动车组车辆构造与设计第04章 车体结构与车内设备 -车体结构

1、兰州交通大学机电学院机车车辆和业务跨越，动车组结构，第4章车身结构和室内设备，第1节车身结构第2节典型的车身结构第3节车身附件第4节车辆内设备和整体布局第5节典型的动车组总体布局，第1节车身结构，第2节，车身配置3，车身相关技术，第一车身用途，验收场所：乘客登机，乘务员操作，维修场所。装机：主要用于各种机械、电气设备安装。防风罩(密封隔音):除牵引马达外，几乎所有大型电气设备都安装在车辆上，防止沙子、沙子、雨雪。承载动力：运行过程中，车体将在转向架上产生的牵引力和制动力传递给耦合器，不仅牵引和制动列车，还受到垂直载荷、水平方向的冲击载荷和侧向力的作用。车身框架是柴油机、变压器等的安装基础，也是

2、承载各方向力的机车的骨架。即：2。车身的重要性。车身是车辆结构的主体，是乘客和司机驾驶的部分。车身的强度，刚度与运行安全可靠性及舒适性有关。车身的防腐、防腐、表面保护和装饰方法与车辆的外观、寿命和维护系统有关。车身重量与能耗、加减速度、承载容量、甚至列车编组形式(牵引费)有关，所有这些都直接影响运营质量和经济性。3 .车身要求，足够的强度和刚度。即在允许的设计结构速度内，防止车体骨架结构的损坏或大变形，以确保运行的安全和稳定性，确保运行安全和正常使用。要提高速度，必须减少车身的自重，在各个方向保持平衡，重心低。(轻量化)车身结构必须提供足够的空间，以确保设备安装、检查、维护和更换的可服务性。(

3、空间足够)车体必须在国家规定的机车及车辆边界尺寸内。(尺寸限制)完好的气动外形：尾部细长流线型，裙子平稳过渡，风扇涡轮具有良好的气动性能。(低电阻)严格的机密要求：连续焊接，密封防风玻璃。(密封)严格的防火要求：耐火材料、防火设备。(不连续性)为了满足车身的基本功能和空气动力学车体的外形，车体的外形必须美丽、大方、充满时代气息。(外观美)，4 .车身类型，(1)按材料，(2)按制造工艺，(3)按搬运特性，(4)按结构，(1)按材料，铁制混合结构前铁制普通碳钢车身耐候钢不锈钢车体铝合金车身。(2)根据制造工艺，钢车身按制造工艺分为铆钉结构焊接结构(现代车辆用结构基本上是全钢焊接结构)。(3)根据

4、承载特性，车身为下框架轴承结构(平车)下框架侧壁公用轴承结构(吊舱)整体轴承结构(客车、油轮、脚手架)，(4)根据结构形式，骨架蒙皮方式，挤压型材方式-emu车身，第二，车身整体配置2。骨骼蒙皮主体组成3。挤压型材车体结构，1 .车身整体配置，车身金属结构由一个带有门窗切割的薄壁圆筒整体承载结构组成，该结构包括地板框架、侧墙、屋顶、前墙(或前墙)、后墙和波纹板底部或空心轮廓加强件。考虑高速运行时的气动影响，对现代中高速emu的头部车身结构有两个基本要求。1.做成流线型形状，2 .同时，整个列车的车体都是密封的结构。，车体的一般结构1-缓冲梁(端梁)2-枕梁3-小梁4-大梁5-中间梁6-倒挂梁7

5、-门柱8-侧柱9-上侧梁10-转角柱11-屋顶弯曲梁12-上弯梁13-上弯梁骨骼蒙皮主体配置，c70座舱虚拟装配，3 .挤压型材主体结构，中间车辆主体模块包括1-底框架模块2-侧墙模块3-端模块4-屋顶模块5-牵引梁模块6-枕梁模块，根据模块化的概念，整个车身包括以下部分33601底框架模块，1个屋顶模块，8个侧墙模块，2个端模块(驾驶室车辆1-屋顶模块2-螺栓3-侧墙模块4-下框架模块、车身截面、梁柱截面、枕头、末端结构、(1)下框架模块、下框架3360下框架是车辆的重要承载部件，通常分为两个和一个整体下框架。车床通常采用整体焊接结构。下部框架模块的牵引梁、枕梁、缓冲梁和各车辆下悬挂安装梁形

6、成整个框架，由牵引缓慢结构、底部和下部框架侧梁之间的焊接方式组成。地板：地板由5组封闭薄壁挤压铝焊接，包括长度和车身，相邻地板轮廓两侧有插座，插座的焊接斜坡和轮廓同时被挤压。因为楼板的荷载较大，所以楼板轮廓的厚度较大，通常在50-70mm之间。楼板轮廓的横截面是桁架式蜂窝结构。侧梁：下部框架侧梁通常采用壁厚为4-6mm的车身等长、多孔封闭挤压轮廓。牵引慢结构：牵引慢结构是重要的应力部件，采用7005-T6高强度铝合金材料。在牵引梁上安装耦合器缓冲装置，将厚铝板焊接成“工作”形截面的鱼腹结构；缓冲梁也是鱼腹部结构，中间打开的耦合通过孔，有外部安装扰流板。中间模块，枕头慢慢，封闭横截面，在驾驶室结

7、束，封闭横截面，在长廊结束，车身外部大梁/框架，底部框架截面，轮廓焊接接头，底部框架横截面，车身外部大梁，地板，铆钉，1-。屋顶侧梁延伸到与车辆末端的接口。屋顶侧梁在全长上与侧墙模块机械连接，与端模块上的连接器机械连接，连接器被视为专用粘合密封。屋顶模块主要是考虑屋顶配件的安装位置和密封性能而设计的。屋顶的t形槽结构提供了上层、灯具和空调系统的送风安装位置。屋顶结构预留空调和受电弓设备的安装平台，并对该部位进行必要的加固。每个屋顶模块都预安装了隔热/隔音材质、送风、照明设备和内部装饰，并连接到侧墙模块和结束模块。侧壁有门，连续开窗带。侧壁连接为3 mm厚的中空挤出轮廓(总厚度50 mm)，纵向

8、对接接头用MIG自动焊接装配，然后切割侧门、窗。在型材的汽车内部安装滑差，安装门机构或其他汽车内部设备。(3)侧壁模块，汽车车身侧壁轮廓，合金状态6005A-T6，端壁对车体抗扭性能起着重要作用。结束模块具有三个功能：一个是车辆通过和车辆结束装置的安装支持。二是将屋顶、下部框架、侧壁模块有机连接起来。第三，车辆碰撞时参与能量吸收。因此，端模块需要强度和刚度高、大型铝焊接结构，并通过螺栓连接到屋顶、下部框架和侧壁，形成闭合的整体荷载结构。地铁车辆末端有大断面的贯通道路，端墙面积较小，采用封闭型轮廓结构。用FRP盖子包裹中间体模块结构框架外部，符合整体车身和风格的设计效果。(4)端壁模块，(5)驾

9、驶室模块，地铁车辆速度低，驾驶室模块通常采用小型流线型外观。驾驶室模块是铝合金框架整体螺栓连接结构，外部用FRP罩包裹，满足气动要求。高速emu驾驶室由六个部分组成：驾驶室前、驾驶室后框架、驾驶室左墙、驾驶室右墙、驾驶室屋顶和驾驶室前窗玻璃安装框架(见图5)。驾驶室用大截面肋墙屋顶和梁柱组焊接，梁柱大部分是开放轮廓。(6)车身模块化结构的装配，将下部框架、侧墙、屋顶、末端中间体、驾驶室(有驾驶室的车辆)各模块依次挂在专用装配塔上。然后依次进行定位、固定，检查车身长度、宽度、车身对角线尺寸。确保各尺寸满足要求后，各模块的配合面使用粘合密封，实现粘合面密封的双重目的。最后，使用机械紧固件通过预制安

10、装孔连接各个模块。末端中间体、驾驶室模块和车身结构的连接使用标准10.9级螺栓满足力矩要求，通过必要的防松措施实现，螺栓直径通常为16mm到20mm之间的固定值，足以满足设计要求。下部框架、侧墙、屋顶模块之间的连接由上部的10.9 level Huck螺栓连接。螺栓直径通常必须在8mm到12mm之间。这种固定方法可以与焊接方法相媲美，固定后保持较高的夹紧力，不会因振动而松动。牵引/辅助变频器、空压机模块等主要设备的底架与各吊装梁的连接由12mm到18mm之间的Huck螺栓连接，具有焊接连接的效果，方便了设备的拆卸工作，充分反映了模块化制造的特点。二是车身相关技术，(a)车身轻量化，(2)车辆火

11、灾和安全，(3)车身密封隔音技术，(a)车身轻量化，(1)车辆轻量化的含义2，车辆轻量化的设计原则3，轻型车辆的核心技术4，(2)可以减少牵引力的消耗。此外，减少制动时产生的热量和灰尘，减缓洞内温度的上升。(3)减少轨道线的压力，减少线路损失，减少线路的维护费用；(4)提高运行速度，缩短乘客的旅行时间。可以减少旅客乘车疲劳。间接提高人们的生产力。(5)车辆的轻量化，特别是弹簧上的质量减少，不仅减少了轮轨之间的作用力，还减少了孔的噪音，减少了环境污染。2，车辆轻量化设计原理，(1)使用高强度材料作为车身结构的轴承部件。有效地使用材料的强度和刚度，以确保设计要求。(2)使用可变截面方法(更改结构截

12、面形状)提高结构刚度。使用最小的材料获得最大的刚度和强度。(3)尽可能减少独立零件的数量，并使用较长大小的元件。这样可以减少焊缝数，提高焊接自动化水平，保证焊接质量，提高车身结构的疲劳强度。(4)车辆轻量化设计应满足技术条件的要求和使用性能。要减少制造和维护成本，减少生产成本。3，轻型车辆的关键技术，(1)车身材料选择，(2)车身结构轻量化，(3)转向架轻量化，(4)内部设备轻量化，(5)耦合器缓冲装置轻量化，(4)车身结构轻量化技术，(2)普通速度车身整体实现轻量化结构的两个主要方法是：(1)，采用新材料，(2)，合理优化结构设计。(1)车身材料选择，铝合金泰金首选的原因是铝合金的比重约为钢

13、的三分之一。另外，铝合金具有很强的耐蚀性。可以节省油漆工艺，减少车辆的自重。挤压性能好，可制成筒挤压型材整体焊接结构，轻量化车身结构。与普通钢结构相比，劳动力成本减少了约40%，车辆重量减少了约30%。接着不锈钢的耐腐蚀性好，由于腐蚀，不需要增加金属的厚度。第三种材料是耐候钢最差的材料，碳钢是自重最大、价格最低、耐蚀性最低的材料。(2)车身结构的优化设计，日本100系emu、耐候钢(SPA)、仅车身结构的重量10.3t我国的“168”轿车也是用耐候钢制造的，车身结构的自重为13.1 13.2 t，(3)铝车身的4第二，板造骨架车体是在铝板和纵向加固件上应用气体保护焊制造的。第三，大型开口轮廓结

14、构车体由板皮和纵向加固件组成，高强度的大型开口轮廓整体结构通过焊接。第四，大型空心截面结构车体结构与车体等长的大型空心截面梁通过自动连续焊接相互连接。(4)动车组车体的结构特点，(1)铝合金全轴承气缸结构，(2)车体的截面形状可分为鼓截面、梯形截面和矩形截面。(3)大型空心截面挤压铝型材配合焊接的下部框架、侧壁和屋顶。中空挤压型材，主体总长度的长度。(4)整个组装车身基本上由以下6个大部件组装：地板、屋顶、两端墙、两侧墙等。铝合金车体开发了近50年，经历了板梁结构铝合金主体、板梁和型材混合结构铝合金主体、完全封闭的大型中空型材结构铝合金车体三个发展过程。(5)一般结构，(1) BAH板的特点：

15、钎焊蜂窝(BHA板)具有质量小、高压强、刚度强、噪音小的优良特性，今后车辆少的材料，但仍要解决高成本问题。(2) BAH板的结构：BAH板的核心保持表里2板的固定间距。公模仁是对薄板进行弯曲加工的组合，主要由具有六边形圆柱的空间构成，两端透过钎焊连接至面板内部的t形管。面板板厚度为0.81.2mm，核心板厚度为0.2mm，核心高度为30 70mm，六角形蜂窝内径约为30mm。单体大小，最大宽度为1200mm，最大长度为3200mm。(3) BAH板的特性：适合轻型结构的高刚度。减振，隔音性能良好。2，钎焊蜂窝板(BHA板)，1，鼻子结构，5，室内设备的轻量化技术，室内设备材料，首先要满足功能要

16、求和防火要求，装饰板应反映时间感，重量约为汽车设备总重量的20%，这一点很重要。1.车内设备(如门、窗、行李架、座椅、供水设备、卫生设备等)都可以通过选择竞争金或高分子工程材料和复合材料来大幅减少设备重量。只有一种板材，日本以铝-钢或全铝双板材的重量，从原来的钢56公斤到32公斤和24公斤，使用聚碳酸酯(PC)板材作为透明窗材料，等厚玻璃的约1/15的重量，比一般玻璃的光线、压力、冲击等优秀，可以轻松制作车辆用长窗。2.汽车内饰板广泛薄膜铝墙板、工程塑料顶盖等3。其他设备的轻量化日本100行直流牵引电动机，每个重量为825千克(功率为230千瓦)，使用300系列交流感应电动机后，每个重量仅为390千克(功率增加到300千瓦)。德国(ICE3)的主变压器核心使用高质量的铁铝合金，不仅导电率提高了4-5倍，还将铜扁线改为铝扁线，冷却硅油，总重量从11.5吨下降到7吨等。，(b)车辆火灾和安全，1，铁路车辆火灾的特点2，铁路车辆火灾事故原因3，防