城軌交通車輛車體-鋁合金車體

項目二城軌交通車輛車體與車門任務二鋁合金車體鋁合金車體是一種輕型整體承載結構，主體材料是鋁合金型材，通常采用模塊化結構或全焊接組裝，是一種新型的車體結構。鋁合金材料密度小，比強大，構造的車體在滿足車體強度和剛度的同時大幅度地減輕了車體的質量，因而備受青睞。任務二一、鋁合金材料的特性0102030405鋁合金材料的特性質輕且柔軟，容易輕量化。強度好。耐蝕性能好。加工性能好。易于再生。任務二根據鋁合金車體結構及制造、運用情況，選擇材料時應遵循以下原則：從輕量化方面考慮，要求強度、剛度好，質量輕；從壽命方面考慮，要求耐腐蝕性、表面處理性、維護保養(yǎng)性好；從制造工藝方面考慮，要求焊接性、擠壓加工性、成型加工性好。一、鋁合金材料的特性任務二根據以上原則，鋁合金車體主要使用5000系列、6000系列、7000系列的鋁合金，這3個系列的鋁合金材料的特性及用途見表2-1。如圖

2-1任務二二、鋁合金車體的特點鋁合金車體的發(fā)展經歷了（1）板梁期（2）開口型材期（3）現在的大型中空擠壓型材期現在主要采用大型中空擠壓型材。任務二二、鋁合金車體的特點（1）能大幅度減輕車輛自重，在車輛長度相同的條件下，與碳素鋼車體相比，鋁合金車體的自重減輕了30％～35％，比強度約為碳素鋼車體的2倍。碳素鋼車體、不銹鋼車體、鋁合金車體的質量之比約為10∶8∶6。（2）具有較小的密度及楊氏模量，所以鋁合金車體對沖擊載荷有較高的吸收能力，可降低振動，減小噪聲。鋁合金車體的特點如下:任務二二、鋁合金車體的特點（3）可運用大型中空擠壓型材進行氣密性設計，提高車輛密封性能，提高乘坐舒適性。（4）采用大型中空擠壓型材制造的板塊式結構，可減少連接件的數量和質量。（5）減少維修費用，延長使用壽命。鋁合金車體的特點如下:任務二三、鋁合金車體的形式1.純鋁合金車體（1）車體由鋁板和實心型材制成，鋁板和型材通過鋁制鉚釘、連續(xù)焊接與金屬惰性氣體點焊等進行連接。除了車鉤部分及車體內的螺釘座使用碳素鋼外，其他部位都使用比重僅為碳素鋼1/3的鋁合金，實現了車體的輕量化。這些鋁板和型材等多為拉延材料（板材、擠壓型材、鍛造材料）。很多地方使用大型擠壓型材，進行熱處理后，其機械性能有很大的提高。大型擠壓型材的組合使車輛制造時焊接大量減少，但制造成本增大。任務二三、鋁合金車體的形式1.純鋁合金車體(2)車體結構是板條骨架結構，用氣體保護的熔焊作為連接方法。(3)在車體結構中應用整體結構，板皮和縱向加固件構成高強度大型開口型材。(4)車體采用空心截面的大型整體型材，結構更加簡單。型材平行放置并總是在車體的全部長度上延伸，通過自動連續(xù)焊接進行連接。該車體結構以具有多種多樣截面的型材為基礎，并充分利用鋁合金良好的機械性能。任務二三、鋁合金車體的形式2.混合結構鋁合金車體城軌交通車輛除純鋁合金車體外，還有鋼底架的混合結構鋁合金車體。這種車體側墻與底架的連接基本都采用鉚接或螺栓連接的方式，其作用一是可避免熱脹冷縮帶來的問題，二是取消了成本很高的車體校正工序。任務二三、鋁合金車體的形式2.混合結構鋁合金車體采用鋁合金材料制造車體可最大限度地減輕車體自重，從而提高車輛的加速度，降低運能消耗和牽引及制動能耗，減輕對線路的磨耗及沖擊，擴大輸送能力。此外，鋁合金車體還有以下優(yōu)點：耐腐蝕性好（但在潮濕的地方更容易被腐蝕，所以應特別注意排水和密封），外墻板可不涂漆，不僅節(jié)能，還節(jié)省涂裝費，而且不需設置油漆場地，縮短制造周期，并可延長檢修周期；可以采用長大寬幅擠壓型材，與一般鋼結構相比，人工費節(jié)省約40%，車輛質量減輕約30%。任務二四、鋁合金車體的結構2.混合結構鋁合金車體采用鋁合金材料制造車體可最大限度地減輕車體自重，從而提高車輛的加速度，降低運能消耗和牽引及制動能耗，減輕對線路的磨耗及沖擊，擴大輸送能力。此外，鋁合金車體還有以下優(yōu)點：耐腐蝕性好（但在潮濕的地方更容易被腐蝕，所以應特別注意排水和密封），外墻板可不涂漆，不僅節(jié)能，還節(jié)省涂裝費，而且不需設置油漆場地，縮短制造周期，并可延長檢修周期；可以采用長大寬幅擠壓型材，與一般鋼結構相比，人工費節(jié)省約40%，車輛質量減輕約30%。任務二圖2-3所示為深圳地鐵1號線一期車輛車體斷面，其形狀類似鼓形，采用大型中空鋁型材模塊結構，緊固件機械連接，整體承載，具有質量輕、承載量大、外形美觀等優(yōu)點。車體分為A車、B車、C車三種車型，其中A車為帶有司機室的拖車，B車為帶受電弓的動車，C車為不帶受電弓的動車。如圖

2-3任務二車體由底架、側墻、車頂、端墻等預先裝配好的模塊組成，車體總裝配時，用螺栓將這些預裝配好的模塊按順序聯(lián)結在一起。車體的模塊是用鋁型材（占車體質量約90%）焊接而成的，幾乎所有的擠壓型材都是由合金ENAW6005A制成，它們是空心的。四、鋁合金車體的結構任務二由于強度要求，底架的牽引梁用鋁合金ENAW7020（鋁合金板和一塊鋁合金擠壓型材)制成。某些低應力區(qū)域由合金板ENAW5083制成。每車模塊的每側有5對客室門結構和4個車窗結構，帶司機室的拖車模塊每側還包括一個司機室門框架和一個前端門框架，中間端寬度與貫通道寬度幾乎相同。四、鋁合金車體的結構任務二1.底架底架是車體的基礎結構，底架結構模塊包括地板、邊梁（左和右)、枕梁（2根)、牽引梁（2根）組件。邊梁、枕梁、牽引梁采用連續(xù)焊接組合在一起，將地板、隔熱隔聲材料、底架下管路和電線槽預先與底架組成一體，然后與側墻和端部模塊連接，底架邊梁在整個長度上與側墻模塊進行機械連接，在底架的架車位置進行局部加強。四、鋁合金車體的結構任務二1.底架(1)地板。地板包括9塊幾乎與車輛長度相同的70mm高的擠壓型材，C形擠壓型材的頂部與地板安裝在一起。(2)邊梁。邊梁由兩塊與車輛長度相同的擠壓型材組成，下部擠壓型材是安裝底架設備的底座，上部擠壓件包括地板和側墻的接口，側墻接口位于地板以上約150mm處，在門口區(qū)域，擠壓型材的上部切口有平滑的曲線邊緣以減少這一區(qū)域的應力。四、鋁合金車體的結構任務二1.底架在司機室區(qū)域，邊梁經由特殊的擠壓型材延伸用作安裝司機室模塊的底座。(3)枕梁。枕梁主要由兩個與車輛寬度相同的擠壓型材，包括一些固定電纜和管的各種加強及固定件組成。B車中的枕梁較特殊，為安裝高壓電纜其開有安裝槽，其他車的所有枕梁都是相同的。為安裝中心銷、空氣彈簧和防側滾桿，枕梁做了某些特殊加工使安裝表面平滑。四、鋁合金車體的結構任務二1.底架(4)牽引梁。牽引梁有兩根縱梁和一根橫梁，縱梁沿車體縱向布置，其作用是把車鉤力分布到地板和枕梁上；橫梁的作用是承載、提升和牽引，司機室下面（A車的前端）的牽引梁較長且較寬，發(fā)生列車碰撞時，被壓潰的車鉤向后運動，牽引梁能夠向后微量壓縮，避免車體損壞。四、鋁合金車體的結構任務二側墻由上墻板、下墻板、窗間墻板三部分組成，側墻由普通鋁型材和中空鋁型材焊接而成，在側墻內側預裝有隔熱隔音材料、車窗和內墻板。側墻模塊與底架和車頂模塊之間用拉鉚緊固聯(lián)結。除了第一個客室門和司機室模塊之間的小側墻模塊外，所有側墻模塊由6個焊接擠壓型材組成，縱向布置，并加上采光設計。四、鋁合金車體的結構2.側墻任務二C形槽與車內裝飾安裝件安裝在一起，門和窗戶支柱均有加強筋，也由擠壓型材制成，為了減小扭曲變形，用鉚釘把這些支柱安裝在6個焊接的擠壓型材上。有8個帶窗戶的大側墻模塊，安裝在車輛相應的位置，有2個小模塊，安裝于所有車輛的端墻模塊和末端客室門之間。四、鋁合金車體的結構2.側墻任務二車頂結構由車頂側梁（左和右)、車頂板（3塊）和空調機組安裝槽（2塊)組成,B車車頂結構還包括受電弓安裝槽（2塊）。車頂側梁由3個部分組成，下部擠壓型材件有側墻模塊的接口，并包括門口，其特點與底架上邊梁相同。中間擠壓型材件具有側墻和車頂的彎曲形狀，上部擠壓型材件包括車頂板插槽和內部安裝C形槽的接口。四、鋁合金車體的結構3.車頂任務二車頂板與車頂側梁和風道一起形成封閉的車頂，它包括6個縱向布置的小型擠壓型材件。安裝槽有一些縱向的小擠壓型材件(根據車輛長度)和安裝空調機組及受電弓的支架，空調機組安裝槽也包括與內部（由板制成的）空調機組安裝槽連接的接口槽。四、鋁合金車體的結構3.車頂任務二4.端墻端墻（中間端）安裝在客室的兩端頭，是客室車體與貫通道（或司機室）的聯(lián)結