铝合金车体的设计

０ 引 言
的铝 合金 车体 或 全焊 铝 合金 车体 。Ａ Ｓ Ｏ Ｌ Ｔ Ｍ公 司正在
为上 海地 铁公 司生 产 的上海 明珠线 一期 工程 的 车辆就
１５ ９２年， 铝合 金车体 在英 国伦敦 地铁上 首次使 用 。时过 ２ 加拿大多伦多地铁又制造了铝合金车 年， 体 地 铁 车辆 。 日本 于 １６ ９２年 在 山 阳 ２ ０系 电车 上 初 ０ 次使 用 铝 合金 车 体 车辆 ， 此后 陆续 制造 了 ３０系 、０ ０ ５０ 系 、０ 铝合金 车 体 电车 。现 在 ， ６０系 日本 高速 客 车基 本 上都 采用铝 合金 制造 车体 。欧洲 一些 国家在铝合 金 车 体制造上技术 已经成熟 ， 并进行 了批 量生产。铝合金 车体 之所 以得 以迅 速 发展 ， 主要 原 因是 其 车体重 量轻 、 耐腐 蚀 、 工艺 简单 以及 整体 制造成 本 不高 。 制造 １ 铝 合金车 体结构 选择 目前， 金 车体 结构 形式 多 种多 样 ， 车体 的断 铝合 从 面形 状可 分 为鼓 形 断 面 、 梯形 断 面 和矩 形 断面 三 种类 型 。从 所用 材 料 形 状， 可 分 为 型材 结 构 的 铝 合金 车 又 体 和板 梁结 构 的铝合 金车 体， 图 １ 见 。从 车体 连接 形式 来分， 铝合 金 车 体可 分 为全 焊 接铝 合 金 车体 和 铆焊 结 合的铝合金车体 。这两种车体 的主要 区别在 于车体总 组 成 的连 接上 ：） １ 为铆 接 ； ） ２ 为焊 接 。为 了解 决铝 合 金 的焊 接 变形 问题 ， 现在 有 的公 司制 造 了铆 焊结 合 的 铝合金车体 ， 也有的制造厂家制造出了铝钢结合 的车 体， 其大部 件主要 采用 了铝 合金 挤压 型材 ， 端梁 、 枕梁 、 车 钩箱形 梁 为 钢制 部 件 ， 并且 工 艺 上采 用 了铆 焊 结合
的方式 。
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是上述车辆的代表产品。它体现了当今铝合金车体的 发 展方 向， 决 了 车下 线槽 过 枕梁 的难 题 。 欧洲 有 也解 些公 司 已生产 出全 铝结 构的 焊铆结 合 的车体 。
２ 挤压 型材 的 断面选 择及 公差 确定
铝 合 金 车体 是 由各种 断 面 的 铝 型材 组成 的， 合 铝 金型 材种 类繁 多， 从型 材断 面结构 形状 看， 但 可分 为封 闭形 断 面和开 口形 断 面， 图 ２ 见 。封闭 形 型材又 有斜 肋
．
（） ａ 型材 结 构
（ ） 梁 结 构 ｂ板
图１ ２种材料的铝合金车体断面示意图
底 架
车 顶
根据 轨 道 车辆 铝 合金 车 体 的发 展 趋势 ， 干线 上 的 铁 路 客车 、 速 车建 议采 用 全焊 接 结 构 的 由铝合 金 挤 高 压 型材 组 成 的 铝合 金 车 体 。对 于城 市 轨 道交 通 车 辆 ， 应 根据 用 户 的不 同要 求， 可采 用 全 铝结 构 的铆 焊 结 合 的铝合 金 车体 或钢 铝 结 合 的车 体 ， 可采 用铆 焊 结合 也
摘
要： 介绍 了设计铝合金 车体的 车体 结构形式 、 压型材 断面形式 、 挤 车体材料 的确 定原则 ， 并介绍 了焊缝 的设计
原则及 工艺参数 。
关键词 ： 铝合 金 ； 体 ； 计 车 设
中图分类号 ： ２ ６２ Ｕ ６．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ３ ７ ３ ２ １ ）５ ０ １～ ３ １０ — ７ Ｘ（０ ０ — ０ ９ ０ １
式和直 肋式 两种 ， 图 ３ 见 。
Ｉ
（ ） 闭形 Ｉ封 ｔ
厂－二 —工■ 二＿ Ｉ＿
（ ） 口形 ｂ开
］
图 ２ 铝 型 材 断 面 形 式 示 意 图
［ ［二［口
（） 肋式 ａ斜 （ ） 肋 式 ｂ直
图 ３ 封 闭式 型 材 断 面 简 图
根 据车 辆 的不 同要 求 ， 车辆设 计 时应选 用不 同 的 型材 断面 。车体 结 构一般 由底 架 、 墙 、 侧 车顶 和端墙 组 成 。底 架地 板 大 都选 用 斜肋 式 的 封 闭断 面 型材 ； 侧墙 型材种类较多， 直肋和斜肋 的封闭形断面都有， 也有选 择开 口断 面 的； 车顶 型材有 封 闭式 和开 口式 的， 但封 闭 式 型材 多 数 为直肋 式 ； 端墙 使 用 的型材 和侧墙 差 不多， 但 目前 有 的 端 墙 使 用 板 式 结 构 ， 且 板 上 没 有 加 强 而 筋 。为 了满足 车体 的力学 性能要求 ， 车体设 计 中， 底架 侧 梁 和车 顶侧 梁 都 采用 特 殊形 状 断 面 的铝 型 材， 多数 都是 封 闭式结 构， 图４ 示 。 如 所
第 ５ （ 第 １３ ） 期 总 ２期
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣＨＡＮＩ ＡＬ ＭＡＮ Ｃ ＡＧ ＥＭＥ ＡＮＤ ＤＥＶＥ ＯＰ ＮＴ Ｌ ＭＥＮ Ｔ
２ １ １ ０１ 年 ０月
Ｏｃ ．０１ ｔ ２ １
铝合金车体的设计
李玉 明 ， 栾丽华
（ 中国北车集团 大同 电力机车有限责任公司 技术中心产品开发部， 山西 大同 ０ ７３ ） ３０ ８
在 确 定 型 材 宽度 时一 定要 考 虑 铝 合 金 焊 接 时 的收 缩
作者简介 ： 李玉明（９ ３ ） 男 ， １６ 一 ， 河北涿鹿人 ， 工程 师， 大专， 事技术 开发工作 从
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பைடு நூலகம்
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第５ （ 期 总第 １３ ） ２期
机 械 管 理 开 发
收 稿 日期 ：０ ０ — ２ ２ １— ６ ０ １
图 ４ 底架和车顶侧梁断面形式
枕 梁 多采 用 双 工型 的 铝 型材 ， 计 时需 注 意筋 板 设 的位 置 ， 尽量 放在 靠近 边缘 的地 方 ， 则很难 保证 挤 应 否 压 型材 的平 面度 。 南于 铝合 金 在 焊接 时 焊缝 有 收缩 ，