專利名稱：高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用于高速軌道車輛的車體結(jié)構改進，重點針對側(cè)頂結(jié)構及其鋁合金型材板的結(jié)構優(yōu)化，屬于機械制造領域。
背景技術：
目前國內(nèi)動車組的運營時速已達到380公里速度級，軌道車輛的高速運行必然產(chǎn)生兼顧車體強度、剛度和輕量化結(jié)構的設計要求?，F(xiàn)有高速軌道車輛的輕量化車體一般由鋁合金材料組焊而成，鋁合金材料普遍采用骨架外殼組焊、薄壁單殼型材和中空雙殼型材結(jié)構等。隨著高速軌道車輛運行速度的提升，軌道車輛在過隧道、高速交會時，氣動載荷導致車體變形過大問題，已不能滿足高速度下車體的力學性能要求。因此在強度、剛度及車體輕量化性能上尚無法達到統(tǒng)一，在實現(xiàn)高速車輛車體的設計和使用上還存在著一定的難點。針對軌道車輛速度的提高，也相應地帶來車頂外側(cè)傳入客室內(nèi)的氣動噪聲量加大，已明顯地影響到乘客的乘坐舒適性。另外，對于搭建連接輕量化車體框架來說，也存在著連接結(jié)構復雜、連接后易發(fā)生變形等實際問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，在于解決上述現(xiàn)有技術問題而采用薄壁中空鋁合金型材，型材內(nèi)腔被分割成不規(guī)則的多邊形，兩端通過簡易搭接或插接的連接結(jié)構以后形成側(cè)頂與車頂?shù)慕M焊安裝構造特征。本實用新型的設計目的在于，實現(xiàn)一種輕量化側(cè)頂結(jié)構，在達到剛度和強度參數(shù)要求的前提下，實現(xiàn)車體輕量化設計和優(yōu)化的焊接、力學性能。在軌道車輛高速交會、過隧道運行環(huán)境下，減小車體變形量。另一設計目的在于，在針對軌道車輛速度的提升，減少從車體側(cè)頂?shù)耐鈧?cè)傳入客室內(nèi)部的氣動噪聲量，以相應地提高乘坐舒適性。為實現(xiàn)上述設計目的，所述高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，在車體橫向方向上分別與車體的車頂、側(cè)墻連接，側(cè)頂結(jié)構由若干個薄壁中空鋁合金型材板依次連接并組焊而成。與現(xiàn)有技術的區(qū)別之處在于，側(cè)頂結(jié)構的外表面為圓弧面，其型材斷面寬度沿圓弧面頂點向兩側(cè)車頂、側(cè)墻逐漸地變小。側(cè)頂結(jié)構的外表面兩端，分別與車頂、側(cè)墻的外表面圓弧過渡。如上述基本方案，側(cè)頂結(jié)構具有輕量化結(jié)構特征，其剛度和強度參數(shù)較高，在其外表面圓弧頂點處具備最大的型材斷面寬度，使得整個側(cè)頂結(jié)構在高速運行狀態(tài)下發(fā)生交會和過隧道時，能夠最大程度地接受氣壓沖擊而達到減小車體變形量的效果。針對構成側(cè)頂結(jié)構的薄壁中空鋁合金型材板的改進措施如下[0014]薄壁中空鋁合金型材板，通過擠壓工藝而形成一體式結(jié)構，其具有弧形斷面的內(nèi)板和外板，外板分別與車頂、側(cè)墻的外表面呈弧形過渡連接。在內(nèi)板和外板之間設置有多個連續(xù)的斜筋板，斜筋板將薄壁中空鋁合金型材板的內(nèi)腔分割成若干個多邊形。在薄壁中空鋁合金型材板的兩端分別設置有，用于相互之間進行插接的內(nèi)、外插片。如上改進方案，構成側(cè)頂結(jié)構的薄壁中空鋁合金型材板，具有輕量化中空結(jié)構，而且內(nèi)板、外板可根據(jù)車體斷面整體造型選擇不同角度的弧形構造。內(nèi)、外板之間的內(nèi)腔被斜筋板分割成多邊形，可以是三角形、菱形、矩形等，其中三角形通常是較為穩(wěn)定的一種結(jié)構，三角形可以等腰三角形或等邊三角形等。對于側(cè)頂結(jié)構與車頂之間的連接方式，可以選擇先搭接再焊接的方式。即所述側(cè)頂結(jié)構的側(cè)端部設置有，用于與車頂進行搭接的一對搭片。在所述內(nèi)板的內(nèi)側(cè)設置有若干個連接滑槽，連接滑槽位于2個相鄰斜筋板的連接頂點處。連接滑槽主要用于在高速軌道車輛的側(cè)頂內(nèi)側(cè)吊掛內(nèi)裝墻板等部件，在相鄰斜筋板的連接頂點處具有較高的剛性與強度。為進一步優(yōu)化型材板自身的強度指標，所述斜筋板與內(nèi)板、斜筋板與外板的連接部的型材厚度，大于內(nèi)板、外板其他部位的型材厚度。為改善型材插接后的焊接性能，2個所述的薄壁中空鋁合金型材板相互插接后，在內(nèi)、外插片之間形成一個呈60° -80°的焊接坡口，這樣可以達到較高的力學和焊接性能要求。為提高在高速運行狀態(tài)下發(fā)生交會和過隧道時，型材板具有良好的抗沖擊能力車體強度與剛度，多個連續(xù)的斜筋板將薄壁中空鋁合金型材板的內(nèi)腔分割成若干個連續(xù)的三角形。相鄰2個斜筋板的長度比例在1 (0.8-1.3)之間。如上所述，本實用新型高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構具有以下優(yōu)點1、采用一種輕量化側(cè)頂結(jié)構，在達到剛度和強度參數(shù)要求的前提下，實現(xiàn)車體輕量化設計和優(yōu)化的焊接、力學性能，符合高速運行狀態(tài)下的結(jié)構設計要求。2、解決軌道車輛在高速交會、過隧道運行環(huán)境下，車體發(fā)生較大變形量的問題。3、適應于軌道車輛較高的時速，減少從車體側(cè)頂?shù)耐鈧?cè)傳入客室內(nèi)部的氣動噪聲量，以相應地提高乘坐舒適性。

現(xiàn)結(jié)合以下附圖對本實用新型做進一步地說明。圖1是所述高速軌道車輛車體框架的部分結(jié)構示意圖；圖2是高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構剖面示意圖；圖3是薄壁中空鋁合金型材板的示意圖；如圖1至圖4所示，內(nèi)板1，外板2，斜筋板3，插片4，連接部5，焊接坡口 6，連接滑槽7，搭片8，車頂9，側(cè)頂10，側(cè)墻11，薄壁中空鋁合金型材板20，圓弧面頂點30。
具體實施方式
實施例1，結(jié)合圖1所示，高速軌道車輛的車體框架，主要由車頂9、側(cè)頂10、側(cè)墻 11和底架(圖中未示出)所依次連接組成，車頂9兩側(cè)端分別連接側(cè)頂10，側(cè)頂10向下連接側(cè)墻11，側(cè)墻11再向下連接底架等結(jié)構。在圖1中，由若干個薄壁中空鋁合金型材板20相互插接、組焊后形成側(cè)頂10，側(cè)頂 10再與車頂9進行插接組焊。如圖2和圖3所示，高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構中，薄壁中空鋁合金型材板20 通過擠壓工藝而形成一體式結(jié)構。其中，具有整體內(nèi)、外圓弧面的內(nèi)板1和外板2，在內(nèi)板1和外板2之間設置有多個連續(xù)的斜筋板3。在薄壁中空鋁合金型材板20相互連接的端部，設置有一對內(nèi)外插接的插片4。在側(cè)頂10與車頂9的連接部設置有一對搭接的搭片8。 在內(nèi)板1的內(nèi)側(cè)設置有若干個連接滑槽7，滑槽設置在2個相鄰斜筋板3的連接頂點處。斜筋板3與內(nèi)板1、或與外板2的連接部5的型材厚度，大于內(nèi)板1或外板2的其他部位。兩個相鄰薄壁中空鋁合金型材板20相互插接后，插片4之間形成一個呈70°的焊接坡口 6。在內(nèi)板1和外板2之間連續(xù)的斜筋板3將型材板內(nèi)腔分割成若干個三角形。在連續(xù)的斜筋板3分割成的三角形中，相鄰斜筋板3的長度比例在1 1.1。所述外板2的外表面為圓弧面，并分別與車頂9、側(cè)墻11的外表面圓弧過渡。側(cè)頂10在車體橫向方向上的外表面整體為圓弧面，其型材斷面寬度沿圓弧面頂點30向兩側(cè)車頂9、側(cè)墻11逐漸地變小，圓弧面頂點30即為型材斷面最寬處。側(cè)頂10整體的外圓弧面兩端，分別與車頂9、側(cè)墻11的外表面圓弧過渡。
權利要求1.一種高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，在車體橫向方向上分別與車頂(9)、側(cè)墻(11) 連接，側(cè)頂結(jié)構由若干個薄壁中空鋁合金型材板00)依次連接并組焊而成，其特征在于所述側(cè)頂結(jié)構的外表面為圓弧面，側(cè)頂結(jié)構的型材斷面寬度沿圓弧面頂點(30)向兩側(cè)車頂(9)、側(cè)墻(11)逐漸地變??；所述側(cè)頂結(jié)構的外表面兩端，分別與車頂(9)、側(cè)墻(11)的外表面圓弧過渡。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于所述的薄壁中空鋁合金型材板(20)，通過擠壓工藝而形成一體式結(jié)構，其具有弧形斷面的內(nèi)板(1)和外板⑵，外板( 分別與車頂(9)、側(cè)墻(11)的外表面呈弧形過渡連接，在內(nèi)板(1)和外板( 之間設置有多個連續(xù)的斜筋板(3)，斜筋板C3)將薄壁中空鋁合金型材板00)的內(nèi)腔分割成若干個多邊形；在薄壁中空鋁合金型材板OO)的兩端分別設置有，用于相互之間進行插接的內(nèi)、外插片⑷。
3.根據(jù)權利要求2所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于所述側(cè)頂結(jié)構的側(cè)端部設置有，用于與車頂(9)進行搭接的一對搭片(8)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于在所述內(nèi)板(1)的內(nèi)側(cè)設置有若干個連接滑槽(7)，連接滑槽(7)位于2個相鄰斜筋板C3)的連接頂點處。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于所述斜筋板⑶與內(nèi)板(1)、斜筋板⑶與外板⑵的連接部(5)的型材厚度，大于內(nèi)板(1)、外板 (2)其他部位的型材厚度。
6.根據(jù)權利要求5所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于2個薄壁中空鋁合金型材板OO)相互插接后，在內(nèi)、外插片(4)之間形成一個60° -80°的焊接坡口(6)。
7.根據(jù)權利要求6所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于多個連續(xù)的斜筋板(3)，將薄壁中空鋁合金型材板OO)的內(nèi)腔分割成若干個連續(xù)的三角形。
8.根據(jù)權利要求7所述的高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，其特征在于在所述內(nèi)板(1) 和外板(2)之間，相鄰2個斜筋板(3)的長度比例在1 (0. 8-1. 3)之間。
專利摘要本實用新型所述高速軌道車輛車體的側(cè)頂結(jié)構，采用薄壁中空鋁合金型材，型材內(nèi)腔被分割成不規(guī)則的多邊形，兩端通過簡易搭接或插接的連接結(jié)構以后形成側(cè)頂與車頂?shù)慕M焊安裝構造特征。側(cè)頂結(jié)構在車體橫向方向上分別與車頂、側(cè)墻連接，側(cè)頂結(jié)構由若干個薄壁中空鋁合金型材板依次連接并組焊而成。側(cè)頂結(jié)構的外表面為圓弧面，其型材斷面寬度沿圓弧面頂點向兩側(cè)車頂、側(cè)墻逐漸地變小。側(cè)頂結(jié)構的外表面兩端，分別與車頂、側(cè)墻的外表面圓弧過渡。側(cè)頂結(jié)構具有輕量化結(jié)構特征，其剛度和強度參數(shù)較高，在外表面圓弧頂點處具備最大的型材斷面寬度，使得整個側(cè)頂結(jié)構在高速運行狀態(tài)下發(fā)生交會和過隧道時，能夠最大程度地接受氣壓沖擊而達到減小車體變形量效果。
文檔編號B61D17/12GK201998995SQ20112007149
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權日2011年3月17日
發(fā)明者丁叁叁, 劉作琪, 周建樂, 楊則云, 王寶金, 鄧小軍, 馬云雙, 龔明 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司, 鐵道部運輸局