地铁车体轻量化报告

合集下载

高铁列车的材料与轻量化技术研究

高铁列车的材料与轻量化技术研究一、引言高铁列车是一种现代化交通工具，具有运行速度快、安全可靠等优点，受到了广泛的关注和应用。

高铁列车的材料和轻量化技术是其关键技术之一，对于提高列车性能、减轻列车重量、降低能耗具有重要意义。

本文将对高铁列车的材料与轻量化技术进行深入研究，以期为高铁列车的发展提供技术支撑。

二、高铁列车材料的研究现状1. 钢铁材料目前，高铁列车的车体主要采用优质钢材制造，具有较高的强度和刚度，能够满足列车运行的要求。

然而，传统的钢铁材料重量较大，影响了列车的运行速度和能效。

2. 铝合金材料铝合金材料具有较高的比强度和轻量化特性，逐渐成为高铁列车车体的重要材料。

铝合金材料的应用可以有效减轻列车重量，提高列车的运行速度和能效。

3. 其他轻量化材料除了钢铁和铝合金，高铁列车还可以采用碳纤维复合材料、镁合金等轻量化材料，进一步降低列车的重量，提高列车的运行效率。

三、高铁列车轻量化技术的研究进展1. 结构设计优化高铁列车的结构设计对于轻量化具有重要作用。

通过优化车体结构设计，可以减少材料使用量，降低列车重量。

2. 热平衡技术高铁列车在运行过程中会产生大量的热量，利用热平衡技术可以有效减少列车的热负荷，降低列车能耗。

3. 节能减阻技术通过减小列车的阻力，可以减少列车的能耗。

采用空气动力学设计、轮轨摩擦减少等技术可以有效降低列车的能耗。

四、高铁列车材料与轻量化技术的应用案例1. 北京至上海高铁北京至上海高铁是目前中国运营最为出色的高铁线路之一，该线路列车采用了先进的轻量化材料和技术，具有较高的运行速度和能效。

2. 日本新干线日本新干线是世界上最为知名的高速列车系统之一，其中的列车采用了大量的轻量化材料和技术，保证了列车的安全性和运行效率。

3. 欧洲高铁欧洲高铁系统是全球高铁系统中较为成熟的系统之一，其中的列车在材料和轻量化技术方面有着较为突出的应用，促进了欧洲高铁系统的发展。

五、结论与展望高铁列车的材料与轻量化技术研究是高铁发展的重要方向，通过不断的研究和应用，可以推动高铁行业的发展，提高列车的运行速度、安全性和能效。

城市轨道交通车辆轻量化设计研究

Research・Design城市轨道交通车辆轻量化设计研究□常树民□申永勇口石得春上海轨道交通设备发展有限公司上海200245摘要：介绍了城市轨道交通车辆轻量化设计的技术路线,论述了城市轨道交通车辆轻量化设计的三大关键技术：系统集成、使用轻量化材料、结构轻量化优化。

从制动模块集成和能耗记录系统两方面介绍了城市轨道交通车辆的轻量化系统集成，从碳纤维复合材料、聚碳酸酯材料、铝箔复合板、铝合金材料等方面论述了轻量化材料在城市轨道交通车辆中的应用，从车体结构、内装设备、车钩缓冲器、紧急疏散门四方面分析了城市轨道交通车辆结构的轻量化优化问题。

Abstract:The technical line of lightweight design of the urban rail transit vehicle was introduced.Three key technologies for lightweight design of the urban rail transit vehicle were discussed:system integration,application of lightweight materials,and optimization of lightweight structures.The integration of lightweight system of the urban rail transit vehicle was introduced from the aspects of brake module integration and energy consumption recording system,while discussing the applicatio n of lightweight materials in the urba n rail transit vehicle from the aspects of carb o n fiber composite materials,polycarbonate materials,aluminum foil composite panels and aluminum alloy materials・The optimization of light weight structure of the urban rail transit vehicle was analyzed from four aspects:coach structure,built-in equipment,coupler buffer,and emergency evacuation door.关键词：轨道交通；车辆;轻量化;设计Key Words：Rail Transit；Vehicle；Light Weight；Design中图分类号:TH122；U260.2文献标志码:A文章编号：1672-0555(2020)01-0021-061城市轨道交通车辆轻量化概述1.1城市轨道交通能耗城市轨道交通是一种安全、舒适、节能、环保的绿色交通，已成为各大城市公共交通的重要组成部分。

时速160公里动力集中型动车组轻量化设计

时速160公里动力集中型动车组轻量化设计时速160公里动力集中型动车组轻量化设计随着我国高铁的快速发展，动力集中型动车组（Multiple Unit Train，简称“EMU”）作为高速铁路交通的主要列车型号之一，具备了高速、大运力、舒适等特点。

然而，由于传统动力集中型动车组采用了大量的钢材结构，导致车体重量较大，占用空间较大，限制了列车的运行速度与运输效率。

因此，轻量化设计成为提高动力集中型动车组性能的重要途径。

轻量化设计旨在通过采用轻量材料和先进的结构设计，减轻车体的重量，提高列车的运行速度和运输效率。

在时速160公里动力集中型动车组的轻量化设计中，关键的步骤包括车体材料的选择、结构设计的优化和加工工艺的改进。

首先，在车体材料的选择上，可以考虑采用高强度钢材、铝合金和复合材料等轻量材料替代传统的低碳钢材。

这些材料具有良好的强度和刚度特性，可以在减少车体重量的同时保证列车的运行安全。

其次，在结构设计上，应采用更加紧凑和高效的设计方案来减少车体的体积和重量。

例如，可采用空心梁和蜂窝板结构来替代传统的实心钢结构，增加材料的使用效率。

同时，通过优化连接结构和减少不必要的零部件，进一步降低车体的重量。

此外，加工工艺的改进也是实现轻量化设计的关键。

传统的铆接和焊接工艺在连接车体结构时存在着一定的缺陷，造成了不必要的重量增加。

因此，可以采用粘接技术替代传统的连接工艺，实现车体结构的整体化设计和加工，进一步降低车体的重量。

通过上述的设计优化，时速160公里动力集中型动车组的轻量化设计将会带来多方面的好处。

首先，减轻车体重量可以降低列车的能耗，提高能源利用效率。

其次，降低车体重量可以减小列车的轮轨接触力，降低了磨损和噪音的产生，提高了列车的乘坐舒适性。

此外，轻量化设计还可以增加列车的载重量和降低空气阻力，提高列车的运载能力和运输效率。

然而，在实际应用过程中，轻量化设计也面临一些挑战和困难。

首先，轻量材料的使用成本较高，给设计和制造带来一定的经济压力。

城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料的研究与应用

城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料的研究与应用摘要：重量作为衡量整车的一个参数，合理的控制重量是改善车辆运行工况的重要因素。

其中车辆轻量化方面，在符合合理的成本条件下，降低车辆自重，减少运动阻力，就是起到对整车车辆使用时经济的效益最大化，从而响应了国家环保节能的重要举措。

新型轻量化车体结构材料的选用是实现城市轨道交通车辆轻量化的重要途径。

关键词：轨道交通车辆；轻量化；车体；结构材料；应用1城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料概述车辆实现轻量化，首先在确保车辆结构的刚度和强度，选用合理的材料越发重要。

目前在车内的复合材料应用比例越来越多，像P3板、AIR-PLU板、酚醛树脂发泡板、轻芯钢等材料逐步发展起来。

轻芯钢是一种新型复合材料，密度约为玻璃钢的五分之一，具有轻质度高、隔音降噪、保温阻燃、耐腐功能，可应用在城轨道车辆上的风道、地板、顶板、侧墙上，从而实现地铁车辆局部的减重。

在车辆顶部空调、车辆下部材料选用方面，从传统的碳钢、不锈钢材料，到目前可应用轻质铝合金、铝基复合材料。

其中铝基合金材料重量轻，摩擦系数稳定、散热性好，在车辆顶部和车下适当位置的应用可降低约60%的重量。

近年来镁合金材料在轨道车辆上也有应用案例。

镁合金具有质量轻、强度、振动衰减特性优良的特点，但同时对加工工艺、耐火、耐腐蚀提出较高要求。

它的比重约铝合金的68%，其成本与铝合金差异不是很多，应用推广具有较大前景。

2城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料的应用在对车辆构造进行设计上使用轻量化材料，并对车辆零件尺寸进行优化，借助整体塑形等生产工艺，能够有效减轻车辆的整体重量，促使实现节能高效，降低排放污染的目标。

而当前城市轨道交通车辆轻量化技术主要研究方向就是轻金属材料，车辆制造中所使用的材料多达4000多种，其中约80%为金属材料，55%为钢铁材料，而15%为铝镁等轻合金以及铸铁，20%为塑料以及碳纤维等非金属材料。

近年来，城市轨道交通车辆制造中逐渐引入轻量化材料，钢铁所占比例有所降低，逐步开始使用铝合金等轻金属合金。

浅谈城市轨道车辆环保、节能和轻量化方案

理论研究
泰工紊术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２３０
浅谈城市轨道车辆环保、节能和轻量化方案
刘淑艳
（长春轨道客车股份有限公司，长春１３００６２）
摘要：《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中指出，我国将坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点，在选择出行方式上，绿色环保的交通工具越来越受到青睐，因此，打造低碳节能、绿色环保的地铁车辆已经是势在必行。
车体应力分布，在实现轻量化设计的同时坚决杜绝因片面追求车体轻量化或单纯追求节约原材料而导致车体在应用后期出现裂纹等质
量问题。（２）内部装饰轻量化方案。内装产品如内墙板、间壁、座椅、
扶手等的结构设计在满足使用功能和良好性能的基础上，尽量做到轻
４车辆轻量化设计节能方案
车辆轻量化可以有效降低能耗、降低车辆振动能量、降低车内外
有害物质限量》标准的规定。满足节能降耗的要求。（２）控制车辆噪声，提高乘客乘坐的舒适性。车辆内部的噪声在满足使用要求的前提下采用轻量化的车辆，可有效降低运营能会直接影响乘客乘坐的舒适性，噪声达到一定的强度会对工作人员、耗和全寿命周期成本。乘客等造成损害。持续不间断的高噪声会给人体带来压力感、疲劳感，车辆轻量化首先要分析车辆的各种工况，对车体等各主要承力部甚至造成神经损伤、听力等不可挽回的后果。同时，车辆产生的噪声件进行有限元分析，对各种结构进行优化，制定车辆各部件重量分配也对车辆外部站台上的人员和周边环境产生巨大的影响。减小轨道交计划，所有部件都将严格按规定进行空置，确保整车重量目标的实现，通的噪声，已经成为提高人民生活质量，保持轨道交通可持续发展的以满足买方对车辆全寿命周期成本最低的期望。在保证强度和寿命要关键之一。求的前提下，从各个方面进行轻量化设计。（３）空调系统采用环保型制冷剂Ｒ４０７Ｃ。Ｒ４０７Ｃ是由Ｒ３２制冷（１）车体轻量化方案。车辆从设计阶段就开始采用有限元方法剂和Ｒ１２５／制冷剂再加上Ｒ１３４ａ制冷剂按一定的比例混合而成，是一进行车体强度、刚度、模态、疲劳和吊挂件强度、疲劳计算，确保种不破坏臭氧层的环保制冷剂。车体满足相关标准和招标文件要求，在此基础上不断对具体结构进（４）空调系统加装空气净化装置。行优化，通过合理的结构和型材断面设计，改善各种载荷条件下的

B型地铁轻量化不锈钢车体结构设计

V〇1.24,N〇.12,2017 B型地铁轻量化不锈钢车体结构设计罗宝，岳译新，刘永强，许晶晶(中车株洲电力机车有限公司产品研发中心，湖南株洲421001)摘要:介绍了B型地铁轻量化不锈钢车体主要结构，并通过有限元分析法对车体进行了静强度、模态计算分析。

计算结果表明，设计的车体强度、刚度能够满足相关标准和技术规格书要求。

关键词：不锈钢；车体；轻量化doi：10. 3969/j.issn.1006 -8554.2017. 11.003创新与实践TECHNOLOGYANDMARKET〇引言随着经济的发展，地铁成为城市交通的主要运输工具，节能减排越来越受到人们的重视，根据研究表明，如果减轻车体 10%重量，则运行能耗可减少6%。

由此可见，减轻车辆自重，对车体进行轻量化设计，会给生产厂家和社会带来巨大的经济效益。

不锈钢车体的防火、耐高温性能均高于铝合金车体，且无需涂装，更加环保，但是在重量方面，不锈钢车体较铝合金车体要重1t左右，因此不锈钢车体轻量化设计变的越来越重要。

1车体结构设计1.1 车体总体车体结构采用V形薄壁筒形整体承载全焊接结构，强度满足EN 12663标准，纵向可承受800 kN的压缩载荷和640 kN的拉伸载荷，设计寿命为30年。

车体由底架、侧墙、顶盖、端墙和司机室结构五部分组成（见图1)。

侧墙与顶盖、底架在外侧采用电阻点焊连接，内侧通过弧焊连接，简化了部件间的连接结构。

司机室结构与底架、侧墙和顶盖均进行了弧焊连接，形成了框架承载结构，改善了力流的传递路径，提高了车体整体承载能力，在实现一定轻量化的前提下，提高了车体结构的整体强度和刚度。

在头车前端设置防爬装置提高车辆被动安全性，碰撞性能满足EN 15227标准要求。

本文设计的一种B型地铁轻量化不锈钢车体，主要从以下几个方面优化和减重&①优化各部件间的连接方式、简化连接结构，如减少碳钢边梁，端部结构直接与底架边梁相连。

设计报告内容-轻量化设计分析报告

序号
零件
轻量化方案
备注
PA
3
加油口盖
PPO/PA
4
防撞杆
防撞杆连接板
高强度钢
5
车门内板
激光拼焊
6
前纵梁
激光拼焊、高强度钢
7
A/B柱加强板
高强度钢、激光拼焊
8
前、后保险杠横梁
超高强度钢、热压成形
9
车身结构件、加强件
高强度钢
10
白车身
有限元分析
根据分析结果进行结构优化
设计报告内容-轻量化设计分析报告
设计报告
车型
T13
文件编号
系统
白车身系统
日期
项目
T13
编制
属性
新材料新技术及轻量化设计分析报告
审核
白车身的轻量化设计主要是通过开减重孔、应用新材料新技术的方法。可以考虑加以利用的新材料新技术有以下几点：
一、采用（超）高强度钢板代替普通钢板
目前高强度钢板的生产及加工技术已经很成熟，用来代替普通钢板生产零件可以减小零件厚度，可以实现车身减重的目的，同时还能获得比普通钢板更优的碰撞安全性能。
四、利用有限元分析进行优化设计
利用有限元分析和优化设计方法进行结构分析和结构优化设计，在保证强度和钢度的前提下在适当的地方开减重孔，也可以减小车身的重量。
设计报告
车型
T13
文件编号
系统
白车身系统
日期
项目
T13
编制
属性
新材料新技术及轻量化设计分析报告
审核
综上所述，T13可供考虑的轻量化设计清单如下：
高强度钢可用于各结构件、加强件如前纵梁、A/B柱及其加强板等零件。超高强度钢主要可用于防撞杆/梁、前后保险杠安装横梁。

西安地铁一号线车体底架钢结构组成

西安地铁一号线车体底架钢结构组成摘要西安地铁一号线车辆采用轻量化不锈钢车体钢结构。

主要介绍车体底架钢结构的组成及特点。

关键词底架钢结构；模块化；钢结构材料；静强度试验0 引言西安地铁一号线线路全长25.361km，共设有19个车站。

二辆车为一组列车单元，六辆车为一列车编组，包括三辆动车和三辆拖车，四种车型（Tc有司机室的拖车、Mp带受电弓动车、M不带受电弓动车、T无司机室的拖车）。

车辆符合中华人民共和国地下铁道车辆通用技术条件（GB7928-2003）标准。

车辆符合GB50157-2003《地铁设计规范》中规定的B2型车。

车辆主要结构部件设计寿命为30年。

1主要技术参数车体长度：T，M，Mp：19000mmTc：19500mm车辆高度（不含受电弓）：3800mm车体宽度：2800mm客室地板面距走行轨顶面高度：1100mm车辆两转向架中心距：12600mm固定轴距：2200mm车钩高度：660mm2 车体底架钢结构组成车体采用不锈钢材料的轻量化整体承载结构，车体外板为不锈钢材质，表面拉丝处理，不涂油漆。

不锈钢车体由底架、侧墙、顶棚、端墙等组成。

车体底架做为整个车体的承载基础，不但承受车体本身的重量，而且还承载车下各种电器、制动设备，固定电气管线、制动管路及车内所有设备的重量。

同时还传递着牵引力、制动力以及复杂的动应力。

因此要求底架必须具有足够的强度和一定的刚度。

轻量化设计现在已经成为车体设计的重要目标，为了满足车体轻量化的要求，需要发挥各个主要部件（侧墙、顶棚）的作用，所以将底架、侧墙、顶棚组焊成一薄壁筒形整体的承载结构。

车体底架的枕梁、牵引梁、吸能结构组成部分采用高强度耐候钢，其余部分均采用高强度不锈钢材料。

为了尽量减小车体底架钢结构焊接时的热影响，主要使用电阻焊、缝焊及塞焊进行焊接。

底架结构采用模块化设计，主要由一位端底架组成、二位端底架组成、边梁组成、主横梁组成、波纹地板装配等构成。

生产时，首先将一位端底架组成、二位端底架组成组焊完毕，再在底架总组焊胎位上进行与边梁、主横梁及波纹地板等底架总组装焊接。

城轨车辆车体及轻量化

任务三城轨车辆车体及轻量化
三、车体的基本参数 2、车体的其他参数
（1）车辆定距：12600mm （2）转向架轴距：2200mm （3）车钩高度：660mm （4）车轮直径：新轮 840mm，最大磨耗时 770mm （5）轮对内侧距：1353±2mm
任务三城轨车辆车体及轻量化
四、车体材料的轻量化
任务三城轨车辆车体及轻量化
1、车体的尺寸
三、车体的基本参数
（1）A型车：车体长 22000mm，车体宽3000mm，车体高度（车顶距轨面的距离）3800mm 。（2）B型车：车体长 19000mm，车体宽2800mm，车体高度（车顶距轨面的距离）3800mm 。（3）C型车：车体宽2600mm，长度和高度均不大于B型车。
因此不锈钢、铝合金这些车体轻量化材料得到了广泛应用。
我国地铁车辆车体采用整体承载结构

任务三城轨车辆车体及轻量化
2、车体的组成
城轨车辆车体是由若干纵向、横向梁和立柱组成的钢骨架，再安装内饰板、外蒙皮、地板、顶板及隔热、隔音材料、车窗、车门及采光设施等。城轨车辆车体一般包括：底架、
端墙、侧墙、车顶、车窗、车门、司机室、贯通道和车内设施等
城轨车辆车体材料常用材料有普通钢(含耐候钢)、不锈钢和铝合金等3种材料。（1）普通钢车体强度低、重量大、能耗高、腐蚀重、维修量大、使用寿命短。（2）不锈钢是一种含镍铬的高强度合金钢，其强度是普通钢的1倍以上，特别是轻量化不锈钢的强度可达到普通钢的3倍，可使车体轻量化。（3）铝合金的比重只相当于普通钢的1/3，弹性模量也只有钢的1/3，在保证车体同等强度下，车体自重最大可减轻50%。
任务三城轨车辆车体及轻量化
一车体的作用与分类二车体的结构组成三车体的基本参数四车体材料的轻量化

高铁车体轻量化技术研究

高铁车体轻量化技术研究一、引言高铁的出现，标志着中国交通行业的技术水平高速发展，节能环保的发展趋势也变得越来越明显。

作为高速铁路技术发展的重要组成部分，高铁车体轻量化技术对于提高列车的运行效率和节能降耗具有重要意义，也是当前高铁技术研发的热点之一。

二、高铁车体轻量化技术概述车体轻量化是通过降低车体的自重和运行阻力以提高车辆的速度和能耗效率。

目前，高铁车体轻量化技术主要采用的方法有：使用新型轻质材料、采用优化设计、研发新颖的车体结构等。

2.1 使用新型轻质材料为了降低高铁车体的重量，当前广泛采用的轻质材料有镁合金、铝合金等。

镁合金具有密度轻、强度高、耐腐蚀等特性，而铝合金则具有良好的机械性能和可塑性，可适用于复杂的车体结构。

此外，现代合成塑料及碳纤维等材料也被广泛应用于高铁车体的制作中，以实现更大限度的轻量化。

2.2 采用优化设计除了材料的选择外，优化设计也是实现高铁车体轻量化的关键手段之一。

通过对车体的结构、形状、交叉口的优化，可以减少不必要的负荷，进一步降低车体的自重和对空气的阻力。

2.3 研发新颖的车体结构要想实现更彻底的车体轻量化，需要进一步探求新颖的车体结构。

闸叶式、弧形屋面、阶梯式车厢等车体结构设计已被广泛应用于高铁产品。

这些新颖的设计结构可以减少车体质量，提高动力性和运行效率，同时又能满足高速平稳行驶的要求。

三、高铁车体轻量化技术的发展与现状随着高铁技术的不断进步，高铁车体轻量化技术也在不断拓展与完善。

在材料的应用上，除了轻质材料外，新型复合材料的应用也得到了越来越广泛的应用。

在设计优化的方面，计算机辅助设计技术、仿真技术和三维打印技术等也在加速发展，为高铁车体轻量化技术的研究提供了新的契机。

四、高铁车体轻量化技术的前景展望高铁车体轻量化技术的研究和应用具有广阔的发展前景，可为高速铁路行业带来诸多优势，包括优化车辆性能、减少能耗和运营成本。

同时，它也将推动轻量化材料的研发和制造技术的发展。

SML11SE铝合金地铁车体有限元仿真分析

ｔｒａｉｅｅｄｓｎｒｑｉｍｅｔｅａｉｅｓａｄｒｓａｄｔｃｎｌｇｐｃｆａｏ．Ｔｅｔｓｅｕｔｓｖｒｌｓｄｔｈｕｅｓｔｆｄｔｅｉｅｕｒｓｉｈｇｅｎｓｏｒｌｔｔｎａｄｅｈｏｏｙｓｅｉｃｔｎｈｅｔｒｓｌｗａｅｙｃｏｅｏｔｅｆｖｎｉｉ
（ＳｈｚｏｌｔｃｏｏｔｅｏＬｄ，ｈｚｏ１０１ＨｎｎＣＲＺｕｈｕＥｅｒｃｍｏｖ．ｔ．ｕｈｕ２０，ｕａ）ｃｉＬｉＣ，Ｚ４
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｐｅｅｔｔｅＳｓｒｃ：ｈｓａｅｒｓｎｓｈＭＬ１ＳｌｍｉｕｅｒｂｄｔｃｕｅｔｅｆｉｌｍｅｔｍｏｅｆｗｉｈｗａｓｂｉｈｄｉＥａｕｎｍａｏｙｓｕｔｒ，ｎｔｅｅｎｄｌｈｃｓｅｔｌｅｎ１ｒｈｉｅｏａｓＨｙｅＭｅｈｓｆｒｅｈｔｅｓｅｏｍａｉｎａｄｍｏｅｕｄｒｖｒｕｙｉａｏｄｔｎｒｎｌｚｄｂｈｎｔｌｍｅｔｐｒｓｏｔｗａ．Ｔｅｓｓ，ｄｆｒｔｎｄｎｅａｉｓｔｐｃｃｎｉｏｓｗｅｅａａｙｅｙｔｅｆｉｅｅｎｒｏｏｌｉｉｅｍｅｏ，ｄｔｅｅｓｔｔｎｔｓｗｓｃｍｐｅｅ．ｅｒｓｌｉｄｃｔｓｈｔｔｔｔｅｇｈａｄｓｉｎｓｆｈａｏｙｓｒｃｈｔｄａｎｔｔｉｓｅｇｔｔａｏｌｔｄＴｕｔｎｉａｅａａｉｓｒｎｔｔｅｓｏｅｃｒｄｔ — ｎｈｈａｃｒｈｅｈｅｔｓｃｎｆｔｂｕ

西安地铁2号线车辆及结构轻量化

车辆产品与零部件
铁道车辆第５卷第２２１年２月Ｏ期０２
文章编号：０２７０（０２０ — ０９０１０６２２１）２０１ —３
西安地铁２号线车辆及结构轻量化
李毅
（长春轨道客车股份有限公司城铁客车开发部，吉林长春１０６）３０２
ｋｈ的速度与另一列停放状态的列车（ｍ／６辆编组）相
计算得，。４．Ｎ。Ｆ一２７９ｋ
Ｍ车、ｐ车拉伸工况时的垂向载荷Ｆ】Ｍ：
Ｆ一（ＱＭ— Ｑｚ２ × （＋Ｋ）Ｇ／０Ｍ× ）１Ｘ１００
Ｔ车ｃＭｐ生
图１列车外形
Ｍ车
Ｔ车
Ｍｐ奎
Ｔ车ｃ
图２列车编组
收稿日期：０１０ —８修订日期：０ｌｌ一６２］ —５１；２１ —Ｏ２作者简介：李毅（９５）男，级工程师（授级）１５，高教。
Ｇ — 重力加速度，Ｇ一９８ｍ／。 — 取．ｓ。
计算得，３．Ｎ。Ｆ一４５５ｋＭ车、Ｍｐ车垂向载荷Ｆ：
Ｆ２（Ｑｚ２ＱＲ × （＋Ｋ）Ｇ／０一ＱＭＭ× ＋Ｍ）１ × １００
（２）
式中： —Ｍ车、Ｑ — Ｍｐ车运行整备状态时的整车重
量，ＱＭ一３０ｇ；取５００ｋ
１３车体主要结构尺寸（２．表）

大连地铁1、2号线车辆车体结构设计

大连地铁1、2号线车辆车体结构设计0 前言随着我国国民经济的持续快速发展，城市化进程的不断加快，市内交通需求持续增长，城市交通设施与城市化发展的矛盾逐渐显现。

轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠、准点舒适等优势成为我国城市公共交通的发展方向。

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，具有列车自动驾驶功能，采用模块化设计。

以下介绍大连地铁1、2号线车辆车体结构、部件和轻量化等方面的具体设计。

1 车体结构设计1.1 车体钢结构组成大连地铁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。

车体是车辆运输的载体，要承受各种静载荷、动载荷、冲击、振动，应该满足构造速度运行的要求，保证车辆运输安全。

除此之外，还要满足密封、减振、隔热和防火性能要求，考虑在各种条件下的架车、起吊、高空作业安全、救援、调车、连挂、多车编组回送、事故状态下的应急措施。

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、左右侧墙、端墙、顶棚、司机室等结构焊接组成。

下图为Tc车体钢结构装配三维图。

图1 Tc车体钢结构装配1.2 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。

图2 Tc车底架装配1.3 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。

地铁铝合金车体轻量化设计与结构设计王鸿越

地铁铝合金车体轻量化设计与结构设计王鸿越发布时间：2021-09-26T08:02:19.696Z 来源：《中国科技人才》2021年第19期作者：王鸿越马维国段鹏飞蒋吉利吕起越[导读] 随着我们国家的轨道交通行业不断发展与壮大，特别是在城市的建设过程中，地铁已经成为主要的建设项目之一。

中车长春轨道客车股份有限公司 130062摘要：随着我们国家的轨道交通行业不断发展与壮大，特别是在城市的建设过程中，地铁已经成为主要的建设项目之一。

地铁在出行中占比较高，作为常用的交通工具，地铁的安全性能也受到大众的重点关注。

目前地铁已经大量采用铝合金式的合金材料，确实能够减轻车体的重量，从优化设计和结构设计的角度进行地铁生产的考虑。

本文主要针对铝合金车体轻量化设计和结构设计这样的角度进行讨论与分析。

关键词：地铁；铝合金车体；轻量化设计；结构设计引言：在地铁的日常运营过程中，地铁的安全性能是运营的首要关注问题，保障乘客的生命财产安全，也是地铁工作人员的首要责任。

对于地铁出现安全事故，特别是出现碰撞事故的时候，会第一时间产生较大的应力冲击，因此地铁的车体刚度与强度要有较高的要求。

现阶段车体采用的铝合金材质，能够保障车辆的强度，也符合轻量化的设计要求与标准。

本文就此进行分析与讨论。

一、地铁铝合金车辆轻量化设计铝合金这样的材质不仅具有强度较高，还具有质量较轻的综合优点，在地铁行业中应用范围比较广泛。

铝合金材质在运用工业制造方面，主要体现在强度等级上，能在地铁制造生产的过程中，减轻地铁的重量。

通常情况下，为了保障地铁材质的弯曲强度，铝合金车体的选取断面系数是钢体的三倍之高。

铝合金和钢结构存在本质的区别，在使用车体设计中也需要经过严密的计算，在车体的焊接和连接施工作业的时候，复杂程度相对较高，因此铝合金的车体生产过程中，尽可能减少焊接或者是螺栓连接方面的使用。

一般情况来说，传统的地铁车辆设计采用的是钢结构的板梁式结构设计，这样的设计方式相对落后，而且大量的零件都由焊接而成，导致在设备需求量不断增加的时候，生产难度较高。

轻量化技术在轨道车辆上的应用

轻量化技术在轨道车辆上的应用摘要随着我国轨道车辆技术的高速发展,车辆速度的不断提高,轻量化技术的研究迫在眉睫,轻量化技术的意义在于:提高车辆运行速度,节约能源;提高动加速车辆启度和制动减速度;减少车辆对线路的冲击,减轻线路维护的工作量;降低车辆制造成本;轻量化技术己成为车辆设计的一项重要内容,并且有广阔的应用前景。

本文从详细的阐述了轻量化技术在车辆结构和车辆材料上的应用。

关键词轨道车辆轻量化技术结构材料目录摘要第一章绪论第二章车辆轻量化的意义第三章轻量化技术在车辆上的应用3.1 车辆结构轻量化的必要性3.2 车辆结构轻量化的途径第四章轻量化技术在车辆材料上的应用4.1车体材料4.2转向架材料4.3新一代变流元器件材料SiC4.4内装材料4.5风道材料4.6地板材料第五章总结参考文献第一章绪论车辆的轻量化主要包括车体体积的轻量化,内装的轻量化、设备的轻量化和转向架的轻量化。

车体的自身重量在车辆中占据着非常大的比例,一般可达到车辆全身自重的30%左右,降低车体本身的重量是实现车辆轻量化的主要方向,这就是实现车辆轻量化的基础和必要前提。

车辆的轻量化并不单单泛指车体上所采用的轻合金化,而是应从对车体整体结构的改善,采用轻质材料(其中包括复合物)这几种途径来加以考虑。

第二章车辆轻量化的意义根据目前我国的实际和国情,碳钢车体由于具有制造费用低和容易维护,成熟的安装检修管理体制以及更高的使用寿命等优点,在相当长的一段时间内都将会持续生产,而且200公里每小时的速度限制等级以下将会占到非常大的比重,因此,车体的轻量化设计始终是技术研究的方向。

(1)车辆轻量化对铁路客车速度的提高起着关键的作用。

列车运行时的总走行阻力为：W+Cv2式中: R——总运行阻力；a、b、C——常数；v——运行速度；W——列车重量；Cv2——空气阻力由上式我们可知,空气阻力和车辆负荷重量均无关,其它阻力和车辆负荷重量之间呈现成正比即可看出,降低车辆的自重是进一步提高运营速度、实现最有效和经济性的一种措施。

轨道交通车辆车体结构轻量化设计分析

轨道交通车辆车体结构轻量化设计分析摘要：轨道交通车辆车体结构的轻量化设计可以有效降低整个车体的质量，同时保证车体的高刚度，对提高轨道交通车辆的整体性能和延长使用寿命有很大的帮助。

因此，通过关注轨道交通车辆车体结构的轻量化设计，一方面旨在帮助人们形成对轻量化设计的正确认识，另一方面也可以为优化轨道交通车辆车体结构设计提供必要的理论参考和实践指导。

关键词：轨道交通车辆；车体结构；轻量化设计；随着技术的不断创新，人们生活水平的提高，人们对物质的要求越来越高。

就衣食住行中的行方面，技术不断革新：火车、汽车、磁悬浮列车等车辆的运行性能越来越高。

到目前为止，就轨道交通车辆而言，技术研究人员对车体结构的轻量化进行了设计探析。

一、轻量化设计基本内涵在轨道交通车辆中，车体结构的轻量化设计并非单纯指的是使用各种轻量化材料，将减轻轨道交通车辆车体重量作为唯一设计目标。

而是通过在确保轨道交通车辆具有良好整体性能的几乎上，通过灵活使用各种轻量化的制造技术与相关材料，对车体结构进行优化设计等，从而在有效控制轨道交通车辆车体结构设计成本的同时，将整车重量降至最低，实现全面提升轨道交通车辆安全性与功能性的目标。

由此可见，对轨道交通车辆车体结构进行轻量化设计，无论是对于优化轨道交通车辆车体结构设计本身，还是提高车辆的安全性能与使用性能，促进轨道交通车辆的可持续发展均具有积极意义。

二、结构轻量化的作用优化是指在保证既有功能不变的情况下，对原有的系统、技术进行完善或者革新，使其更加符合社会生产要求。

而车体结构轻量化就是通过对车体结构的优化，使其在相同的载荷边界条件下下，具有更轻的重量，使轨道交通车辆的启停更迅速，能耗更低。

通过科学有效的方法，在设计的变量中选取最佳结果，实现车体结构最佳。

三、轨道交通车辆车体结构轻量化设计策略1.优化车体结构设计。

（1）车顶板轻量化设计。

考虑到原本作为车辆顶盖结构的车顶板，属于典型的单层开口型材结构，缺乏较高的刚度，在长期使用过程中极易出现形变等问题。

轨道交通车辆车体结构材料轻量化产业发展及展望

轨道交通车辆车体结构材料轻量化产业发展及展望摘要：随着我国经济的不断发展，我国的国际地位也在世界上不断提高，而我国的制造业也不甘落后,不断地进行创新发展，同时我国的轨道交通事业的发展尤为迅速，更新换代的速度越来越高快，同时，各种新兴的材料被不断地运用到新型车辆的生产研制造过程中，.而且轨道交通车辆的发展越快，对于新材料的需求量也越来越高，这样也带动了车辆车体结构的材料，轻量化产业的迅速发展。

但是，新兴料材料在我国高速列车上运用的并不多，所以需要更加先进的技术使我国轨道交通事业发展的越来越快，越来越好。

在我国强大的背景下，轨道交通车辆车体结构材料轻量化产业以后将会发展的越来越好，质量越来越高。

关键词：轨道交通车辆车体结构材料轻量化展望引言：近年来，我国的轨道交通事业发展得的非常的迅速，从第一条铁路完工，以至于现在的铁路网遍布全球，’这些铁路网交通四通八达非常重要，仅仅却用了很短的时间，这些都可以见证我国轨道交通事业发展的迅速，自从2004年我国引进2004年高铁技术引进我国之后，更加使我国的轨道事业发生了新的变化,有了新的方向，同时也更加快速的地促进了我国轨道交通事业的迅速发展.使我国轨道交通事业发展快速，轨道交通发展要适用于市场的需求，这样才能够使其发展的迅速更有希望，而且在十三五国家战略中就有明确的表示出来，轨道交通发展要朝着智能化绿色化轻量化的方向,进行不断的创新发展，要不断的地提出发展研发新的技术、新工艺、新材料，为我国交通事业发展出力。

一·轨道交通车辆车体结构轻量化的发展随着人们的生活水平的日益的提高，人们对于生活质量的追求也越来越高，所以对于出行的速度要求也越来越高，高铁作为一个人们通常使用到的交通工具，更需要满足人们日益提高的出行速度的需求，高铁提高速度除了对轨道以及车型外有非常重要的要求之外，且对于车辆车体的材料也是要求非常高的，。

减轻车身的重量，能够在很大程度上提高车子车辆的行驶速度，减轻车身的重量，就是轻量化产业的核心技术。

伊朗设拉子地铁车辆轻量化碳钢车体设计

客室内名义高度:图车体结构为薄壁筒形整体承载焊接结构。

车型分为端墙、底架等部分组成,能够承受垂直车体在最大垂直载荷状态下能经受纵向压缩力的强度要求,并满足车体垂向挠度不大于车体支承的要求。

图2司机室结构特点司机室外罩为整体玻璃钢内设置钢骨架的结构,主要由玻璃钢外)、裙板、挡板、前窗玻璃、前照灯等组成顶棚通过螺栓及塞焊型式进行连接。

司机室外罩钢结构骨架与司机室外罩之间的螺栓连接方式进行上下和前后的调节。

司机室玻璃钢在装配前,在玻璃钢与底架接合处预先涂抹密封胶之后再将玻璃钢与底架用螺栓进行连接,侧墙装配进行塞焊,中间缝隙用密封胶进行密封图3底架结构特点底架钢结构为无中梁结构,主要由边梁、牵缓组成(Tc(Tc车II位端,Mp/M车两端)、枕梁、大小横梁及波纹地板车底架I位端有吸能结构(防爬装置和吸能区组成车前后端基本相同。

底架横梁、底架端梁均为槽钢;用冷弯的型材,材料为05CuPCrNi,板厚为1.5mm;底架两侧边梁采用与牵引梁、枕梁、大小横梁、端梁焊接为一体。

图4吸能结构具有:一列AW0列车以25km/h的速度与另一列Science&Technology Vision科技视界图5顶棚结构特点Tc车顶棚钢结构由两个底部纵梁和顶部弯梁及两个空调机组平台一起焊接组成;Mp车顶棚由两个底部纵梁和顶部弯梁及两个空调机组平台、受电弓平台一起焊接组成;M车顶棚由两个底部纵梁和顶部弯梁及两个空调机组平台一起焊接组成。

在顶棚骨架上面、端部铺设蒙皮。

顶棚除空调平台、受电弓平台表面蒙皮为不锈钢外,其余结构材料均为09CuPCrNi-A。

图6空调机组平台设计时充分考虑整个平台的强度和刚度。

整个平台由蒙皮、横梁、纵梁、出风口、回风口、空调安装座等几部分组成,装配各梁之间焊接成框架结构。

图7端墙结构特点端墙钢结构由门口立柱、侧部弯梁、小横梁及蒙皮等部分组成立柱、蒙皮材料为09CuPCrNi-A。

图8技术要点该车辆成功地进入伊朗地铁市场。

(完整word版)地铁车体轻量化报告

城市轨道交通车辆结构与原理课程设计学院：城市轨道交通学院系（教研室）：车辆工程系课程名称：城市轨道交通车辆结构与原理课程代号：100135******学号：*********上海工程技术大学城市轨道交通学院2015年6月城市轨道交通车辆结构与原理课程设计车体轻量化设计计算目录1 概述 (1)2 总体技术条件 (1)2.1 任务 (1)2.2 技术条件 (1)2.3 总体方案 (4)（附每个人的设计内容简述） (7)3 个人具体分工项目 (7)4 设计方案 (8)4.1 总体理念........................................................................................... 错误!未定义书签。

4.2尺寸设定............................................................................................ 错误!未定义书签。

5 工艺分析 (8)5.1 材料选定........................................................................................... 错误!未定义书签。

5.2焊接处理............................................................................................ 错误!未定义书签。

6 强度校核 (10)6.1车顶强度校核 146.2新材料车体强度校核 147 总结 (12)8 结后语 (12)9 参考资料 (13)10 附件：设计图 (13)11 组内分工 (13)车体轻量化设计姓名潘汪洋学号 1011122151 概述随着国内外城市轨道交通的迅速发展，城市轨道交通已经成为城市轨道交通系统的主动脉，人们对地铁列车安全性和舒适性等方面的要求也越来越高。