城市轨道交通铝合金车体
城市轨道车辆车体材料选择
专业知识分享版使命：加速中国职业化进程摘 要〗城市轨道交通车辆的车体选材，是关系到运营的“安全、可靠、快速、轻量、经济 、适用”的重大因素之一。
对耐候钢、不锈钢、铝合金车体的材料和结构特点进行分析、比较。
探讨了针对城市轨道交通特点和对车辆的要求，合理选择车体材料问题。
对不同材料车体的发展动向作了介绍。
〖关键词〗城市轨道车辆，车体，材料选择车体是车辆结构的主体。
车体的强度、刚度，关系到运行安全可靠性和舒适性；车体的防腐耐腐能力、表面保护和装饰方法，关系到车辆外观、寿命和检修制度；车体的重量，则关系到能耗、加减速度、载客能力乃至列车编组形式(动拖比)。
以上所述都直接影响运营质量和经济效益。
车体结构形式、性能和技术经济指标主要取决于车体材料。
故车体选材一开始就成为选择城轨系统时必须同时考虑的诸多重大要素之一。
1 轨道车辆的车体结构和材料1.1 车体和车体结构的分类车体结构按使用的主要材料可分为普通碳钢车(现已停产)、高耐候结构钢(耐候钢)车、车辆专用经济不锈钢(不锈钢)车和铝合金车。
按承载方式分类，有底架承载、侧壁承载、整体承载三种方式。
按结构形式分，有板梁组合结构、开口型材与大型中空型材组合结构以及大型中空型材结构三种形式。
这些结构又同时属于整体承载结构。
从板与梁(柱)、梁(柱)与梁(柱)之间的结合方式来分，有焊接、铆接、螺柱(钉)粘结连接或混合连接结构。
我国和日本大多采用焊接结构。
焊接-铆接或焊接-螺栓(钉)连接在欧洲应用较多。
整体承载结构，即所有车体承载构件和外板都参与承载，这样能充分发挥所有承载零部件的承载作用，有效地减轻车体重量。
特别是板梁组合结构，原则上可按照有限元法的车体强度 、刚度计算结果来分配材料：强度不足部位补强，刚度不足部位补刚，强度刚度富余的部位将材料去掉，从而收到最佳的轻量效果。
1.2 耐候钢车体耐候钢车体采用板梁组合整体承载全焊接结构。
制造厂先将购进的冷轧定尺板材或将热孔卷料开卷、矫平，切断的板材经磷专业知识分享版使命：加速中国职业化进程化预处理。
武汉市轨道交通一号线车辆铝合金车体
３６ ４２ ６０ ９９ ５２ ３２ ４２
１１５ １１２ １２９ １２５
３３
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１３８ ６０
２． ４
计算结果及其分析 根据上述条件 & 在计算机模拟加载的情况下 &Ｔ ｃ 车
空调机与 １２ 弯顶交角 端梁 头部结构
１７ ２１
与 Ｍ 车的各项指标如下 ( # １$ 垂向弯曲刚度 ’ 在垂直静载作用下 & 采用挠跨 比不大于 １／ １ ０００ 来考查 & 侧墙下部侧梁的最大挠度 Ｔ ｃ 车为 ８． ７０ ｍ ｍ &Ｍ 车为 ８． ２０ ｍ ｍ &均小于 １２． ６０ ｍ ｍ# 车辆 定距 !１／ １ ０００$ ’ 相应的垂向弯曲刚度 Ｔ ｃ 车为 ４． ７９０"
４３００３０#
要 $ 武汉市轨道交通一号线车辆在国内首次采用了全焊接铝合金型材结构的车体 % 文章介绍了其设
计过程 & 计算机模拟计算 &样车生产和测试 !结果表明该车体设计满足技术条件 ! 很成功 % 关键词 $ 铝合金车体 ’ 设计 ’ 模拟计算 ’ 测试 中图分类号 $ Ｕ ２７０． ３２ 文献标识码 $ Ａ 文章编号 $ １６７２－１１８７ " ２００５( ０５－００３１－０４
图４
车头几何图
图５
车端有限元网格
底架采用大断面铝合金挤压型材焊接结构 ! 由地 板 ’边梁 ’牵枕缓 ’主横梁 ’ 端梁等组成 " 其中 Ｔ ｃ 车驾驶 室端部底架设置板梁结构 !并加装防爬器 ! 可满足车体 驾驶室端部底架吸收高冲击能量要求 " 底架设有顶车 ’ 架车 ’ 复轨用垫座 ! 可用于拆卸 ’ 组装 ’ 修理 ’ 装运以及 救援的操作 " 空气簧座用螺套和螺钉固定在枕梁上 " 底 架下平面滑槽供车下设备吊装使用 " 地板由 ７ 块铝合 金挤压型材焊接组成 ! 地板型材腔内填充防寒材 ! 地板 下表面喷涂隔声阻尼浆 " 各型材之间采用 Ｖ 型坡口自 $ Ｔ６% ! 动焊工艺 ! 牵引梁和缓冲梁采用的材料是 ７００５ 底架的其他部分均采用的是 ６００５Ａ$ Ｔ６% "
城市轨道交通车辆的车体结构组成讲解
城市轨道交通车辆的车体结构组成讲解城市轨道交通是一种现代化的公共交通方式，其车辆的车体结构组成非常重要。
车体结构不仅影响车辆的外观和舒适性，还决定了车辆的安全性和运行效能。
本文将从车体整体结构、车体材料、车体重量和车体附属设备四个方面，对城市轨道交通车辆的车体结构进行详细讲解。
一、车体整体结构城市轨道交通车辆的车体主要由车体壳体、车体底盘和车体屋盖三部分组成。
车体壳体是车体的主体结构，承担着车辆的荷载和保护乘客的功能。
车体底盘是承载轮对和悬挂系统的基础部件，其结构应具备足够的强度和刚度，以保证车辆在运行过程中的稳定性和可靠性。
车体屋盖则是覆盖在车体顶部，旨在提供乘客休息和储物的空间。
二、车体材料城市轨道交通车辆的车体材料决定了车体的强度、重量和耐久性。
目前常用的车体材料包括钢材、铝合金和复合材料。
钢材具有较高的强度和刚度，适用于承受较大荷载的部件，如车体壳体和底盘。
铝合金具有较好的耐腐蚀性和成形性，适用于车体屋盖等外壳部件。
复合材料具有较高的强度和轻量化的特点，适用于提高车辆整体的耐久性和乘坐舒适度。
三、车体重量城市轨道交通车辆的车体重量直接影响着车辆的能耗和运行成本。
因此，车体重量的控制十分重要。
一方面，车体结构需要具备足够的强度和刚度，以保证车辆的运行安全；另一方面，车体结构需要尽可能地轻量化，以降低能耗和提高运行效能。
因此，车体结构的设计需要在强度和重量之间找到一个平衡点，通过优化设计和材料选择，使车辆在满足强度要求的同时，尽可能地减轻车体重量。
四、车体附属设备城市轨道交通车辆的车体还包括一些附属设备，如车门、窗户、灯光和通风系统等。
这些设备主要用于提供乘客进出车辆的通道，保证车内的采光和通风，以及提供车辆行驶时的灯光照明。
车辆的附属设备需要与车体的结构相适应，确保设备的稳固性和可靠性。
同时，附属设备的设计还需要满足乘客的舒适性和安全性要求。
城市轨道交通车辆的车体结构组成是一个综合性的工程问题，需要考虑多个因素的综合影响。
城轨交通车辆车体—铝合金车体
二、铝合金车体的特点
铝合金车体的 特点如下:
u （3）可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，提高车 辆密封性能，提高乘坐舒适性。
u （4）采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，可减少 连接件的数量和质量。
u （5）减少维修费用，延长使用寿命。
三、铝合金车体的形式
1.纯铝合金车体
u （1）车体由铝板和实心型材制成，铝板和型材通过铝制铆 钉、连续焊接与金属惰性气体点焊等进行连接。除了车钩部分 及车体内的螺钉座使用碳素钢外，其他部位都使用比重仅为碳 素钢1/3的铝合金，实现了车体的轻量化。这些铝板和型材等 多为拉延材料（板材、挤压型材、锻造材料）。很多地方使用 大型挤压型材，进行热处理后，其机械性能有很大的提高。大 型挤压型材的组合使车辆制造时焊接大量减少，但制造成本增 大。
四、铝合金车体的结构
1.底架
u (4)牵引梁。牵引梁有两根纵梁和一根横梁，纵梁沿车体 纵向布置，其作用是把车钩力分布到地板和枕梁上；横梁 的作用是承载、提升和牵引，司机室下面（A车的前端） 的牵引梁较长且较宽，发生列车碰撞时，被压溃的车钩向 后运动，牵引梁能够向后微量压缩，避免车体损坏。
四、铝合金车体的结构
三、铝合金车体的形式
2.混合结构铝合 金车体
u 城轨交通车辆除纯铝合金车体外，还有钢底架的混合结构铝合 金车体。这种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。
三、铝合金车体的形式
2.混合结构铝合 金车体
u 采用铝合金材料制造车体可最大限度地减轻车体自重，从而提高车 辆的加速度，降低运能消耗和牵引及制动能耗，减轻对线路的磨耗 及冲击，扩大输送能力。此外，铝合金车体还有以下优点：耐腐蚀 性好（但在潮湿的地方更容易被腐蚀，所以应特别注意排水和密 封），外墙板可不涂漆，不仅节能，还节省涂装费，而且不需设置 油漆场地，缩短制造周期，并可延长检修周期；可以采用长大宽幅 挤压型材，与一般钢结构相比，人工费节省约40%，车辆质量减轻 约30%。
城市轨道交通车辆车体及内饰
城市轨道交通简称为城轨。
城轨车辆车体按材料不同，可分为耐候钢车体、不锈钢车体、铝合金车体三种。
城轨车辆的车体采用由车底架、侧墙、车顶、端墙（驾驶室）四大部分组成的封闭筒形薄壳整体承载结构。
1,底架列车底架就是由各种纵向钢梁和横向钢梁组成的长方形构架。
它承托着车体，是车体的基础。
车底架上部车体及承载物的全部重量，并通过上、下心盘将重量传给行走部。
在列车运行时，它还承受机车牵引力及列车运行中所引起的各种冲击力及其它外力。
2,侧墙钢制车体的侧墙由边梁、立柱、窗立柱和墙板等零部件组成。
在车门周围设有门边立柱和横梁进行补强。
铝合金车体的侧墙，左右各有五个车门和四个车窗，而侧墙的上部又与车顶部件组合在一起。
3、车顶。
钢制车体的车顶，由边梁、弯梁、纵向梁、顶板和车顶端部组成。
不锈钢车体的车顶有波纹顶板、车顶弯梁、侧顶板、空调机组平台等几部分组成。
铝合金车体的车顶，两侧小圆弧部分采用形状复杂的中空截面挤压铝型材，中部大圆弧部分为带有纵向加强杆件的挤压成形的车顶板，其长度与车顶等长，车顶组装时仅仅留下几条与车顶等长的纵向长焊缝。
4、端墙。
地铁车辆两端的驾驶室端墙设有端门，在端门两边设有立柱进行补强外，其他结构基本与侧墙结构类似。
其余端墙基本农贯通道，端板安装在两侧墙板和车顶之间，用于连接贯通道。
城轨车辆内饰。
客室车箱结构。
客室车箱一般由客室座椅、扶手、屏风、车窗、车门和其他设备构成的。
1.客室座椅。
现在城轨车辆的客室座椅都采用新型的防火材料，大多由钢骨架支撑的玻璃制品，采用符合人体工程学习的造型，座椅颜色以蓝色为主。
每个座椅宽为430mm，按2个座位或6个座位为一组，固定在车体侧墙上，没有与地板连接。
列车的供暖设备装在座椅下，保证暖空气覆盖车箱底部，避免头顶热风造成乘客燥热、头晕。
2.扶手和屏风。
水平、垂直扶手和侧边屏风由抛光的不锈钢材料制成。
以某地铁车辆为例，每节A车的扶手有：14个连续的从顶板到地板的垂直扶手，13个水平扶手与垂直扶手连接，10个屏风在每节车的右侧，9个对称的屏风在车的左边（由于ATC室的存在）1个水平拉手，22个把手。
城市轨道车辆-车体
❝城市轨道交通车辆-车体❝王莲芝❝城市轨道交通车辆的特殊要求❝站距短，线路曲线半径小，坡度大；客流量大而集中，乘客上下车频繁，高峰时会超载；❝车辆一般有较高的起动加速度和制动减速度；❝车辆遵循减少能耗、减少发热原则，尽量减轻自重，选择效率高的传动系统；❝运转密度较高，为确保安全行车，通信信号比较复杂，车载通信信号设备及车辆的控制系统，应有良好的适应能力。
❝车辆编号❝为了识别车辆，在车辆的侧面标有车辆编号，车辆编号包含了线路、车辆类型等信息，例如，三号线第24列车的A车编号为：03A024，其含义为: ❝03 A 024❝第一节概述❝一、车体的作用与分类❝车体是容纳乘客和司机驾驶(对于有司机室的车辆)的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础。
❝按照车体所使用的材料可分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体三种，早期的城轨车辆车体材料基本上是碳素钢(包括普通低碳钢和耐候钢)，目前主要使用铝合金和不锈钢。
❝按照车体结构有无司机室可分为带司机室车体和无司机室车体两种。
❝按照车体尺寸可分为A型车车体、B型车车体和C型车车体，如广州地铁一、二号线和深圳地铁车辆采用了A型车；广州地铁三、四号线和天津滨海轻轨采用了B型车。
❝按照车体结构工艺不同可分为一体化结构和模块化结构。
如：广州地铁一号线车辆采用的是一体化结构，而二号线采用的则是模块化结构。
❝城市轨道车辆车体特点❝有拖车、动车之分；❝座位少、车门开度大、服务设备简单；❝重量限制严格，要求轻量化；❝防火及隔噪要求高；❝车体结构特点❝车体结构设计上是整体承载的轻量化结构，采用大断面铝合金挤压中空型材、模块化设计制造而成，使整车重量轻，能耗低，充分发挥了车体各个构件中的强度，并大大提高了车体整体刚度。
❝车体的材料❝要求：具有一定的强度和刚度；耐腐蚀性，采用轻量化设计❝材料：碳素钢车体；不锈钢车体；铝合金车体❝南京地铁一号线概况南京地铁一号线主线南起奥体中心，北至迈皋桥，形成南京主城区中轴线的快速交通走廊。
城轨交通车辆铝合金车体和不锈钢车体
铝合金车体和不锈钢车体
1 铝合金车体
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。
铝合金车体和不锈钢车体
1 铝合金车体
1.铝合金材料的特性
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。
④车体采用空心截面的大型整体型材，结构简单。
铝合金车体和不锈钢车体
1 铝合金车体
3.铝合金车体的形式
（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。
城轨交通车辆
项目 铝合金车体和
不锈钢车体
铝合金车体和不锈钢车体
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。
（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。
铝合金车体和不锈钢车体
城市轨道交通车辆构造车体专业教育
底架中部断面较大并沿其纵向中心线贯通全车的梁称为 中梁，它是底架的骨干。底架两侧边沿的纵向梁称为侧梁， 侧墙固定其上。底架两端部的横向梁称缓冲梁(或称为端梁)， 端墙固定其上。在转向架的支承处设有枕梁，为横向梁中断 面最大的梁。在两枕梁之间设有两根以上的大横梁。为了吊 挂设备，铺设地板，底架上还设有若干小横梁和纵向辅助梁， 同时达到了增强底架强度和刚度的目的，其中，中梁和枕梁 承担载荷最大，因而最为重要。
任务一 车体的结构
一、车体的类型
1.按使用主要材料可分为普通碳素钢车体、铝合金车体 和不锈钢车体三种。
2.按照车体结构有无驾驶室，可分为带驾驶室车体和无 驾驶室车体两种。
3.按照车体尺寸可分为A型车车体、B型车车体和C型车车 体。
4.按照车体结构工艺不同可分为一体化结构和模块化结 构。
任务一 车体的结构
不锈钢
材料
C(max) Si(max) Mn(max)
Ni
Cr
S(max) P(max) N(max)
SUS301L 0.03
1.00
2.00 6.00~8.00 16.00~18.00 0.030 0.045 0.20
SUS304
0.08
1.00
2.00 6.00~10.50 16.00~20.00 0.030 0.045
任务二 铝合金车体
二、铝合金车体的特点
铝合金车体具有如下优点： 1．能大幅度降低车辆自重，在车辆长度相同的条件下，与 碳素钢车体相比，铝合金车体的自重降低大约30%～35%， 强度重量比约为碳素钢车体的2倍。碳素钢车体、不锈钢车 体、铝合金车体的重量之比约为10：8：6。 2．具有较小的密度及杨氏模量，所以铝合金对冲击载荷有 较高能量吸收能力，可降低振动，减少噪声。 3．可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，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，可减少连接 件的数量和重量。 5．减少维修费用，延长使用寿命。
地铁车辆车体结构设计方案
地铁车辆车体结构设计方案一、引言地铁车辆作为城市轨道交通系统中的重要组成部分，其车体结构设计方案的合理性和可靠性对于确保列车运行的安全性和乘坐舒适性至关重要。
本文将分析和探讨地铁车辆车体结构设计方案的相关要素，并提供一个综合可行的设计方案。
二、车体材料选择地铁车辆车体材料的选择是保证车体结构强度和轻量化的关键。
一般而言，地铁车辆的车体由钢材、铝合金和复合材料构成。
钢材具有强度高、耐久性好的特点，但重量较大；铝合金具有轻量化、耐蚀性好的特点，但成本较高；复合材料具有轻量化、抗腐蚀性好的特点，但制造工艺复杂。
综合考虑成本、强度和轻量化等因素，建议使用铝合金作为地铁车辆车体的主要材料。
三、车体结构设计1.车体长度和宽度：根据地铁运营的需求和站台长度等因素，确定车体的长度和宽度。
一般而言，地铁车辆的长度应控制在100米左右，宽度约为3.2米。
2.车体强度设计：地铁车辆需要经受各种复杂的力学、热学和振动环境的考验，因此车体的强度设计至关重要。
在车体设计过程中，需要进行有限元分析，确定车体结构的各主要部位的受力状况，并通过材料选择、优化设计等手段确保车体强度满足要求。
3.车体外形设计：地铁车辆的外形设计既要满足美观的要求，又要考虑乘客上下车、站台对接等操作的便利性。
因此，车体外形应具备流线型，减少阻力；车门位置应合理设置，方便乘客进出和站台对接；车体表面颜色要与城市环境相协调，提高城市形象。
4.车体连接方式设计：地铁车辆的车体连接方式通常有焊接和螺栓连接两种。
焊接连接方式简单，但在生产和维修过程中较难进行拆卸和更换；螺栓连接方式方便拆卸和更换，但需要注意连接点的强度和稳定性。
在车体结构设计中，根据实际情况选择合适的连接方式。
四、车体附件设计地铁车辆的车体附件包括车门、车窗、座椅等。
这些附件的设计要考虑到乘客的安全和舒适性，同时也要满足车体结构的强度和重量要求。
车门应具备快速开闭和安全防夹功能；车窗应具备隔热、防眩光功能；座椅应具备舒适、耐久的特点。
铝合金车体
铝合金结构
(1) 骨架外壳结构
以A5083合金（Al –Mg系合金）和A6061系合金（Al -Mg –Si系合金）作为外板和小型骨架材料的平板主体的一次材料展开，形成外壳框架方式，基本上与钢制车结构相同。
铝合金结构
（2）薄型材（单壳）结构
最初采用挤压型
材是以使用薄型材的单
壳车体结构为主流，在
车顶和侧墙为中心的外
板上安装加强材料形状
的薄型材。
铝合金结构
(3) 中空型材（双壳）结构
以中空型材为中心构成的结构，称为双壳结构。
双壳结构的优点总结如下：
•能够达到高刚性、增加噪音透过
损失→提高车内的乘车舒适度
•大幅减少零件数量，扩大自动化
焊接范围→降低制造成本，提高质
量
综合来看，这可以称为目前最好的
车体结构。
车体制造工艺过程
底架组成
端墙组成车头组成车顶组成侧墙组成
结构组成-底架
边梁和地板型材的插接方式地板型材之间的插接方式
结构组成-车顶
分块侧墙焊接
结构组成-端墙
结构组成-司机室骨架
结构组成-部件连接。
浅谈地铁不锈钢车体和铝合金车体
浅谈地铁不锈钢车体和铝合金车体作者：陈树娟等来源：《中国科技纵横》2014年第08期【摘要】随着城市发展和人们生活的需要，各个城市都纷纷规划、修建地铁线路，地铁的方便、快捷给人们的出行带来了好处。
我国城市轨道交通车辆的车体主要采用不锈钢和铝合金材料。
本文对这两种车体的结构、材料、制造工艺及外观质量等进行比较，希望对城市轨道交通车体的选择有所借鉴。
【关键词】地铁车体不锈钢铝合金1 地铁车体概述车体是车辆结构的主体。
车体的强度、刚度，关系到车辆运行的安全可靠性和舒适性；车体的防腐耐腐能力、表面保护和装饰方法，关系到车辆的外观、寿命和检修制度；车体的重量，关系到能耗、加减速度、载客能力；所有这些都直接影响到运营质量和经济效益。
2 车体结构车体都是由底架、侧墙、车顶、端墙组成。
不锈钢车体同碳钢车体一样为整体承载板梁结构。
车体大部件均采用骨架结构，可以增大强度，便于挠度的形成，不锈钢车体的侧墙板、端墙板、车顶板、地板所有的连接点均为板式连接，所有连接处都涂有密封胶，以点焊的方法连接。
侧墙板采用平外板结构，而其内侧则加刚性肋板以提高刚度。
侧墙梁柱采用帽形断面结构，与侧墙板点焊连接成闭口结构，有利于提高结构刚度和承载能力。
铝合金车体结构为大型中空铝合金型材组焊而成，为筒形整体承载结构。
大部件为铝型材或铝板拼焊而成，与不锈钢车体侧墙主要不同在于可以为鼓形结构。
3 车体材料用于不锈钢车体的材料应具有耐高应力，焊接性、辊轧成形性、冲压性等加工性能良好。
能符合上述条件的不锈钢通常有两种：奥氏体系不锈钢的SUS30lL、SUS304，由于SUS301L 具有通过轧制加工而易于增加硬度和抗拉强度的特性，故可根据使用部位选用适当等级的材料；新型不锈钢车采用超低（C为满足铝合金车体强韧性、焊接性、加工性和三维弯曲成形等综合性能要求，通常选用符合DIN 5513标准的5000系和6000系铝合金，主要有EN AW-5083、EN AW-6082、EN AW-6005A。
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺
地铁车辆铝合金车体的铆接工艺随着城市的发展和人口的增加，地铁交通成为城市出行的重要方式。
地铁车辆作为城市轨道交通的重要组成部分，其制造工艺和材料选择对于车辆的性能和安全性起着至关重要的作用。
铝合金车体作为地铁车辆的重要材料，其铆接工艺对于车体的稳定性和可靠性至关重要。
本文将就地铁车辆铝合金车体的铆接工艺进行探讨和介绍。
一、铝合金车体在地铁车辆中的应用地铁车辆的车体材料一般选用铝合金，因为铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够满足地铁车辆的性能要求。
相比于传统的钢材，铝合金车体可以降低车辆的整体重量，减轻运输工作，提高了车辆的性能和节能效果。
铝合金车体的造型设计也更为灵活多变，能够满足不同城市环境和客户需求的定制要求。
二、铆接工艺在铝合金车体中的重要性铆接工艺是将铝合金板材通过铆接方式连接在一起，形成车体的承重结构。
铆接是常用的车体连接工艺，其具有连接牢固、寿命长、抗腐蚀、抗震等特点。
在地铁车辆中，铆接工艺对于车体的稳定性和可靠性至关重要，直接关系到车辆的安全和运行。
三、铆接工艺的步骤1. 钻孔：首先是对铝合金板材进行钻孔，形成连接孔。
2. 钻孔整形：对钻孔进行整形处理，使得连接孔边缘光滑，有利于铆接过程中的连接紧密。
3. 铆接：将需要连接的铝合金板材放置在一起，通过铆接枪将铆钉插入连接孔中，并通过铆接枪的压力和冲击力将铆钉与板材紧密连接在一起。
4. 铆接成型：最后对铆接好的部件进行成型处理，确保铆接部位的平整和紧密。
四、铆接工艺中的关键问题1. 材料选择：在铆接工艺中，铝合金板材的选择非常重要。
需要选择具有良好强度和韧性的铝合金板材，以确保铆接后的连接牢固和稳定。
2. 铆接点布局：铆接点的布局需要合理，不能过于密集或者过于稀疏，以保证连接的均匀性和牢固性。
3. 钻孔和整形：钻孔和整形的工艺需要严格控制，确保连接孔的形状和尺寸符合要求。
4. 铆接质量检测：铆接后需要进行质量检测，检查连接部位的牢固性和密封性。
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术
轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术摘要：随着经济的迅猛发展，人们的出行方式也在发生改变，轨道交通车辆已经成为人们的首选交通工具。
现阶段我国轨道交通车辆车体多为铝合金材料制成，其车身焊接过程存在许多缺陷，车身部分区域焊接难度大，为提高焊接质量，本文从轨道交通车体用铝合金及焊接材料入手，总结了轨道交通车体用铝合金焊接技术优化方法。
关键词：轨道交通车体；铝合金材料；焊接技术1 轨道交通车体用铝合金及焊接材料1.1 铝合金材料轨道交通车体目前常用的材料有碳素钢、不锈钢和铝合金三种，无论是从使用量，还是从应用产品的范围来看，使用最广的还是铝合金材料。
轨道交通车体应用的铝合金材料主要有五系、六系和七系。
相对而言，铝型材使用最多的是6系铝合金，且多为6005A和6082铝合金。
板材使用较多的为5083和6082铝合金。
铝合金优良的挤压性能为铝型材的大量使用打下了良好的基础，国内成熟稳定的挤压制造能力又助推了铝型材的应用。
1.2 焊接材料焊材的质量对铝合金焊接质量至关重要，目前，轨道交通铝合金焊接材料多为进口产品，特别是在高速度等级的动车组上，焊丝全部采用进口。
国内轨道交通行业应用的主要铝合金焊丝进口品牌有SAFRA、ESAB、MTL、MIG等品牌。
近年来，随着国产化焊丝制造技术的提高，国产铝合金焊丝也表现出良好的力学性能和使用性能，并在地铁车辆上开始成功应用。
国内轨道交通车辆制造企业为促进国家焊接材料制造的发展，同时降低生产成本及进口供货风险，正在大力推进国产化铝焊丝的工程化应用。
焊丝的选择可依据ISO17671-4—2002标准进行，焊丝的成分及交货条件按照ISO18273—2015标准执行。
目前，常用的铝焊丝为ER-5087、ER-5356，这两种焊丝适用于5系、6系、7系铝合金焊接。
在进行6系铝合金焊接修补过程中，为了防止产生热裂纹，在对强度要求不高时可以选用ER-4043A进行焊接。
由于采用ER-4043焊丝焊接接头强度较低，故不适用于新造产品。
城际动车组铝合金车体制造工艺及常见缺陷概论
城际动车组铝合金车体制造工艺及常见缺陷概论摘要铝合金具有比重小、密度小、强度高、延展性好等特点，兼有良好的加工性能、耐腐蚀性能和导电热性能，被广泛应用于各种焊接结构和产品中，适用于船舶、车辆、航空航天、建筑、储罐以及对快速机动能力有高要求的兵工装备等领域。
自六十年代开始，铝合金结构用于轨道车辆制造业，我国的铝合金轨道车辆制造已形成大批量的生产规模。
关键词铝合金；生产规模；制造工艺1 铝合金车体制造工艺1.1 铝合金车体结构城际动车组车体使用不燃性铝合金材料，采用轻量化设计，以降低轴重，节约能源，减少轮轨冲击。
其承载结构由底架、侧墙、车顶、端墙、司机室（头车）以及设备舱组成为一个整体，采用通长大型中空铝合金挤压型材组焊的薄壁筒型整体承载结构。
其中底架采用铝合金型材边梁、端中梁、牵引梁、横梁、地板等焊接而成，作为车体的承载主体，其焊缝具有数量多，分布密集，质量要求等级高的特点，在焊接中需特别注意避免缺陷的产生。
侧墙采用大型中空挤压型材组合而成，车体长度方向型材之间采用连续焊接，型材两侧边缘的公牙与母牙，分别与相邻型材组合，焊接接头形式为对接。
车顶采用大型中空挤压型材组合实现，车体长度方向型材之间焊接采用连续焊接，且焊缝需要经过气密检测，质量要求较高。
端墙是采用厚外板和型材骨架构成的焊接结构。
1.2 铝合金车体制造工艺（1）底架安装利用天车及吊带将底架放置在支撑立柱上，用挠度器检测各个支撑立柱的高度，将枕梁处的支撑点调整到同一水平面，枕梁的一侧通过手拉扳手在枕梁与边梁连接处的补强板和地面的预埋钢板之间拉紧，枕梁的另一侧通过支撑柱子在枕梁减震器座与地面预埋钢板之间拉紧，然后调整枕外支撑立柱将枕外预制挠度，挠度调整到位后各个点通过手拉扳手拉紧，再通过油压千斤顶调整枕内中心支撑立柱。
（2）侧墙安装将侧墙放置于底架框架上，让侧墙与底架靠严，在窗口之间焊接工艺铝板，在车内两侧、门框焊接工艺支撑，利用手扳葫芦和工艺支撑进行车体内宽、门框开口调整；侧墙点固焊接前，先调整外侧焊缝根部间隙，然后对侧墙外侧焊缝进行点固焊接。
城轨交通车辆车体—车体材料的选用
一、国内外地铁车辆车体材料选用的现状
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的条件下，车体自重最大可减轻50%；而且铝合 金的耐腐蚀性好，可以延长车辆的使用寿命。因此，许多国家都在积 极开发和生产铝合金车。法国于1896年将铝合金用于铁道客车车窗上 。1905年，英国铁路电动车的外墙板采用了铝合金。美国在1923年至 1932年有700辆电动车和客车的侧墙与车顶采用铝合金。1952年伦敦 地铁、1954年加拿大多伦多地铁车辆均采用了铝合金车体。20世纪60 年代以来，德国科隆、波恩铁路的市郊电动车组也相继实现了车体铝 合金化。
一、国内外地铁车辆车体材料选用的现状
日本从1962年的山阳地铁2000系开始采用铝合金车体，至1999年 累计生产约1万辆。法国、德国、英国和俄罗斯等国在高速铁路车辆上 都采用了铝合金车体。20世纪90年代以来，意大利米兰地铁、奥地利 维也纳地铁以及新加坡地铁都采用了铝合金车体。近年来，我国地铁 车辆车体也采用了铝合金材料，上海地铁1、2号线及明珠线，广州地 铁1、2、3号线，深圳地铁1、4号线，南京地铁1号线等都采用了铝合 金车体车辆。
任务五 车体材料的选用
城轨交通车辆车体选用何种材料不但影响车体的强度和刚度，直接关 系车辆运行的安全性和乘客的舒适性，而且关系到车辆的载客能力和能耗 大小，也关系到车辆检修工作量和使用寿命，并且影响到车辆采购费和运 营维修费的高低。因此，选择地铁车辆车体材料时，不但要考虑车辆采购 价格，还要考虑车辆长期运行时的运营和维修费用。
一车辆车体材料有耐候钢、不锈钢和铝合金三 种。自1863年英国伦敦建成世界上第一条地铁线以来，地铁车辆长 期采用普通钢车体。因为普通钢车体强度低、质量大、能耗高、腐蚀 重、维修量大、使用寿命短，自20世纪50年代开始，人们开始用不 锈钢和铝合金取代普通钢车体。
城市轨道交通车辆构造-车体
城市轨道交通车辆构造-车体引言城市轨道交通是现代城市公共交通系统的重要组成部分，其中车体是车辆的重要组成部分之一。
本文将介绍城市轨道交通车辆构造中车体的相关内容，包括车体的结构、材料、设计要求等方面的内容。
1. 车体结构城市轨道交通车辆的车体结构一般包括车顶、车侧、车底、车端四个部分。
下面将对这四个部分进行详细介绍。
1.1 车顶城市轨道交通车体的车顶主要用于安装车辆的控制系统、通风系统等设备，保证车内的正常运行和乘客的舒适度。
车顶一般采用铝合金或碳纤维等轻质材料制作，以减轻整个车体的重量。
1.2 车侧车体的车侧是车辆的外壳部分，起到保护乘客和车辆内部设备的作用。
车侧一般由钢板制成，并在表面进行防腐处理和喷涂防尘漆。
车侧上还设有车门，方便乘客上下车。
1.3 车底车体的车底是支撑整个车体的基础部分，一般由钢材制成，并设置有悬挂装置和缓冲装置，以减少车辆在运行过程中的震动和噪音。
车底还安装有电动机和传动装置等重要组件。
1.4 车端车体的车端是车辆的前后部分，连接车厢和司机室。
车端一般采用钢材制作，并加强结构以保证载客安全。
车端还设有防撞装置和部分车辆控制设备。
2. 车体材料城市轨道交通车体的材料选择对车辆的性能和耐用性有重要影响。
以下是常用的车体材料：2.1 钢材钢材是城市轨道交通车体最常用的材料之一。
它具有强度高、抗震性好、成本低等优点，能够满足车体的强度和刚度要求。
但钢材的重量较大，需要进行防腐处理来延长使用寿命。
2.2 铝合金铝合金是一种轻质高强度的材料，被广泛应用于城市轨道交通车体的制造中。
它具有重量轻、抗腐蚀性好等优点，可以有效减轻整个车体的重量，并提高车辆的运行效率。
2.3 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高强度、轻质的材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
它被广泛应用于高速列车等特殊领域，可以显著提高车体的强度和刚度，同时减轻车体的重量。
3. 车体设计要求城市轨道交通车辆的车体设计要满足以下几个方面的要求：3.1 强度和稳定性车体需要具备足够的强度和稳定性，能够承受列车在运行过程中的惯性力和外部碰撞等作用，保证乘客和车辆的安全。
轨道交通车体的特征
轨道交通车体的特征
轨道交通车体是指用于城市轨道交通系统中的车辆，具有以下特征：
1. 车身结构：轨道交通车体采用钢结构或铝合金结构，具有较
高的强度和刚度，以保证运行安全和舒适性。
2. 门面设计：轨道交通车辆的门面设计有特殊要求，必须满足
快速开关、防滑、防水、防尘等多种功能，以适应不同的城市交通环境。
3. 车内空间：轨道交通车体的车内空间相对较小，但设计合理，可以满足不同的座位和站立需求，同时还配备了空调、照明、广播等设施，以提高乘客的舒适度和安全性。
4. 绿色环保：轨道交通车体的动力系统采用电力或天然气等清
洁能源，减少了对环境的污染，符合现代城市的绿色环保理念。
5. 车辆控制系统：轨道交通车体配备了先进的车辆控制系统，
能够实现精准的运行控制和故障诊断，提高了运行的可靠性和安全性。
总之，轨道交通车体具有结构牢固、功能齐全、绿色环保、运行安全等多种特征，是适应城市交通发展需求的重要交通工具。
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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。
4、铝合金车体的结构
铝合金车体鼓形结构的断面简图，这种结构有质量轻、承载量大、外形美观等优点。
（1）底架。
底架是车体的基础结构，底架结构模块包括地板、边梁、枕梁、牵引梁组件。
（2）侧墙。
侧墙由上墙板、下墙板、窗间墙板组成。
（3）车顶。
车顶结构由车顶侧梁、车顶板和空调机组安装槽组成，B车车顶结构还包括受电弓安装槽。
（4）端墙（中间端）。
端墙安装在客室的两端头，其作用是作为联结客室车体与贯通道（或司机室）的联结体，其结构包括地板、贯通道框架、侧墙部件。
5、铝合金材料使用中应注意的问题
铝合金车体有许多优点，但在设计、制造中尚需注意许多问题。
使用铝合金材料的车体多为焊接结构，且在大气条件下工作，因此要求铝合金材料不仅应具
有适当的强度和刚度，还要求有良好的焊接性能，特别是焊缝性能要接近母材性能水平。
铝合金的比重只相当于钢的1/3，弹性模量也只有钢的1/3。
材料的刚度与弹性模量有关，因此，铝合金车体的设计不能采用钢质车体的结构形式，而应该充分利用新型铝合金的性能特点，采用大型中空挤压型材。