CN102673583A - 高速轨道车辆车体端墙 - Google Patents

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刘作琪
王万静
丁叁叁
周建乐
马云双
龚明
邓小军
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CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Transport Bureau of the Ministry of Railways
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CSR Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co Ltd
Transport Bureau of the Ministry of Railways
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Abstract

本发明高速轨道车辆车体端墙，采用整体铝合金中空型材结构，端墙与侧墙、车顶及底架之间实现高强度与刚度的连接方式，以能够承受±6000Pa的气动载荷。在实现端墙轻量化设计的同时，通过大断面中空型材承载与连接结构达到承受EN12663标准规定压缩载荷的要求，以提高高速轨道车辆被动安全保护、会车时车体抗变形与抗扭转的刚度标准。车体端墙包括有，分别与车体的侧墙、车顶和底架连接的的连接结构、以及端墙板。连接结构是经各部件焊接而成的封闭式、组焊框架；所述的端墙板，具有通过组焊连接为整体结构的中空型材和骨架，以保证其具有足够的气密强度和刚度。端墙板通过板梁结构与连接结构进行焊接组装。

Description

高速轨道车辆车体端墙
技术领域
本发明是针对应用于高速轨道车辆的车体端墙结构的改进，属于机械制造领域。
背景技术
目前国内投入使用轨道车辆的时速已达300公里以上，高速轨道车辆的广泛使用相应地要求车体需承受较大的气动载荷。车体气动载荷会因行驶速度地提升而快速加大，随之也要求车体气密强度指标明显提升。
例如时速300公里轨道车辆的端墙需承受±6000Pa的气动载荷，同时还要留有足够的安全余量，即按照现行国际技术标准而需能够承受EN12663标准规定的端墙压缩载荷。
端墙是构成车体整体框架的主要承载部件，其强度、刚度和气密疲劳强度等指标较为关键，是高速安全行驶与发生碰撞事故时的基本防护手段。
在两列轨道车辆高速会车时，车体外表面空气压力幅值随交会速度地提高而显著地增大，特别是会车发生在隧道内部等狭窄场所时，高速会车将产生更大的空气压力波动，车体承受着较大的气动载荷、变形会增大。国内既有高速轨道车辆以350公里/小时、在100平方米隧道内部发生交会时，车体承受的气动载荷变化范围接近±6000Pa。
因此如何兼顾车体结构的轻量化设计以满足高速行驶要求，同时实现车体端墙具有足够的气密强度、结构疲劳可靠性，是现有高速轨道车辆车体结构设计面临的主要技术难题。
发明内容
本发明所述的高速轨道车辆车体端墙，其目的在于解决上述现有技术存在的问题与不足而采用整体铝合金中空型材结构，端墙与侧墙、车顶及底架之间实现高强度与刚度的连接方式，以能够承受±6000Pa的气动载荷。
发明目的在于，在实现端墙轻量化设计的同时，通过大断面中空型材承载与连接结构达到承受EN12663标准规定压缩载荷的要求，以提高高速轨道车辆被动安全保护、会车时车体抗变形与抗扭转的刚度标准。
另一发明目的在于，提高端墙与车体其他结构之间的焊接自动化水平。
为实现上述发明目的，所述高速轨道车辆车体端墙主要包括有：
分别与车体的侧墙、车顶和底架连接的的连接结构、以及端墙板。
与现有技术的区别之处在于，所述的连接结构是经各部件焊接而成的封闭式、组焊框架；
所述的端墙板，具有通过组焊连接为整体结构的中空型材和骨架，以保证其具有足够的气密强度和刚度。
端墙板通过板梁结构与连接结构进行焊接组装。
如上述基本方案特征，端墙整体结构采用大断面铝合金中空型材，端墙与侧墙、车顶及底架型材连接结构为高强度、高刚度连接形式，可将端墙承受的压缩载荷顺利地传递至侧墙、车顶及底架，保证了整体车体抗变形与抗扭转性能的均衡性，有利于提高端墙结构的安全性和疲劳可靠性。
为进一步地提高车体端部事故载荷的承受能力和连接部位之间的强度，可采取如下改进方案，
所述的连接结构采用大断面型材结构，并且具有与侧墙的第一连接件、与车顶的第二连接件、与底架的第三连接件。
连接结构采用大断面型材结构，其作用是使端墙能承受较大的端部事故载荷。同时，采用此类结构的连接部件也能够增加连接强度、减少压力集中。
针对车体之间乘客行走的实际需求，补充细化措施是端墙板设置有端墙活门的门框结构。
针对与侧墙连接部件的优化方案是，所述的第一连接件采用矩形铝合金中空型材，内部设置有若干个A部筋板。
为增加连接部件的刚性与连接稳定性，所述第一连接件的端角柱具有大断面结构，与端墙板的连接端设置有凸台，与侧墙型材的连接端设置有侧墙连接板。
针对与车顶连接部件的优化方案是，所述的第二连接件是中空型材矩形梁结构，内部设置有斜向的、连续的B部筋板，与车顶型材的连接端设置有车顶连接板。
针对与底架连接部件的优化方案是，所述的第三连接件采用铝合金中空型材，内部设置有斜向的、连续的C部筋板。
为增加连接部件的刚性与连接稳定性，第三连接件包括有大断面矩形梁结构的立柱，立柱与端墙板的连接端设置有侧向凸台，其另一侧设置有角形搭接口。
综上内容，本发明高速轨道车辆车体端墙具有的优点和有益效果是：
1、实现端墙与侧墙、车顶及底架之间高强度、高刚度的连接，能够承受±6000Pa的气动载荷，达到EN12663标准规定的压缩载荷，从而提高被动安全保护、高速会车时的车体抗变形与抗扭转的刚度标准。
2、端墙的中空型材结构刚度较高、结构气密疲劳强度较高。
3、型材焊接结构的气密性较好，更容易地保证带活门结构的气密性能。
4、大量地减少了手工焊接的工作量，能够提高自动焊接水平以保证焊接质量。
附图说明
现结合以下附图对本发明做进一步地说明；
图1是所述连接结构的示意图；
图2是图1中X-X向剖面示意图；
图3是图1中Z-Z向剖面示意图；
图4是图1中M-M向剖面示意图；
图5是图1中N-N向剖面示意图；
图6是所述高速轨道车辆车体端墙(不带活门结构)的示意图；
图7是图6中G-G向剖面示意图；
图8是图6中Q-Q向剖面示意图；
图9是图6中W-W向剖面示意图；
图10是所述高速轨道车辆车体端墙(带有活门结构)的示意图；
图11是图10中P-P向剖面示意图。
如图1至图11所示，连接结构F，端墙板D，第一连接件A、第二连接件B，第三连接件C，中空型材11，骨架12，门框结构13，A部筋板21，凸台K1，侧墙连接板S1，B部筋板31，车顶连接板S2，C部筋板41，立柱42，侧向凸台S4，角形搭接口S3。
具体实施方式
实施例1，如图1至图11所示，高速轨道车辆车体端墙主要包括有：
分别与车体的侧墙、车顶和底架连接的的连接结构F和端墙板D。
端墙板D由30毫米厚度的中空型材11与铝型材骨架12相互焊接而成。
端墙板D通过板梁结构与连接结构F进行焊接组装；端墙板D设置有端墙活门的门框结构13。
连接结构F是经各部件焊接而成的封闭式、组焊框架，即其采用大断面型材结构，具有与侧墙的第一连接件A、与车顶的第二连接件B、与底架的第三连接件C。
所述的第一连接件A采用矩形铝合金中空型材，内部设置有若干个A部筋板21。另外，其端角柱具有大断面结构，与端墙板D的连接端设置有凸台K1，与侧墙型材的连接端设置有侧墙连接板S1。
所述的第二连接件B是中空型材矩形梁结构，内部设置有斜向的、连续的B部筋板31，与车顶型材的连接端设置有车顶连接板S2。
所述的第三连接件C采用铝合金中空型材，内部设置有斜向的、连续的C部筋板41。另外，其包括有大断面矩形梁结构的立柱42，立柱42与端墙板D的连接端设置有侧向凸台S4，其另一侧设置有角形搭接口S3。

Claims (8)

1.一种高速轨道车辆车体端墙，包括有分别与车体的侧墙、车顶和底架连接的的连接结构(F)、以及端墙板(D)，其特征在于：
所述的连接结构(F)是经各部件焊接而成的封闭式、组焊框架；
所述的端墙板(D)，具有通过组焊连接为整体结构的中空型材(11)和骨架(12)；
端墙板(D)通过板梁结构与连接结构(F)进行焊接组装。
2.根据权利要求1所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：连接结构(F)采用大断面型材结构，并且具有与侧墙的第一连接件(A)、与车顶的第二连接件(B)、与底架的第三连接件(C)。
3.根据权利要求1所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：端墙板(D)设置有端墙活门的门框结构(13)。
4.根据权利要求2或3所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：所述的第一连接件(A)采用矩形铝合金中空型材，内部设置有若干个A部筋板(21)。
5.根据权利要求4所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：所述的第一连接件(A)，其端角柱具有大断面结构，与端墙板(D)的连接端设置有凸台(K1)，与侧墙型材的连接端设置有侧墙连接板(S1)。
6.根据权利要求2或3所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：第二连接件(B)是中空型材矩形梁结构，内部设置有斜向的、连续的B部筋板(31)，与车顶型材的连接端设置有车顶连接板(S2)。
7.根据权利要求2或3所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：所述的第三连接件(C)采用铝合金中空型材，内部设置有斜向的、连续的C部筋板(41)。
8.根据权利要求7所述的高速轨道车辆车体端墙，其特征在于：第三连接件(C)包括有大断面矩形梁结构的立柱(42)，
立柱(42)与端墙板(D)的连接端设置有侧向凸台(S4)，其另一侧设置有角形搭接口(S3)。
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Applicant before: Transport Bureau of Railway Department

Applicant before: CSR Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co., Ltd.

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