城市轨道交通车辆构造课件：城市轨道交通车辆车体

城市轨道交通车辆构造

城市轨道交通车辆车体概述

铝合金车体不锈钢车体

123车体的模块化结构45车体结构及材料的轻量化途径

车体是容纳乘客、司机的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础。主要由底架、侧墙、端墙、车顶等部分组成。铝合金车体是一种轻型整体承载结构，主体材料是铝合金型材，采用模块化结构或全焊接组装。

不锈钢车体结构采用板梁组合整体承载全焊结构。为不降低车体板材强度和减小变形，应尽量采用点焊，采用接触焊代替弧焊，是不锈钢车体的技术关键。

（1）质量轻，承载能力强。（2）减振性能好，能有效的缓和、吸收各种冲击与振动，有足够的抗撞击能力。（3）有足够的机械强度。即有足够的静强度、动强度及冲击强度。（4）有合适的上挠度，保证车体地板面保持水平。为使车辆地板面在载客状态下始终保持水平，在设计制造车辆时，AW0状态下应为正上挠度，而在AW3状态下时的上挠度为零，以确保车体地板面保持水平。（5）安全性高，具有紧急疏散的安全通道、灭火设施及撞击保护设施。（6）车体内宽敞明亮、舒适度高并具有消音隔音措施。

1.概述

1.1车体的作用与要求

（1）按照车体所使用材料可分为普通钢（含耐候钢）车体、铝合金车体和不锈钢车体三种。（2）按承载方式分，可以分为底架承载、侧墙承载和整体承载三种方式。（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、大型中空型材结构三种形式。1.2车体的分类城轨车辆车体结构大多为整体承载模块化鼓形结构，主要由底架、侧墙、端墙及车顶模块构成。

1.3车体的结构

A车(带司机室）车体结构

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。（2）具有较小的密度及弹性模量，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，可减少连接件数量，车下空间大，适应大线槽布线和空气管路预装，容易实现模块化结构要求。（5）减少维修费用，延长使用寿命。（6）中空铝型材平整、光洁，给人感觉庄重、美观，广大乘客易于接受。

2铝合金车体

2.1铝合金材料车体的发展及优点

（1）质轻更容易实现车体轻量化。（2）经处理后强度可提高。（3）耐蚀性能好。铝合金的特性之一是接触空气时表面会形成一层致密的氧化膜，这层膜能防止腐蚀，所以耐蚀性能好。（4）加工性能好。车辆用型材挤压性能好，二次机加工、弯曲加工也较容易。（5）易于再生。铝的熔点低（660℃），再生简单。

2.2铝合金材料特性

不锈钢车体具有如下优点：（1）不锈钢车体结构采用板梁组合整体承载全焊结构，由于使用的板材较薄，需采用大量薄板轧制成补强型材，与外板焊接连接成空腔，借以提高外板的刚度、强度。

（2）为不降低车体板材强度和减小变形，应尽量采用点焊，采用接触焊代替弧焊。

（3）不锈钢车体机械性能、防火性能均强于铝合金车体，具有较好的安全性。

3不锈钢车体

3.1不锈钢材料车体的发展及优点

不锈钢车体由底架、侧墙、车顶、端墙组成六面体整体承载结构；模块构件结合及整体组成主要采用电阻焊接（点焊）。

3.2不锈钢车体结构

点焊就是将2个或2个以上相叠加的金属用电极加压，通过大电流利用金属的电阻，产生高热，使叠加的金属在加压区产生熔合，使金属连接到一起。

模块化结构是近年来发展起来的技术，模块化结构车体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。

4车体的模块化结构

1)车体材料选型的比较（1）车体自重的比较采用全不锈钢车体或半不锈钢（包板为不锈钢，骨架为普通碳素钢），免除了车体内壁涂覆防腐蚀涂料和表面油漆。在保证强度、刚度的前提下，通过调质压延而获得高强度不锈钢薄板，板厚可减小，同时也提高了使用寿命。

由于铝合金的比重仅为钢的三分之一，因而铝合金材料更能使车体轻量化。但铝合金抗拉强度不如不锈钢。

5车体结构及材料的轻量化途径

1)车体材料选型的比较（2）其他比较①腐蚀状况。铝合金车体除了车钩部分及车体内的螺钉座使用碳素钢外，其它部位均为铝合金，车体的焊接区易发生腐蚀。而不锈钢车体具有耐腐蚀、免维修的特点。②制造成本。制造成本不锈钢车体低于铝合金车体。③加工成本。不锈钢车体略优于铝合金车体。④运营总成本。不锈钢车维修量很少，总成本较低。⑤外观质量。铝合金车体可根据用户要求