铁车其车体骨架结构为铝合金型材构成，因此对车体挠度的改善调整采用三角形加热的方式。
本次试验采用中性火焰加热，中性火焰是氧与乙炔混合比约为1：1.2时燃烧时产生的火焰。
加热温度对铝合金性能有一定的影响，当温度超过一定值时，由于晶粒粗化的影响，对焊接件的力学性能影响较大。
城市轨道车辆车体分析和结构说明
城市轨道车辆车体分析和结构说明首先，城市轨道车辆的车体通常由铝合金或不锈钢材料构成，这些材料具有较轻的重量和高的强度，能够提供良好的结构支撑和碰撞吸能性能。
车体结构以箱型结构为主，具有强度高、刚性好的特点，能够抵抗外部冲击和扭曲变形。
此外，车体采用分割式结构设计，方便维修和更新车辆的各个组件，降低了维护成本。
其次，城市轨道车辆的车体结构包括车头、车体和车尾三个部分。
车头通常配备了自动驾驶系统和防撞装置，以保证列车在行驶过程中能够准确无误地运行，同时提供紧急制动功能，确保乘客的安全。
车体部分由若干车厢组成，车厢之间通过连接节进行连接。
车厢内部设有座椅、扶手、垂直支撑杆等设施，以提供乘客的座位和站立空间，并通过各种装饰和灯光设计，提供舒适和宜人的乘坐环境。
车尾部分通常安装有备用能源设备和故障排除系统，以应对紧急情况和故障发生时的处理。
另外，为了提高乘客的安全性和舒适性，城市轨道车辆还采用了一系列的防振、减噪和减震设计。
例如，车轮和轨道之间安装了减震橡胶垫，用于减少车辆和轨道之间的冲击和振动。
车厢底部和车体的结构也采用了一些减震和吸震材料，以降低乘客的震动感和噪音。
车厢内的扶手和座位也采用了防滑和减振材料，提供更好的乘车体验。
此外，城市轨道车辆还配备了先进的空调和通风系统，以保持车厢内的舒适温度和空气流通。
车体上还安装了紧急开门装置和灭火设备，确保乘客在紧急情况下的安全疏散和火灾防控。
总之，城市轨道车辆的车体设计和结构旨在提供乘客的安全、舒适和便利性。
通过采用适当的材料和结构设计，车体具有较轻的重量和高的强度，能够抵抗冲击和变形。
同时，车体还配备了各种防振、减噪和减震设计，以提供更加舒适的乘车环境。
通过不断改进和创新，城市轨道车辆的车体设计和结构将进一步满足乘客的需求，并为城市交通提供更加高效和智能的解决方案。
SRTED A型地铁车体结构安全分析
SRTED A型地铁车体结构安全分析
易鹏;周红
【期刊名称】《上海电气技术》
【年(卷),期】2010(003)001
【摘要】基于被动安全设计技术思想,进行车体结构的耐碰撞设计.对车体结构进行耐碰撞仿真计算分析,根据仿真计算结果分析车体结构的耐碰撞性,验证车辆设计中防爬器、塑性变形吸能区的有效性.得出车体塑性大变形均仅发生在车体端部的非乘客区,弹性小,变形发生在车体的乘客区的结论.同时,变形过程稳定,没产生失稳,设计符合预期的安全要求.
【总页数】5页(P21-24,29)
【作者】易鹏;周红
【作者单位】同济大学,上海,200092;上海轨道交通设备发展有限公司,上
海,200233
【正文语种】中文
【中图分类】U270.32
【相关文献】
1.地铁B2型铝合金车体结构设计与静强度分析 [J], 朱剑月;沈培德
2.上海国产化A型地铁列车车体结构有限元分析 [J], 李韬;程佳;穆广友
3.B型地铁轻量化不锈钢车体结构设计 [J], 罗宝;岳译新;刘永强;许晶晶
4.B型不锈钢地铁车体结构设计及强度分析 [J], 王小杰;李辉光;梁炬星
5.地铁车底设备激励下地铁车体结构响应分析 [J], 闫庚旺;闫磊;李盈利
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A型地铁车辆铝合金车体总组成合成工序的工艺流程与研究
A型地铁车辆铝合金车体总组成合成工序的工艺流程与研究发布时间：2023-02-06T02:18:15.200Z 来源：《科技新时代》2022年9月17期作者：王宝坤孙继刚孙海岩[导读] 铝合金车体是轨道交通车辆上的重要组成部分，轨道交通车辆主要由底架、侧墙、端墙、车顶等主要部分组成。
王宝坤孙继刚孙海岩中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春 130062摘要：铝合金车体是轨道交通车辆上的重要组成部分，轨道交通车辆主要由底架、侧墙、端墙、车顶等主要部分组成。
车体的生产需要大型冲压设备、机加工设备、焊接设备、光学检测设备及大型工装，车体的生产需要大量的人力和物力。
本文重点分析了A型地铁车辆铝合金车体总组成合成工序的工艺流程。
关键词：铝合金车体、工艺流程、总组成合成1.前言随着我国经济的快速发展，地铁及轻轨车辆进行完全融入我们的生活，随着对车辆轻量化的要求，铝合金车体也成为了主要的发展对象。
良好的铝合金车体尺寸将影响着所有后道装配工序的生产质量，故合理铝合金车体生产工艺起着至关重要的作用。
本文主要描写了A型铝合金车体总组成合成工序的生产流程。
2.正文总组成合成工序主要工艺流程为工作准备组对底架、组对端墙、组对侧墙、组对车顶、调整焊接、组对端墙等主要工序。
2.1工作准备2.1.1开工前准备：（1）工装检查、整理；（2）焊接设备及相关工具检查；（3）料件表面质量及尺寸、形位公差检查；（4）图纸版本确认，使用最新生效版本图纸；确认料件与生产订单相符；及时确认该车型最新生效下达的技术通知；（5）吊具外观状态检查，吊带磨损不得使用。
工装检查、整理：（1）按照工作资源清单准备工装及样板。
（2）检查、整理：检查工装定位基准、夹紧装置是否准确、可靠、完好；车体总组成组焊夹具预制挠度21mm。
表面是否光洁；（3）检查后对工装进行整理；若工装出现问题，需及时调整、报修。
2.2组对底架2.2.1吊装底架用天车配合两根5吨10米吊带，将底架铝结构吊至车体组成夹具上方，缓缓下落至工装正上方20mm处时，调整底架位置，使工装定位销对正枕梁空气簧孔，缓缓落下底架组成。
上海轨道交通15号线车辆底架结构耐火设计
上海轨道交通15号线车辆底架结构耐火设计口汤云哲口杨苑斐口龙慧琴上海轨道交通设备发展有限公司上海2002451设计背景上海轨道交通15号线是上海轨道交通网络中的一条重要南北径向线，途经宝山区、普陀区、长宁区、徐汇区、闵行区五个行政区，全长约42.3km,为地下线，车站共30座。
上海轨道交通15号线车辆为全自动驾驶列车，满足EN62290-2—2014《轨道交通城市指导运输管理和命令/控制系统功能要求规范》中最高等级GOA4等级要求。
上海轨道交通15号线车辆采用A型铝合金车体，每列车六节编组，四动两拖，最高速度为80km/h。
车辆长140 m,宽3m,最大载客量为2670人）14*（由于车辆为全自动驾驶列车，因此对车辆的防火性能提出较高的要求，车辆所有材料均需要满足EN45545HL3—2013,轨道交通车辆的防火标准》的要求，同时客室间壁、底架地板需要满足结构耐火要求［3］（2耐火技术要求上海轨道交通15号线技术规格书中对底架结构耐火的要求如下:车体下部设有防火隔离层,应按照ASTM E119—2014,建筑结构和材料的防火试验标准试验方法》及NFPA130—2017,固定式导轨传输和乘客铁路系统标准》进行防火试验，达到45 min的防火隔离能力。
收稿日期:2020年5月第一作者简介:汤云哲（1992—）,男，硕士，助理工程师，主要从事轨道交通车辆研发设计工作—28—装备机械2020No.4底架承载车体、车顶设备、车内设备、车下设备及乘客的全部质量，并传递至转向架。
在列车运行中，底架承受牵引力、制动力及各种其它外力，是车体及车辆最重要的结构。
广义的底架，除车体底架外，还包括车下设备、隔声隔热层、铝蜂窝地板、地板布等。
底架如图1所示,用于承载乘客，提供乘客站立的位置。
由于车下设备及轨道上有大量电气部件，因此底架存在一定的火灾风险。
为了保护客室内的乘客，需要对底架结构进行耐火设计，以阻止电气设备火灾后对乘客造成威胁，给乘客提供足够的逃生时间)44*。
城市轨道交通列车车体
Hale Waihona Puke 1.4 车体的基本结构 1）底架
（1） 端梁
是指底架两端的 横向梁，其上固 定有端墙，又称 缓冲梁。
（2） 枕梁
是指转向架支撑 处的横向梁。
（3） 侧梁
是指底架两侧边 沿的纵向梁，其 上固定有侧墙。
（4） 中梁
位于底架中部， 断面较大并沿纵 向中心线贯穿全 车。
1.4 车体的基本结构 2）侧墙
1.3 车体的结构形式
1）底架承载结构 底架承载结构又称自由承载结构，是指由底架承担全部载荷的车体结构。 2）侧壁承载结构 侧壁承载结构又称侧墙和底架共同承载结构，是指由底架、侧墙和端墙共同承担载荷的 车体结构。 3）整体承载结构 整体承载结构是指由底架、侧墙、端墙和车顶共同承担载荷的车体结构。将底架、侧墙、 端墙和车顶焊接成一个整体，形成开口或闭口的箱型结构，此时车体各部分均参与承受载荷， 从而使承重更加均匀，如图2-9所示。
（3）为了降低城轨线路建设的工程投资，要求城轨车辆，特别是高架轻轨车辆质量轻、 轴重小。为使车辆轻量化，车体一般采用大型中空截面挤压铝型材、高强度复合材料或不锈 钢。
（4）由于城市轨道交通人口密集，所以对车辆的防火要求很高，特别是地铁车辆，通常 车体的结构采用防火设计，且材料必须经过阻燃处理。
（5）车辆应符合隔音和降噪的要求，最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。 （6）车辆的外观造型和色彩必须考虑城市文化、环境美化，与城市景观相协调。
1.1 车体的类型 5）按车体结构工艺分类
按结构工艺的不同，车体可分为一体化结构车体和模块化结构车体。一体化结构车体是 几十年来国内普遍采用的。模块化结构车体是20世纪90年代中后期在国外发展起来的一种新 型车体结构。目前，模块化结构车体在国内以理论研究为主，实际应用相对较少，但这将是未 来车体结构的发展趋势。
城市轨道交通铝合金车体
城市轨道交通铝合金车体铝合金车体和不锈钢车体是目前使用最多的两种新型材料车体结构，铝合金车体和不锈钢车体均属于轻型整体承载结构，主体材料分别是铝合金型材、不锈钢板材等，通常采用模块化结构或焊接组装。
铝合金和不锈钢车体都有材料密度小、比强（结构的最大承载力与所耗材料重量之比）大的优点，在满足车体强度和刚度的条件下自重轻而倍受青睐。
1、铝合金材料的特性（1）质轻且柔软，能轻量化制造。
（2）强度好。
（3）耐蚀性能好。
（4）加工性能好。
（5）易于再生。
根据铝合金车体结构及制造、运用情况，选择材料时应遵循以下原则：从轻量化方面考虑，要求强度、刚度好，而重量轻；从寿命方面考虑，要求耐蚀性、表面处理性、维护保养性好；从制造工艺方面考虑，要求焊接性、挤压加工性、成型加工性高。
根据以上原则，铝合金车体主要使用5000 系列、6000系列、7000 系列的铝合金。
2、铝合金车体的特点（1）能大幅度降低车辆自重，与碳素钢车体相比，铝合金车体自重减轻30%〜35％，比强约为碳素钢车体的 2 倍。
2）有较小的密度，铝合金对冲击载荷有较高能量吸收能力3）运用大型中空挤压型材，提高车辆密封性能，提高乘坐舒适性。
（4）采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，减少了连接件的数量和重量。
（5）减少维修费用，延长使用寿命。
3、铝合金车体的形式（1）纯铝合金车体。
纯铝合金车体可分为四种形式：①车体由铝板和实心型材制成，铝板和型材通过铝制铆钉、连续焊接、金属惰性气体点焊等进行连接。
②车体结构是板条骨架结构，用气体保护的熔焊作为连接方法。
③在车体结构中应用整体结构，板皮和纵向加固件构成高强度大型开口型材。
④车体采用空心截面的大型整体型材，结构简单。
（2）混合铝合金车体。
城轨车辆除纯铝合金车体外，还有钢底架的混合铝合金车体。
车体侧墙与底架的连接基本都采用铆接或螺栓连接的方式。
其作用有两点：一是可避免热胀冷缩带来的问题，二是取消了成本很高的车体校正工序。
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A型地铁铝合金车体结构设计
【摘要】车体是车辆结构的主体，车体强度、刚度关系到车辆运行的可靠性
和安全性。合理选择车体的材料和车体结构是保证地铁“安全、可靠、快速、轻
量、经济、适用”运营的重要因素之一。
【关键词】材料；参数；车体结构
1.A型地铁铝合金车体材料选择
车体承载结构主要采用铝合金大型中空挤压型材6005A-T6、7005-T6、
6063-T5及板材5083-H111、6082-T6系列，铝合金大型中空挤压型材耐腐蚀性
高、易于焊接、密度小，同时还有抗拉强度高、屈服强度高的优点，因此在国外
A型地铁车辆中被广泛应用。A型地铁所使用的铝合金的强度数据，满足欧洲标
准EN755-2及德国标准DIN 1748要求，热处理满足DIN EN515或相应的欧洲或
国际标准的规定。
2.主要技术参数
所设计的车体为采用大型中空铝合金挤压型材A型地铁鼓形车体；
头车车体的主要技术参数如下：
1）车辆长度：23619mm；2）车辆定距：15700mm；3）车辆宽度：3000mm；
4）车辆高度：3760mm；5）车钩中心线至轨面的高度：720mm。
中间车车体的主要技术参数如下：
1）车辆长度：21885mm；2）车辆定距：15700mm；3）车辆宽度：3000mm；
4）车辆高度：3760mm；5）车钩中心线至轨面的高度：720mm。
3.A型地铁铝合金车体承载形式
3.1 车体总成
如图1、2所示，车体外形为鼓型，这样能很好的降低空气阻力，减少能源
的消耗。车体采用通长大断面铝合金中空挤压型材全焊接或部分铆接结构，由底
架、车顶、侧墙、端墙、司机室等部分组成，底架、侧墙、端墙及车顶均承受载
荷，能够承受垂直、纵向、横向、扭转等载荷。车体由纵向长尺寸的挤压铝合金
型材制造，不需要对接。车体结构基本要求是进行轻量化设计，整体承载结构，
底架无中梁。司机室为框架结构，外部由玻璃钢罩板包裹，前端的玻璃钢罩板符
合空气动力学要求。司机室端部结构设计能满足意外撞车时的能量吸收。
整个车体轮廓为鼓形断面，能够充分利用限界并且有较强的承载能力。车下
大部件采用边梁吊挂方式。
3.2 底架组成模块
底架是车体组成的基础。车辆的走行装置及连接缓冲装置都直接与底架相
连。中间车底架由一、二位端底架前端组成、地板组成、边梁等零部件组成。头
车底架由一位端牵枕缓组成和防爬缓冲区、二位端由牵枕缓组成地板组成、边梁
等零部件组成；地板和边梁为通长结构，一位端到防爬缓冲区，二位端到缓冲梁。
3.2.1 底架地板组成方案
底架地板组成由通长中空挤压型材焊接而成，共9块型材，分3种断面。地
板上下面的壁厚为2.7mm，筋板厚度为2.5mm，充分满足底架强度和刚度的同
时最大程度地减轻重量，地板中间采用插接焊接结构，两侧留有和边梁搭接的结
构便于保证底架总体宽度尺寸公差。
3.2.2 底架边梁方案
边梁与地板连接处设计了与地板搭接的结构；地板边梁设置10mm厚吊装悬
臂板，为车下吊装设备提供多种选择。
3.2.3 一、二位牵枕缓组成
一、二位牵枕缓由枕梁组成和牵缓组成通过焊接形式成为整体结构。枕梁组
成和牵缓组成两侧直接和边梁连接。牵枕缓焊接完后通过对其上下表面进行机械
加工达到要求的尺寸，以此来保证心盘区和空簧区的精度和平整度。一、二位牵
枕缓组成共用同一种枕梁组成结构，二位牵缓组成两侧与前端底架模块焊接在一
起。
3.2.3.1 二位底架牵缓组成
二位牵缓组成由牵引梁左、牵引梁右、牵引梁上下盖板、车钩安装座、缓冲
梁和缓冲梁上下盖板组成。此结构将牵引梁和缓冲梁集成一体，既满足了车体受
力要求同时又提高了组装效率。
3.2.3.2 二位底架枕梁组成
二位枕梁组成由横梁、上部板、下部板、筋板等组成。枕梁上平面与底架地
板焊接，两侧与底架的边梁焊接。
3.3 车顶组成模块
车顶结构由圆顶、平顶、侧顶、受电弓平台（中间车）和连接风道组成。
3.3.1 车体圆顶结构方案
如下图所示，为了满足强度和刚度要求的同时尽可能轻量化，将圆顶两侧型
材设计为梯形型腔、将中间设计为方形型腔。圆顶又分为中圆顶、小圆顶、边圆
顶三种。这三种圆顶断面结构相同，不同之处就是纵向尺寸。
3.3.2 车体平顶结构方案
车体平顶结构包括侧梁、平台板组成、端板和平台排水组成（如图3）。
3.3.3 车体侧顶结构方案
侧顶是由三根型材焊接而成，下部型材与侧墙连接，上部型材留有和平顶、
半圆顶连接的接口。
受电弓平台与侧顶和圆顶连接。如下图所示，受电弓平台是由一个左、右侧
梁、平台底板、受电弓端板等组成。
3.4 侧墙组成模块
侧墙是由一二位侧墙构成，两侧侧墙完全对称，每侧侧墙由六块侧墙板组成，
每块侧墙板由侧墙型材和门立柱组成，在中间四块侧墙板上开有窗户口，两边侧
墙板由侧墙型材、门立柱和端角柱组成。单块侧墙板由四块侧墙型材焊接而成，
端部由门柱焊接封堵，门柱和车顶、底架连接。
3.5 端墙模块
端墙以左、右对称的端墙板为基础，由横向梁连接。端墙板内竖向板梁式柱
子也采用了空心截面的挤压模块。端墙由端墙板、门柱、横梁和端墙上横梁组成。
风挡垫板焊接于横梁上，用于安装风挡。
参考文献
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制造业自动化，2010，32（11）.