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与结构说明

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内容摘要

文章简要地从车体得结构、材料与车体与限界得关系三个方面分析讨论了车体截面形状得合理性,车体结构形式与车体材料得合理选择以及车体对限界得部分影响。

关键词:车体结构车体材料限界

引言

车体就是车辆中装载乘客得部分,它也就是司机驾驶列车得场所,属车辆得上部结构。其底架下部及车顶上部要安装大量机电设备,构成车辆主体。

车体与乘客得安全与舒适息息相关,故车体就是车辆得重要部件之一。它要承载各种静动载荷、各种振动,适应最大运行速度;还要隔音、减振、隔热、防火,并在事故状态下尽可能保证乘客安全。

一、车体结构

(一)车体得形状分析

在我们分析研究车体时,首先我们要对车体有一个比较宏观得把握。那么车体首先给人得第一印象就就是它得形状。我们通常见到得车体,其横截面都就是方形得,顶部就是个圆弧。那为什么就是这种形状而不就是别得形状呢？

我们先来假设一下,瞧别得形状就是否可行。我们知道,在周长相等得情况下,圆得面积就是最大得。那我们把车体做成一个圆柱就是否可行呢？

对于货运车,货物就是可以有效利用所有得有效空间得。但就是城市轨道交通主要就是用于客运得。人不同于货物,人不可能堆叠起来,不可能使车辆得空间利用率达到最大,因而用圆形车体就是毫无意义得。

同时,圆形车体对于加工墙体与车顶都带来了极大得难度,对侧墙与车顶得设备安装增加了很大难度。与此同时,这样形状得使得车辆限界增大,对道路得要求更高。因此不仅对施工增加了难度,还使得施工得成本增大。

综上所述,这种百害而无一利得形状被抛弃,而使用了现在得车体形状。圆弧得顶更好地契合设备限界,竖直得墙更符合其应用,也更容易加工。

(二)车体得主要组成

1、车顶

车体外顶板两侧有两个小圆弧,这个部分采用中空截面挤压铝型材,中部得大圆弧部分为带有纵向加强杆件挤压成型得车顶板。客室内顶板由中间得平板与平板两侧得多孔通风口板这三个部分组成。

2、侧墙、端墙

车体得侧墙左右各有五扇车门与四个车窗,被分割成六块分部件,各分部件亦为整体得挤压铝型材。客室内得侧墙、端墙都就是阻燃得密胺树脂胶合板,具有隔热保温得功能。

3、地板

直流传动车得地板先在底板上纵向布置橡胶条,再铺设多层夹板,用螺钉将多层夹板固定在底架上,然后在多层夹板上粘接灰色PVC材料地板。交流传动车将多层夹板改换成表面很平坦得铝合金轻型型材,然后在铝型材表面直接粘贴PVC塑料地板,这就避免了塑料地板起泡与脱落得弊病。

4、车体组成得综合要求

首先,在保证车体坚固得基础上,要求车体越轻便越好,因为较轻便得车体能够减轻车体对底架得压力,关于这一点,我们可以瞧到车体大量使用铝型材。

其次,

(三)车体得结构形式

1、底架承载结构

全部载荷由底架来承担得车体结构,又称自由承载结构。

2、侧墙与底架共同承载结构

由侧、端墙与底架共同承担载荷得车体结构,又称侧墙承载结构。

3、整体承载结构

在板梁式侧、端墙上固接由金属板、金属梁组焊接而成得车顶,使车体与底架、侧墙、端墙、车顶连接成一个整体,成为开口或闭口箱形结构,此时车体各部分结构均参与承受载荷,因此称之为整体承载结构。

(四)车体得结构形式得合理选择

车体得结构形式选择主要取决于其材料得加工难易程度以及车体承载得重量。那么车体重量主要就是因为其材料得不同而不同。因而合理选择车体得结构形式,归根结底还就是一个选择车体材料得问题。而因为整体承载结构相对于另外两种结构而言,承重更加均匀,所以一般情况下都会选择整体承载结构。

二、车体材料

(一)常用车体材料及其特点

1、耐候钢车体

耐候钢车体采用扮靓组合整体承载全焊接结构。制造厂需要先将购进得冷轧定尺板材或将热孔卷料开卷、矫平,切断得板材经磷化预处理。车体采用大部件组装方式。

与铝合金、不锈钢车体相比,其有材料费、制造费低以及工艺性好、造型容易得明显优势。但也存在重量较大、耐腐蚀性不大好而导致运营成本高得劣势。

其可做到车体气密结构良好,耐热性高,焊接性好,但就是维修较困难。

2、不锈钢车体

不锈钢车体也就是采用板梁组合整体承载全焊接结构。由于其板材更薄,其须采用大量薄板轧压成补强型材与外板点焊连接形成空腔,借以提高外板得刚度、强度。其板得拼接采用搭接缝焊。这就是其技术关键。

其优点有轻量化效果好,耐热性与焊接性良好,材料强度高,耐腐蚀性优越。但就是其缺点也比较明显:造型困难,要有塑性加工技术,车体气密结构困难,材料价格高。

3、铝合金车体

铝合金车体从结构形式上可分为:板梁、大型开口型材与大型中空闭口型材及其组合形式。

板梁式铝合金车体在结构形式上类似于耐候钢车体,但就是为了提高断面系数,要加大板厚。其薄板焊接非常困难,技术水平要求高,而且变形大矫正困难,因此必须采用接触焊。

开口型材将板、梁合成一体,简化了车体制造工艺,提高了质量,但成本也相应增加。其车体零件数量少、焊接工作量少,且容易实现自动化,大大降低了车体制造成本,提高了产品质量。但也需要大型挤出设备与大型模具,因此制品成本昂贵,设计断面变化也受到制约。

其得车体刚度比耐候钢车体与不锈钢车体都要小,因而要加大板厚与尽量加大车体断面,以此提高车体抗弯刚度。

同时,铝合金车体耐腐蚀性差,所以大部分都需要涂漆。

而且,铝得熔点较低,所以发热设备都需特别注意加装隔热板,以防发生火灾。

(二)车体材料得选择

三种材料得车体各有其优缺点,针对不同得要求条件,就要合理地选择合适得车体材料。

1、耐候钢车体适用分析

耐候钢车体在三种材料得车体中得优点就是:车体密封性好,材料熔点高,材料工艺性好。因为有这三个优点,在某些情况下,耐候钢车体就是最佳得选择。

(1)车体密封性好

在地上地下联运或者山区中,有大量得隧道。列车需要频繁地进出隧道,而显而易见地,隧道内得空气环境比较糟糕,所以需要列车车体密封性好。耐候钢车体就适用于这种情况。

(2)材料熔点高

列车得地板下往往吊装这高压大电流得发热设备,比如制动电阻箱。这时采用铝合金车体,安全隐患就会相对较大。应采取耐候钢或者不锈钢车体。

(3)材料工艺性好

列车在运营时难免会发生故障,严重得可能还会出现事故。耐候钢车体得材料工艺性好,在出现故障后,其可维修性相对要优于其她两种车体。在出现事故后,其也更易于修复与恢复。在对这方面要求较高得情况下应采用耐候钢车体。

同时耐候钢车体因为有这这个特点,其外观工艺性也较优越,可以更加美观。

其也更易于安装隔音材料,因为这种车得车内噪声较小。

2、不锈钢车体适用分析

相比于耐候钢车体与铝合金车体,不锈钢车体最大得优点就就是其材料优越得耐腐蚀性。

(1)材料耐腐蚀性优越

不锈钢车体优越得耐腐蚀性可以使列车在比较恶劣得环境下正常运行。如以下几种情况:空气湿度较大得沿海地区与盆地;工业污染相对比较严重得工业区;更多地在地面与高架上运行;存放于室外;风沙较大得地区;不涂漆、车辆段不设涂漆设备得情况。