不銹鋼地鐵車輛車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

1、不銹鋼地鐵車輛車體構(gòu)造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析【摘 要】21世紀(jì)，高強(qiáng)度、剛度、動(dòng)態(tài)性能更好的不銹鋼車體構(gòu)造逐漸成為各大軌道車輛廠家和研發(fā)人員追求的目的，現(xiàn)有的地鐵車體構(gòu)造，也在不斷的研究中得到優(yōu)化。本文從不銹鋼地鐵車輛車體的主要影響因素入手，給出了不銹鋼地鐵車輛車體構(gòu)造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及其重要本卷須知，希望給廣闊軌道車輛廠家和研發(fā)人員提供一些參考?！娟P(guān)鍵詞】不銹鋼地鐵；車體構(gòu)造；設(shè)計(jì)；要點(diǎn)分析前言21世紀(jì)，高強(qiáng)度、剛度、動(dòng)態(tài)性能更好的不銹鋼車體構(gòu)造逐漸成為各大軌道車輛廠家和研發(fā)人員追求的目的，現(xiàn)有的地鐵車體構(gòu)造，也在不斷的研究中得到優(yōu)化。本文從不銹鋼地鐵車輛車體的主要影響因素入手，給出了不銹鋼地鐵車輛車體構(gòu)

2、造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及其重要本卷須知，希望給廣闊軌道車輛廠家和研發(fā)人員提供一些參考。1 車體構(gòu)造設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)影響因素車輛構(gòu)造的主體是車體，車體的構(gòu)造由以下因素決定：1.1 車輛材料車體的構(gòu)造形式、技術(shù)指標(biāo)、性能由車體材料的選用而決定。地鐵車輛運(yùn)行的平安性和舒適性對車輛的運(yùn)行非常重要，這些就由車體的強(qiáng)度、剛度來決定。1.3 耐腐蝕性地鐵是城市輕軌建立中的一個(gè)重要風(fēng)向標(biāo)，因此，車體的外觀也直接影響到一個(gè)城市的市容和市貌，地鐵是一種營運(yùn)車輛，地鐵壽命的長短，影響到地鐵公司的營運(yùn)情況，而這些都由車輛的耐腐蝕才能決定。1.4 車體重量地鐵屬于輕軌列車，它的特點(diǎn)就是輕便，舒適，載客才能強(qiáng)，列車的載客才能、耗能量、車

3、輛編組形式、舒適度都由地鐵車體的重量來決定，因此，地鐵車體的重量也是地鐵車體設(shè)計(jì)的一個(gè)重要考慮因素。2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析2.1 選材不銹鋼材料可以滿足地鐵車體的一切要求，和其他材料相比，它具有抗扭曲、高抗拉強(qiáng)度、耐高溫、抗彎曲變形的優(yōu)勢。對車體的設(shè)計(jì)，有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員必須具備豐富的理論知識和設(shè)計(jì)經(jīng)歷，對材料的選用，不但要考慮到材料的強(qiáng)度，還要考慮到不銹鋼的物理特性。車體材料按照強(qiáng)度劃分，可以分為五個(gè)等級，分別是LD、DLT、ST、MT 和HT。輕量化不銹鋼車體應(yīng)通常采用材質(zhì)為 SUS301L 和 SUS304的車輛專用不銹鋼作為主體，SUS301L 相比中 SUS304 來說，鉻和鎳的含量比

4、較少，因此其屈服極限比屈服強(qiáng)度 /抗拉強(qiáng)度亦小于0.8，沖壓加工性能更好，而且，假設(shè)需要進(jìn)一步進(jìn)步抗拉強(qiáng)度，只需要進(jìn)展冷壓加工即可。不銹鋼的物理性能，取決于熱傳導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、比電阻等因素。不銹鋼材料，必須具有低熱傳導(dǎo)率和較高的熱膨脹系數(shù)和高比電阻的特點(diǎn)，車體制造時(shí)，盡量采用電阻點(diǎn)焊工藝，不用電弧滿焊。車體構(gòu)造設(shè)計(jì)遵循的原那么之一是根據(jù)不同的受力特點(diǎn)選擇適宜的材料。并非所有材料都使用不銹鋼，必須考慮到其他因素，例如實(shí)際的承載及受力情況。一般選用抗疲勞特性和焊接性能好的低合金高強(qiáng)度鋼作為底架構(gòu)造設(shè)計(jì)。2.2 車體構(gòu)造2.3 車體骨架和人體一樣，車體的骨架也是車體設(shè)計(jì)的核心關(guān)鍵，車體的骨架由端墻

5、、側(cè)墻、底架、車頂組成，車體是一種板梁構(gòu)造，車體承載的穩(wěn)定性是車體的設(shè)計(jì)趨勢，因此，梁柱的斷面形式及骨架的對稱性都是設(shè)計(jì)中必須考慮到的因素，車輛的骨架構(gòu)造盡量設(shè)計(jì)成為一種閉環(huán)構(gòu)造，防止出現(xiàn)載荷無法轉(zhuǎn)移的場面。為了進(jìn)步橫向載荷和對抗扭曲，一般采用箱型構(gòu)造斷面作為梁柱構(gòu)造的斷面，防止出現(xiàn)截面突變，假設(shè)實(shí)在無法防止，也要緩慢處理截面過渡處?？紤]到還要安裝其他設(shè)備，在設(shè)計(jì)骨架時(shí)，必須避讓構(gòu)造開口處，可以通過調(diào)整梁柱的間距，梁柱厚度，改變梁柱斷面等手段。采用點(diǎn)焊作為骨架和外板的連接方式，質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)。2.4 車體構(gòu)造的強(qiáng)度分析EN 12663?鐵路車輛車體構(gòu)造要求?對車體的構(gòu)造明確要求，車體構(gòu)造設(shè)計(jì)

6、的第一要素是平安，其次才是舒適性和經(jīng)濟(jì)性。標(biāo)準(zhǔn)平安是其次才是舒適性與經(jīng)濟(jì)性。地鐵運(yùn)行的工況復(fù)雜，車體及各個(gè)零部件的強(qiáng)度、剛度、抗疲勞均有要求，車體的靜強(qiáng)度、剛度均需要經(jīng)過試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。對容易出現(xiàn)疲勞的區(qū)域或者受力過大的區(qū)域，必須重點(diǎn)關(guān)注，通過試驗(yàn)計(jì)算測算構(gòu)造是否存在設(shè)計(jì)缺陷。2.5 輕量化、高強(qiáng)度、抗疲勞21世紀(jì)，不銹鋼車體設(shè)計(jì)的趨勢是輕量化、高強(qiáng)度、抗疲勞。車輛的輕量化具有諸多優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)營損耗小，有助于車輛提速，制動(dòng)能耗低、對鐵路的磨損小，運(yùn)輸才能大。然而，僅減輕車體重量，對構(gòu)造的要求會(huì)更高，高強(qiáng)度、高抗疲勞度都是車輛構(gòu)造設(shè)計(jì)需要考慮的因素。必須通過試驗(yàn)，多方面協(xié)調(diào)到達(dá)一致目的。3 結(jié)論綜上所述，21世紀(jì)對不銹鋼車體設(shè)計(jì)的趨勢是是輕量化、高強(qiáng)度、抗疲勞。車體的選材、構(gòu)造、骨架、強(qiáng)度分析、輕量化、高強(qiáng)度、抗疲勞，都是車體構(gòu)造設(shè)計(jì)必須考慮到的要素，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須綜合考慮以上因素，才能設(shè)計(jì)出更加實(shí)用的不銹鋼地鐵車體。參考文獻(xiàn)：2郭澤闊，楊中平，閆雪燕.城市軌道交通車輛車體材料的選型分析.西部交通科技，202110.3黃志宏，許彥強(qiáng).不銹鋼車體構(gòu)造設(shè)計(jì)及仿真分析要點(diǎn)J.鐵道