城轨交通车辆铝合金车体和不锈钢车体
城轨车体材料
城轨车体材料目前，城市地铁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、重量大、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。
不锈钢是一种含镍铬的高强度合金钢，其强度高于普通钢，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。
不锈钢车体的耐腐蚀性优越，不但减少了维修工作量和维修费用，而且延长了车辆的使用寿命。
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%；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。
1、不锈钢车体和铝合金车体的技术性能不锈钢车体和铝合金车体各有优点和缺点，应在确保安全可靠的前提下，结合地铁的特点和实际情况进行比较分析，决定是采用不锈钢车体还是铝合金车体。
（1）安全性。
不锈钢的熔点是1 500 ℃，铝合金的熔点是660 ℃，铝合金的耐热性仅是不锈钢的44%。
在发生严重火灾的情况下，铝合金车体将会很快熔化，带来可怕的灾难性后果。
相比较而言，不锈钢车体骨架难以熔化。
（2）轻量化。
从理论上讲，铝合金材料更能使车体轻量化。
但是，铝合金的抗拉强度不如不锈钢强，而且，铝合金刚度低，因此，为保证地铁车辆有足够的承载强度和刚度，铝合金车辆必须采用大型中空型材及其组合件。
铝合金车体轻量化效果比不锈钢车体更明显些。
（3）耐腐蚀性。
不锈钢和铝合金车体都具有较好的耐腐蚀性，但不锈钢车体比铝合金车体更优越。
（4）工艺性。
铝合金车体与不锈钢车体虽具有不同的工艺性能，但通过采用不同的工艺手段，都能实现批量化生产。
城市轨道交通车辆车体
城市轨道交通车辆车体车体可分为带司机室的车体和不带司机室的车体，不带司机室的车体主要是为乘客提供服务的公共场所，也是安装并连接车辆上其他设备、组件的基础结构；带司机室的车体还能安装司机操作台等装置。
1、城轨列车基本上是电动车组，有单节、双节、三节式等编组形式。
2、城轨车辆是城市内的公共交通系统，乘客的数量多，旅行时间短，上下车频繁，城轨车辆的座位数量少，车门数量多且开度大，车内服务设备简单。
3、城轨车辆的重量轻、轴重小，车辆采用轻量化设计。
4、城轨防火要求严格，采用防火设计，材料必须经过阻燃处理。
5、车辆的隔声和降噪要求高，对沿线居民的影响小。
6、车辆外观造型、色彩与城市文化、环境和景观协调。
一、车体的种类车体按不同的分类方式分为不同的类型。
1、按使用的材料分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体。
早期多使用碳素钢制造车体，目前主要使用铝合金和不锈钢材料制造车体。
2、按有无司机室可分为带司机室车体和不带司机室车体。
3、按尺寸分为3 m宽的A型车车体、2.8 m宽的B型车车体和2.6 m宽的C型车车体。
4、按车体结构工艺可分为一体化结构和模块化结构二、车体的结构形式按照车体结构承受载荷方式，车体可分为底架承载结构、侧墙和底架共同承载结构和整体承载结构。
1、底架承载结构。
车体的全部载荷由底架承担的车体结构称为底架承载结构。
2、侧墙和底架共同承载结构。
由侧墙、端墙与底架共同承担载荷的车体结构称为侧墙和底架共同承载结构或侧墙承载结构，侧墙、端墙、底架等通过固接形成一个整体。
3、整体承载结构。
由图可知，车体结构是板梁式，侧墙、端墙上固接由金属板、梁组焊而成的车顶，使车体的底架、侧墙、端墙、车顶连接成一个整体，成为开口或闭口箱形结构，这种车体结构的各部分结构均承受载荷，因而称为整体承载结构。
三、车体结构城轨车辆车体底架是车体结构和设施的安装基础，承受城轨交通车辆的主要动、静载荷，因此要求底架必须具有足够的强度和刚度，底架也是城轨车辆生产制造和检修作业的重点。
不锈钢与铝合金车体材料的综合比较
不锈钢与铝合金车体材料的综合比较不涂装的不锈钢板梁结构车体（以下简称不锈钢车体）与中空型材结构的铝合金车体（以下简称铝合金车体），都属于整体承载型车体，其结构、强度、刚度等方面都能满足地铁、轻轨车辆（轴重16t、14t）的使用要求，只是在抗腐蚀、耐高温、制造工艺及造价等方面有一定差异。
以北京为代表的B型车，效仿日本东京的做法，大量选用不锈钢结构，认为不锈钢车体外观更朴实、现代，尤其在防火、耐腐蚀方面有不可比拟的优势。
以上海、广州为代表的A型车（全部）和B型车，大量选用中空铝型材结构，认为可有效做到轻量化，省出裕量多增加其他设备，且可满足不同用户对外装饰的要求，做到美观、大方、挺拔、典雅。
一、轻量化问题不锈钢与碳钢（耐侯）相比，最大优势是轻量化，但与中空铝型材相比，铝合金车体又比它每节减轻1t左右。
二、耐腐蚀能力，不锈钢优于铝合金腐蚀介质主要是水、盐分、二氧化硫等；特别对沿海地区和某些重工业区，由于湿度大、盐分高、污染重、不锈钢优势更显重要；而在一般城市地下铁道，固定区段，单一工况，其运行条件比沿海城市和大铁的客车都要优越的多，铝合金车体也可满足。
三、防火及耐高温性能，不锈钢有铝合金不可比拟的优势不锈钢溶点在1400℃以上，而铝合金只有630~650℃且到300℃以上就发软变形。
防火性能主要体现在车体底架变形方面，韩国大邱地铁火灾事故，造成大量车体底架变形，车体外壳坍塌报废，就是一个教训沉重的例证。
四、制造工艺与价格中空铝型材是制造厂一次轧制而成，车辆制造厂只需下料、拼装、氩弧焊接，工艺简单、省工省料；薄板不锈钢车体是板梁结构，需大量工装、模具、夹具、样板和中间检查手段，生产工艺极其复杂，费工费料，虽然二者的原材料单价相差无几，而产成品价格还是不锈钢车体偏高。
五、外观质量中空铝型材平整、挺拔，又可根据用户要求选择不同的装饰和颜色，独具西装革履、阔绰大方的绅士风度，给人的感觉是庄重、美观，广大乘客容易接受。
城轨车辆车体的维护与检修—不锈钢车体
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。
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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。
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。
城轨车辆车体结构
（二）不锈钢材料使用中应注意的问题 2、不锈钢材料的焊接 不锈钢导热系数是碳素钢的1/3，而热膨胀系数是 碳素钢的1.5倍，热量输入后散热慢而变形大，不利于 对构件尺寸及形状的控制，但由于不锈钢材料的电阻 较大，所以对不锈钢材料的焊接一般都采用点焊。点 焊的特点是对构件的热输入量小，易实现自动控制， 焊接时不需要技能很高的操作者也可以保证焊接质量。 不锈钢车体在组合外板、梁、柱时为了减少热量 的输入，采用点焊代替弧焊，梁、柱的结合部位采用 连接板传递载荷。对于无法实现点焊的部位，可以采 用塞焊来减小热影响区。
车体模块组成
1. 底架模块；2. 侧墙模块；3. 端部模块； 车顶模块； 5. 牵引梁模块；6. 枕梁模块。
车顶模块组成
1. 顶板吊梁；2. 顶板横梁；3. 空调风道；4. 隔声、隔热材料； 5. 内部装饰；6. 灯带；7. 出风口；8. 顶板悬挂。
模块化车体组成
1. 车顶模块；2. 螺栓；3. 侧墙模块；4. 底架模块。
四、车体的模块化结构
一体化结构: 就车体结构形式而 言，几十年来国内外都 是采用全组焊结构，即 底架、侧墙、车顶和端 墙均为焊接而成，然后 这四大部件组装时也采 用焊接工艺，这种车体 结构称整体焊接结构， 也称为一体化结构。
四、车体的模块化结构
模块化结构: 模块化车体结构与整体焊接结构车体相比，最显 著的特点就在于将模块化的概念引入到车体设计、制 造与生产管理的各个环节之中。整体焊接结构车体是 先制造车体结构的车顶、侧墙、底架、端墙、司机室 等部件，然后进行整个车体总成焊接，车体总成后再 进行内装、布管布线。模块化车体设计是将整个车体 分为若干个模块，在每个模块的制造过程中完成整车 需要的内装、布管与布线的预组装并解决相互之间的 接口问题。各模块完成后即可进行整车组装。每一模 块的结构部分本身采用焊接，而各模块之间的总成采 用机械连接。
城轨交通车辆车体与车门—铝合金车体
五、铝合金车体在设计和制造中应注意的问题
铝合金车体有许多的优点，但在设计、制造中尚需注 意许多问题，如铝合金选材、铝合金结构焊接工艺的研究、 铝合金材料疲劳特性和寿命的试验、结构优化设计、刚度、 防腐蚀等问题。
1.铝合金材料的合理选择 2.铝合金车体的组装
一、铝合金材料的特性
质轻且柔软，
耐蚀性能好。
四、铝合金车体的结构
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 （左和右)、枕梁（2根)、牵引梁（2根）组件。边梁、枕梁、 牵引梁采用连续焊接组合在一起，将地板、隔热隔声材料、 底架下管路和电线槽预先与底架组成一体，然后与侧墙和端 部模块连接，底架边梁在整个长度上与侧墙模块进行机械连 接，在底架的架车位置进行局部加强。
车体由底架、侧墙、车顶、端墙等预先装配好 的模块组成，车体总装配时，用螺栓将这些预装配 好的模块按顺序联结在一起。
车体的模块是用铝型材（占车体质量约90%） 焊接而成的，几乎所有的挤压型材都是由合金 ENAW 6005A 制成，它们是空心的。
四、铝合金车体的结构
由于强度要求，底架的牵引梁用铝合金ENAW 7020 （铝合金板和一块铝合金挤压型材)制成。某些低应力区 域由合金板 ENAW 5083制成。每车模块的每侧有5对客 室门结构和4个车窗结构，带司机室的拖车模块每侧还包 括一个司机室门框架和一个前端门框架，中间端宽度与贯 通道宽度几乎相同。
三、铝合金车体的形式
1.纯铝合金车体
(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，结构更加简单。型材平
行放置并总是在车体的全部长度上延伸，通过自动连续焊接进 行连接。该车体结构以具有多种多样截面的型材为基础，并充 分利用铝合金良好的机械性能。
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。
城市轨道交通车辆不锈钢车体发展概述与展望
C h i n as t o r a g e&t r a n s p o r t m a g a z i n e2023.08分析城市轨道车辆不锈钢车体的特性，对国外城市轨道交通不锈钢车体的历史作简要叙述，国内城市不锈钢车体的发展也进行简要回顾，并对国内车辆制造企业近期取得的业绩也进行了介绍。
对于研究城市轨道车辆不锈钢车体的发展过程以及以后的发展提供参考。
1.概述铝合金车体和不锈钢车体是目前城市轨道交通车辆车体的主流，其中不锈钢车体以其高强度、耐腐蚀性能好、质感好、经济性能优良的特点在地铁车辆车体市场中占有非常重要的地位。
不锈钢是指钢中加入C r 、N i 等材料，不锈钢材料C r 的含量大于12%，从而使得铁的电极电位从-0.56V升高至+0.2V ，阻止电化学反应发生，大大增强不锈钢耐大气腐蚀能力，进而可以延长车体维修周期，降低维修成本。
同时不锈钢车身具有的质感、光泽，可以在生产制造过程中省略涂装工序，生产周期就被缩短，相应的经济效益提高。
不锈钢车体强度高，可以通过减小板材厚度的方法达到轻量化设计的目的[1]。
不锈钢车体具有良好的抗冲击能力以及抗升温能力使得该种车体具有较高的安全性。
表1车体专用不锈钢材料化学成分的质量分数2.国外不锈钢车体的发展世界上最早应用不锈钢车体的国家是美国。
1934年世界上第一辆不锈钢铁路客车在美国巴德公司被研制出来，不锈钢车体的工程化序幕随之被拉开。
法国随后也生产出不锈钢铁路车辆。
加拿大庞巴迪公司也是一家历史悠久的轨道车辆制造公司，该公司从1982年开始生产不锈钢客车，在随后的十多年时间生产了约一千多辆。
还生产了共252辆不同类型的客车应用在英法隧道中。
虽然隧道地处海洋性气候，空气潮湿，但不锈钢客车还是表现出了非常优越的耐腐蚀特性。
1959年，日本东急车辆公司与美国巴德公司进行技术合作，开发、试制高抗拉强度不锈钢车体；1962年，日本使用点焊的方法制造出世界首列全不锈钢车体-东急电铁7000系，该车体对比原先的钢制车体重量减轻2吨，维修也非常简单，在车辆大修时也几乎不用补修。
地铁车辆铝合金车体与不锈钢车体的对比及发展
车 辆 段 内 必 须 要 设 置喷 漆 库 。 车 体 喷 漆 对 体 的 弱 点 是 铝 的 纵 弹 性 模 量 小 ， 约 为 普 通 型 桁 架 式 中 空 型 材 组 焊 式 （ 一 般 采 用 自动
Байду номын сангаас
上盖建筑 是有影响的 ， 国 内 目前 还 没 有 上 钢 的 ｌ ／ ３ ， 因而 往 往 使 车体 刚 度 下 降 。 一般 弧 焊 ） 。 大型 中空型材组焊式车 体制造时 ，
Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓｔ ａ ｉ ｎ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｓｔ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ Ａｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ Ａｌ ｌ ｏ ｙ Ｂｏ ｄ ｙ ｉ ｎ Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ
盖 车 辆 段 内设 置喷 漆 库 的 做 法 。 因此 ， 本 文 铝 合 金 车 体 比 普 通 钢 车 体 、 不 锈 钢 车 体 的 只需 将 型材 沿 车 体 长 度 方 向 对 接 连续 自动 对不锈钢车体 和铝合金车体进行对 比。 刚度都要 小。 这 是 铝 合 金 车 体 设 计 时 加 大 弧 焊 。 由于 车 体 零 件 数 量 少 、 焊 接 工 作 量 板 厚 和 尽 量加 大车 体断 面 以 提 高 车 体 抗 弯 少 ， 且 容 易 实 现 自动化 ， 大 大 降 低 了车 体制
Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ ｌ Ｎ Ｆ ０ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ １ ０ Ｎ
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业 技 术
① 地 铁 车辆 铝 合 金车 体 与不锈 钢 车 体 的对 比及 发 展
陈 曦 （ 广州地 铁设计研 究院有 限公司 广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ）
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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。
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2 不锈钢车体
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。
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1 铝合金车体
4.铝合金车体的结构
图2-3 铝合金车体鼓形结构的断面简图
图2-3是铝合金 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。
铝合金车体和不锈钢车体
1 铝合金车体
4.铝合金车体的结构
（1） 底架
（2） 侧墙
（3） 车顶
（4） 端墙（ 中间端）
（5）减少维修费用，延长使用寿命。
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
铝合金车体的结构有纯铝合金和混合铝合金车体两种形式。
（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。
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2 不锈钢车体
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。
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2 不锈钢车体
1.不锈钢车体的结构
铝合金车体和不锈钢车体
2 不锈钢车体
2.不锈钢车体的特征
（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。
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1 铝合金车体
4.铝合金车体的结构
（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。
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1 铝合金车体
4.铝合金车体的结构
（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。
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2 不锈钢车体
2.不锈钢车体的特征
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（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。
（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 。
铝合金车体和不锈钢车体
1 铝合金车体
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。
铝合金车体和不锈钢车体
2 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。
铝合金车体和不锈钢车体
2 不锈钢车体
1.不锈钢车体的结构
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。
铝合金车体和不锈钢车体
1 铝合金车体
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。