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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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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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 。
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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。
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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。
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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。
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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。