城市軌道交通車輛基礎電子課件第二章車體

第二章車體第一節(jié)車體概述1第二節(jié)不銹鋼車體第三節(jié)鋁合金車體第四節(jié)車體材料的選擇2021/10/10星期日掌握車體的作用與分類。了解車體的特征與結(jié)構(gòu)。掌握不銹鋼車體和鋁合金車體的結(jié)構(gòu)與特點。了解車體模塊化生產(chǎn)的優(yōu)缺點。2學習目標2021/10/10星期日車體是車輛結(jié)構(gòu)的主體，既是用來容納乘客和司機（對于有司機室的車輛）的部分，又是安裝和連接其他設備及組件的基礎。隨著時代的發(fā)展，城市軌道交通逐漸體現(xiàn)出容量大、安全、快速、舒適、美觀、節(jié)能的特性。車體的組成、構(gòu)造、分類、材料及各類型車體的優(yōu)缺點是運營管理、駕駛、檢修崗位的工作人員必須學習和掌握的基礎知識。32021/10/10星期日車體概述第一節(jié)42021/10/10星期日車體是由底架、側(cè)墻、端墻及車頂構(gòu)成的一個長方體，長期處于劇烈振動、承載量大而又不穩(wěn)定等較為苛刻條件下，其總體結(jié)構(gòu)形式、性能和技術經(jīng)濟指標取決于車體材料。車輛車體結(jié)構(gòu)由最初的全木結(jié)構(gòu)逐漸演變?yōu)殇撝频准芘c木制車體的組合結(jié)構(gòu)、鉚接全鋼結(jié)構(gòu)或全焊接單殼結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)材料由普通碳鋼材質(zhì)迅速發(fā)展為輕量化耐腐蝕鋁合金或輕型不銹鋼材質(zhì)。車體結(jié)構(gòu)也由骨架與外板構(gòu)成的單殼結(jié)構(gòu)演變?yōu)橐圆讳P鋼雙薄板結(jié)構(gòu)或鋁合金大型中空擠壓型材結(jié)構(gòu)為主體的全雙殼結(jié)構(gòu)。52021/10/10星期日一、車體的基本特征城市軌道交通車輛是城市或近郊客運的專用交通工具，其車體具有以下一些特征。1．城市軌道交通車輛一般為電動車組，有單節(jié)式、雙節(jié)式、三節(jié)式等，有頭車（帶有司機室的車輛）和中間車，以及動車與拖車之分，車體結(jié)構(gòu)具有多樣性。2．由于城市軌道交通車輛服務于城市內(nèi)的公共交通，乘客數(shù)量多，旅行時間短，上下車頻繁，因此車內(nèi)設置的座位數(shù)量少，車門數(shù)量多而且開度大，服務于乘客的車內(nèi)設備簡單。3．城市軌道交通系統(tǒng)對車輛的質(zhì)量要求較高，特別是高架輕軌，要求列車質(zhì)量輕、軸重小，以降低線路設施的工程投資。62021/10/10星期日74．為減輕列車自重，車輛必須輕量化，車體承載結(jié)構(gòu)一般采用大型中空截面擠壓鋁型材、高強度復合材料或不銹鋼等，采用整體承載筒形車體結(jié)構(gòu)，車輛的其他輔助設施也盡量采用輕型材料和輕量化結(jié)構(gòu)。5．城市軌道交通車輛一般運營于城市人口稠密地區(qū)，并用于運送乘客，所以對車輛特別是地鐵車輛的防火要求嚴格。通常車體的結(jié)構(gòu)采用防火設計，材料必須經(jīng)過阻燃處理。6．對車體的隔音和降噪功能有嚴格要求，以最大限度降低噪聲對乘客和沿線居民的影響。7．城市軌道交通車輛主要用于城市內(nèi)交通，所以車輛外觀造型和色彩必須考慮城市文化、環(huán)境美化要求，與城市景觀相協(xié)調(diào)。2021/10/10星期日8二、車體的分類1．按照使用的主要材料分類車體按使用的主要材料不同，可分為碳素鋼車體、鋁合金車體和不銹鋼車體三種。早期的城市軌道交通車輛車體材料以碳素鋼（包括普通低碳鋼和耐候鋼）為主，目前主要使用鋁合金和不銹鋼。2021/10/10星期日92．按照有無司機室分類按照有無司機室，車體可分為帶司機室車體和無司機室車體兩種。3．按照尺寸分類按照尺寸不同，車體可分為A型車車體、B型車車體和C型車車體，分類標準主要取決于車體寬度。其中，A型車車體寬度為3m，B型車車體寬度為2.8m，C型車車體寬度為2.6m。例如，廣州地鐵1、2號線和深圳地鐵車輛采用了A型車，廣州地鐵3、4號線采用了B型車。2021/10/10星期日104．按照承載方式分類按照車體結(jié)構(gòu)承受載荷的方式不同，車體可分為底架承載結(jié)構(gòu)、側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)及整體承載結(jié)構(gòu)三類。全部載荷由底架承擔的車體結(jié)構(gòu)稱為底架承載結(jié)構(gòu)或自由承載結(jié)構(gòu)。全部載荷由側(cè)、端墻與底架共同承擔的車體結(jié)構(gòu)稱為側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)或側(cè)墻承載結(jié)構(gòu)。其側(cè)、端墻與底架等通過固接形成一個整體，具有較高的強度和剛度。在板梁式側(cè)、端墻上固接由金屬板梁焊接而成的車頂，使車體的底架側(cè)墻、端墻、車頂連接成一個整體，形成開口或閉口的箱形結(jié)構(gòu)，稱為整體承載結(jié)構(gòu)。2021/10/10星期日11整體承載結(jié)構(gòu)2021/10/10星期日125．按照結(jié)構(gòu)形式分類車體結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)形式不同，可分為板梁組合結(jié)構(gòu)、開口型材料與大型中空型材組合結(jié)構(gòu)、大型中空型材結(jié)構(gòu)三種形式。這些結(jié)構(gòu)形式都屬于整體承載結(jié)構(gòu)。6．按照連接方式分類按照板與梁（柱）、梁（柱）與梁（柱）之間的連接方式不同，車體可分為焊接、鉚接或混合連接結(jié)構(gòu)。我國和日本大多數(shù)車體采用焊接結(jié)構(gòu)。焊接-鉚接（或焊接）、螺栓（釘）連接在歐洲應用較多。2021/10/10星期日137．按照結(jié)構(gòu)工藝分類按照結(jié)構(gòu)工藝不同，車體可分為一體化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。例如，廣州地鐵1號線車輛車體采用的是一體化結(jié)構(gòu)，而2號線車輛車體采用的則是模塊化結(jié)構(gòu)。一體化結(jié)構(gòu)也稱整體焊接結(jié)構(gòu)，即將底架、側(cè)墻、車頂和端墻采用焊接工藝焊接而成，是常見的一種車體結(jié)構(gòu)。一體化結(jié)構(gòu)車體是先制造車體結(jié)構(gòu)的車頂、側(cè)墻、底架端墻、司機室等部件，然后將部件進行整個車體總成焊接，車體總成后再進行內(nèi)裝、布管與布線。2021/10/10星期日14隨著技術的發(fā)展，近幾年出現(xiàn)了模塊化結(jié)構(gòu)的車體，我國深圳和廣州地鐵2號線車輛的車體也采用了模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)車體與一體化結(jié)構(gòu)車體相比，最大區(qū)別是將模塊化的概念引入到車體設計制造與生產(chǎn)管理的各個環(huán)節(jié)之中。模塊化車體設計是將整個車體分為若干個模塊，如后兩頁圖所示，在每個模塊的制造過程中需完成整車所需內(nèi)裝、布管與布線的預組裝并解決相互之間的接口問題。各模塊完成后即可進行整車組裝。2021/10/10星期日15車體模塊1——底架模塊：2——側(cè)墻模塊；3——端部模塊；4——車頂模塊；5——牽引梁模塊；6——整梁模塊2021/10/10星期日16車頂模塊1——頂板吊架：2——頂板槽梁；3——空調(diào)風道；4——隔音隔熱材料；5——內(nèi)部裝飾；6——燈帶；7——出風口；8——頂板懸掛2021/10/10星期日17每一模塊的結(jié)構(gòu)本身采用焊接，而各模塊之間的總裝采用機械連接，如圖所示。模塊化車體總裝1——車頂模塊：2——螺栓；3——側(cè)墻模塊；4——底架模塊；2021/10/10星期日18三、車體的基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)

1．車體的基本結(jié)構(gòu)近代城市軌道交通車輛車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)或輕金屬結(jié)構(gòu)，以達到滿足強度和剛度要求的同時降低車輛自重的目的。我國地鐵車輛的車體從20世紀80年代就開始采用耐候鋼無中梁整體承載結(jié)構(gòu)，車體側(cè)墻、車頂?shù)牧褐c蒙皮結(jié)合后與底架構(gòu)成封閉斷面，增強車體的強度和剛度。到20世紀90年代，我國又生產(chǎn)了斷面為鼓形的地鐵車輛，使其能更好地利用限界。國家標準《地鐵車輛通用技術條件》（GB/T7928—2003）規(guī)定我國地鐵車輛車體采用整體承載結(jié)構(gòu)。2021/10/10星期日19車體的底架是車體結(jié)構(gòu)和設施的安裝基礎，承受主要的動、靜載荷，因此底架必須具有足夠的強度和剛度，是檢修作業(yè)的重點。在底架中部橫斷面較大并沿其縱向中心線貫通全車的梁稱為中梁，它是底架的骨干。底架兩側(cè)邊沿的縱向梁稱為側(cè)梁，側(cè)墻固定于其上。底架兩端部的橫向梁稱為緩沖梁（端梁），端墻固定于其上。在轉(zhuǎn)向架的支撐處設有枕梁，為橫向梁中斷面最大的梁。在兩枕梁之間設有兩根以上的大橫梁。為了吊掛設備、鋪設地板，底架上還設有若干小橫梁和縱向輔助梁，以保證底架強度和剛度，其中，中梁和枕梁承擔載荷最大，因而最為重要。2021/10/10星期日20車體一般結(jié)構(gòu)形式1——緩沖梁（端梁）；2——枕梁；3——小橫梁；5——中梁；6——側(cè)梁；7——門柱；8——側(cè)立柱；9——上側(cè)柱；10——角柱；11——車頂彎梁；12——車頂端彎梁；13——端立柱；14——端斜撐；2021/10/10星期日21側(cè)墻由桿件、墻板和門窗組成。桿件包括立柱、上弦梁、橫梁和其他輔助桿件，它們與底架的側(cè)梁連接成一體。墻板有蒙皮和內(nèi)飾板，蒙皮用鋼板、不銹鋼板和鋁合金板制成，內(nèi)飾板具有車內(nèi)裝飾的功能，經(jīng)過阻燃處理。端墻結(jié)構(gòu)與側(cè)墻基本相同，除端梁外，還設有角柱、端立柱、上端梁和墻板等。車頂結(jié)構(gòu)包括車頂彎梁、車頂橫梁、車頂端彎梁及車頂板等。2021/10/10星期日222．車體結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)城市軌道交通車輛選型應以線路條件、供電電壓等主要技術條件為依據(jù)，相關技術指標應滿足客運量及行車組織的要求，另外，還應考慮車輛設備部件技術參數(shù)、當?shù)丨h(huán)境與氣候、外觀與色彩等相關因素2021/10/10星期日23（1）上海軌道交通1、2號線車輛車體規(guī)格見下表2021/10/10星期日24（2）天津津濱輕軌車輛車體規(guī)格見表2021/10/10星期日不銹鋼車體第二節(jié)252021/10/10星期日26一、不銹鋼車體結(jié)構(gòu)天津津濱輕軌車輛的車體幾何模型見右圖，除底架端部采用碳素鋼材料外，其余部分均采用SUS301L高強度不銹鋼材料。梁、柱間通過連接板連接，各部件間采用點焊連接，形成不銹鋼骨架結(jié)構(gòu)。該車體采用整體玻璃鋼車頭，金剛砂地板布直接粘貼在鋁蜂窩地板上，頭車的頂板、圓頭、間壁做成一體，與貫通道連接，達到整體美觀的效果。車體1/4三維幾何模型2021/10/10星期日271．車頂車頂由波紋頂板、車頂彎梁、車頂邊梁、側(cè)頂板、空調(diào)機組平臺等幾部分組成。車頂采用波紋頂板無縱向梁結(jié)構(gòu)，頂板與車頂彎梁點焊在一起，空調(diào)機組平頂由縱梁、彎梁、頂板點焊組成部件，再與車頂通過點焊及塞焊組成一體。由于車頂是無縱梁結(jié)構(gòu)，波紋頂板要傳遞車體縱向力，所以選擇強度較高的SUS301L-MT材料，厚度為0.6mm。車頂波紋板采用與波紋地板相同的滾焊焊接，既能夠滿足車體密封性要求，又能夠增加車頂?shù)膭偠取?021/10/10星期日282．側(cè)墻車輛橫截面為鼓形，主要由立柱、橫梁、墻板和門窗等結(jié)構(gòu)件組成。鼓形斷面能夠增加車體橫向抗彎剛度，也能合理利用限界條件增大車體內(nèi)部空間。側(cè)墻需選用塞拉門、連續(xù)窗結(jié)構(gòu)。為適應該要求，側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)部分采取了比較特殊的方法，一扇連續(xù)窗全長4070mm，在此范圍內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)必須便于車窗的安裝、固定，不得有任何與車窗相干涉的結(jié)構(gòu)，同時工藝性要好，結(jié)構(gòu)上必須可實現(xiàn)點焊。設計時，將窗間有玻璃通過的側(cè)立柱壓出凹形，再通過窗帶過渡與窗框相連接。為便于加工，壓出凹形的立柱采用了強度較低的SUS301L-ST材料，同時為保證該處強度，在其背面加了一根補強梁。為保證窗口及側(cè)墻的平面度，窗口周圍所有梁柱、補強部分均為點焊結(jié)構(gòu)。2021/10/10星期日293．端墻端墻可以防止列車相撞時出現(xiàn)套車，并與底架、側(cè)墻和車頂共同作用，防止客室受損，保證乘客安全。端墻由端墻板、門口框架、下邊梁、門上立柱、補強梁、端角柱、端頂彎梁及其他梁柱組成。連接端墻時，除門口框架外均采用電弧焊，其余板梁均采用點焊。2021/10/10星期日304．底架底架采用碳素鋼端底架與不銹鋼底架塞焊連接，主橫梁與邊梁利用過渡連接板實現(xiàn)點焊連接，底架邊梁采用4mm厚的SUS301L-HT材料，以提高底架的整體強度和剛度。為有效降低自重，大小橫梁腹板處均設有減重孔。2021/10/10星期日31二、不銹鋼材料在使用過程中應注意的問題不銹鋼車體具有耐腐蝕性較好、不用修補、使用壽命長等優(yōu)點，因此，使用不銹鋼材料作車體在保證強度、剛度的條件下，板厚可以大大減少，從而實現(xiàn)車體的輕量化。但是，不銹鋼車體在設計、制造中需注意許多問題，如不銹鋼選材、不銹鋼制造技術、不銹鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的研究、不銹鋼材料疲勞特性和壽命的試驗、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、剛度問題、防腐蝕問題等。2021/10/10星期日321．不銹鋼材料的合理選擇根據(jù)城市軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)特點、制造工藝和使用環(huán)境，同時考慮制造成本，要求車體所使用的不銹鋼材料必須具有如下性能：（1）價格便宜，通用性高，容易購買。（2）耐腐蝕性好。（3）具有足夠的強度。（4）加工性好，在對其進行剪切、彎曲、拉延、焊接等加工時，不會產(chǎn)生缺陷。能滿足以上條件的不銹鋼材料有30多種，其中具有代表性的是SUS304（S30400）和SUS301。1983年開發(fā)出的低碳不銹鋼SUS301L（L表示低碳），其碳的質(zhì)量分數(shù)在0.03%以下，目前的城市軌道交通車輛都在使用這種強度高、耐腐蝕性好的不銹鋼材料。2021/10/10星期日332．不銹鋼材料的焊接碳素鋼車體采用弧焊組裝鋼結(jié)構(gòu)，靠電弧產(chǎn)生的熱量熔化填充金屬，使兩個構(gòu)件熔敷接合?；『杆a(chǎn)生的熱量很大，對構(gòu)件的熱輸入量也很大，這種焊接方法對于焊接不銹鋼材料是很不利的。2021/10/10星期日342．不銹鋼材料的焊接不銹鋼導熱系數(shù)只有碳素鋼的1/3，而熱膨脹系數(shù)是碳素鋼的1.5倍，熱量輸入后散熱慢而變形大，不利于對構(gòu)件尺寸及形狀的控制，但由于不銹鋼材料的電阻較大，所以不銹鋼材料的焊接一般都采用電阻焊，也稱點焊。點焊就是將兩個或兩個以上相疊加的金屬用電極加壓，通過電流，利用金屬的電阻產(chǎn)生高熱，使疊加的金屬在加壓區(qū)熔合，進而連接到一起。點焊的特點是對構(gòu)件的熱輸入量小，容易實現(xiàn)自動控制，焊接時不需要技能很高、很熟練的操作者，較易保證焊接質(zhì)量。2021/10/10星期日352．不銹鋼材料的焊接不銹鋼車體采用點焊結(jié)構(gòu)，這就決定了不銹鋼車體必須采用很多與以往碳素鋼車體不同的特殊結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)點焊連接的目的。不銹鋼車體在組合外板、梁、柱時為了減少熱量的輸入，采用點焊代替弧焊，梁、柱的接合部位采用連接板傳遞載荷，但由于受到設備、工裝、工序等各方面的限制，有些部位無法實現(xiàn)點焊，可以采用塞焊來減小熱影響區(qū)。輕量化不銹鋼車體中幾乎所有的零部件都是通過點焊連接的，所以焊點的質(zhì)量將直接影響車體鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和強度。為保證車體質(zhì)量，在日常生產(chǎn)中，必須控制焊點質(zhì)量。現(xiàn)在采取的方法是在每次作業(yè)前進行點焊拉伸試驗和切片試驗，檢驗合格后再按照試驗的焊接規(guī)范進行作業(yè)。2021/10/10星期日鋁合金車體第三節(jié)362021/10/10星期日37一、鋁合金材料性能特點1．質(zhì)軟且輕柔2．強度好3．耐腐蝕性能好4．加工性能好5．易于再生2021/10/10星期日38根據(jù)鋁合金車體結(jié)構(gòu)及制造、運用情況，選擇材料時應遵循以下原則：（1）從輕量化方面考慮，要求強度高、剛度高、質(zhì)量輕。（2）從壽命方面考慮，要求耐蝕性、表面處理性、維護保養(yǎng)性好。（3）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。根據(jù)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。2021/10/10星期日392021/10/10星期日40二、鋁合金材料車體結(jié)構(gòu)右圖所示為上海地鐵車輛鋁合金車體鼓形斷面，鼓形斷面既能使車輛在隧道內(nèi)獲得最大截面積，增大車內(nèi)空間，又能提高車輛在圓形隧道內(nèi)的活塞效應，加強隧道自然通風能力。它是由底板、側(cè)墻、車頂、端墻等組成的整體承載薄殼形結(jié)構(gòu)。上海地鐵車輛鋁合金車體鼓形斷面2021/10/10星期日411．車頂車外頂板兩側(cè)小圓弧部分采用形狀復雜的中空截面擠壓鋁型材，中部大圓弧部分為帶有縱向加強桿件的壓型車頂板，其長度與車頂?shù)乳L，車頂組裝時僅留下幾條與車頂?shù)乳L的縱向長焊縫?？褪覂?nèi)頂板由三部分組成，中間為平板，平板兩側(cè)為多孔的通風口平板，最外側(cè)為客室照明燈的燈箱。平板安裝在懸掛的車頂?shù)跫苌稀?021/10/10星期日422．側(cè)墻、端墻由于車體左、右側(cè)各有5扇車門和4扇車窗，所以每面?zhèn)葔Ρ环指舫?塊帶窗框、窗下間壁、左右窗間壁或門間壁的分部件，全車共12塊，在組裝時分別與底板、車頂拼接，各塊分部件骨架材料為整體的中空截面擠壓鋁型材?？褪覂?nèi)的側(cè)墻、端墻都采用阻燃的密胺樹脂膠合板制成。由于側(cè)墻、端墻的鋁合金材料內(nèi)側(cè)都涂抹了阻尼漿并敷貼了保溫材料，所以側(cè)墻、端墻都具有隔熱保溫的功能。2021/10/10星期日433．地板直流傳動車與交流傳動車的客室地板結(jié)構(gòu)不同。直流傳動車地板是先在底板上縱向布置4mm厚的橡膠條，再鋪設16mm厚的多層夾板，用螺釘將多層夾板固定在底架上，然后在多層夾板上粘貼2.5mm厚的灰色PVC材料地板。這是一種耐磨、阻燃和防滑的地板面材料，但粘貼塑料地板的黏合劑在潮濕的環(huán)境中很容易喪失黏性，多層夾板一旦受潮，塑料地板就很容易起泡，甚至脫落。因此，制造商在生產(chǎn)交流傳動車時進行了改進，將多層夾板改換成表面很平坦的鋁合金輕型型材，并在鋁型材表面直接粘貼PVC塑料地板，有效地解決了塑料地板起泡和脫落的問題。2021/10/10星期日44三、鋁合金車體形式1．純鋁合金車體純鋁合金車體有四個特點：（1）車體由鋁板和實心型材制成，鋁板和實心型材通過鋁制鉚釘、連續(xù)焊接等進行連接。（2）車體的生產(chǎn)和連接運用了電阻焊的方法。所采用的車體結(jié)構(gòu)是板條骨架結(jié)構(gòu)，連接方法應用了氣體保護下的熔焊。（3）整體結(jié)構(gòu)在車體結(jié)構(gòu)中得到了應用。其板皮和縱向加固構(gòu)成了高強度大型開口型材的組成部分。（4）車體結(jié)構(gòu)由于采用空心截面的大型型材而變得更加簡單。2021/10/10星期日452．混合結(jié)構(gòu)鋁合金車體除了上述純鋁合金車體外，還有鋼底架的混合結(jié)構(gòu)鋁合金車體。這種車體側(cè)墻與底架的連接主要采用鉚接或螺栓連接的方式。其作用有兩點：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。2021/10/10星期日46四、鋁合金材料的合理選擇

使用鋁合金材料的車體多為焊接結(jié)構(gòu)，且在大氣條件下工作，因此要求鋁合金材料不僅應具有適當?shù)膹姸群蛣偠?，而且要有良好的焊接性能（接近母材性能水平），最好在焊后的自然時效狀態(tài)即能達到固熔處理加人工時效狀態(tài)的性能水平。此外，還要求材料的抗腐能力和抗應力腐蝕能力強、應力集中敏感性低、焊接接頭處的抗脆斷能力和抗疲勞能力高。車體基本由六大部件（地板、車頂、兩個側(cè)墻及兩個端墻）裝配而成，而鋁型材的邊緣設有通長的成型槽，可供組合整個車體用。當型材沿邊緣連接時，能自動形成適宜的焊接坡。2021/10/10星期日47端墻完全采用板材，梁采用焊接結(jié)構(gòu)，四角立柱及端頂彎梁采用彎曲型材，端頂橫梁采用矩形鋁合金型材，外端板選用厚5mm的鋁合金，并考慮大小風擋結(jié)構(gòu)的需要。底架各梁應設置座椅安裝滑槽、側(cè)門滑槽及底架吊掛滑槽，滑槽為T形。底架與轉(zhuǎn)向架的連接件、鋁合金車鉤安裝座使用鋁合金鍛件，鍛件與底架型材開坡口焊接。車頂邊梁擬采用大型擠壓型材，中間部分采用兩種開口鋁合金擠壓型材，車頂上邊梁與側(cè)墻共用，并考慮邊梁自帶雨檐。組焊時，邊梁焊在側(cè)墻上，并由矩形橫梁將兩邊梁連接，保證車頂有足夠的剛度。車頂開口型材在總裝時，電阻焊即可。2021/10/10星期日車體材料的選擇第四節(jié)482021/10/10星期日49一、車體材料選擇的基本要求1．車體輕量化一般車輛的車體大多采用普通碳素鋼制成，這種車體由眾多縱、橫型材骨架和外包板結(jié)構(gòu)，形成一個閉口的筒形薄殼整體承載結(jié)構(gòu)，一般自重達10~13t。為了提高車體的耐腐蝕性，延長車體的使用壽命，現(xiàn)在較多應用的是含銅或含鎳、鉻等合金元素的耐腐蝕低合金鋼材料（或稱耐候鋼），可使車體鋼結(jié)構(gòu)自重減輕10%~15%。2021/10/10星期日501．車體輕量化采用半不銹鋼（包板為不銹鋼，骨架為普通碳素鋼）或全不銹鋼車體，免除了車體內(nèi)壁涂覆防腐蝕涂料和表面油漆。在保證強度、剛度的前提下，通過調(diào)質(zhì)壓延而獲得高強度不銹鋼薄板，同時也提高了使用壽命。一般不銹鋼車體自重比普通碳素鋼可減輕10%~20%。在鋁制車體結(jié)構(gòu)設計中，車體主要承載構(gòu)件一般采用大型中空截面的擠壓鋁型材，以提高構(gòu)件的剛度，充分發(fā)揮材料的承載能力，最大限度地減輕車體自重。全車的底板、側(cè)墻、車頂均采用大型中空截面的擠壓鋁型材拼焊而成，與鋼制車體相比，焊接工作量減少40%，制造工藝大為簡化，車體質(zhì)量可減輕3~5t。2021/10/10星期日512．車體腐蝕狀況風雨侵蝕、溫度和濕度的變化，以及空調(diào)造成的結(jié)霜等，都可能對車體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕。（1）碳素鋼車體碳素鋼車體的雨檐周圍、門口及車窗周圍的立柱、墻板、地板等處容易被腐蝕，6年后要進行局部修補，10年后要進行部分改造，20年后還要進行大的改造。如此反復修補、改造，30年后車輛基本上就要報廢了。2021/10/10星期日522．車體腐蝕狀況（2）鋁合金車體鋁合金車體除了車鉤部分及車體內(nèi)的螺釘座使用碳素鋼外，其他部位均為鋁合金。對運營后鋁合金車體腐蝕情況進行的調(diào)查表明：雨檐、門口、窗口周圍及底架端部、車體側(cè)面的焊接熱影響區(qū)處發(fā)生了腐蝕，但與碳素鋼車體相比較，腐蝕程度很輕，對車體的強度不會產(chǎn)生影響，只需對車輛進行定期維護。（3）不銹鋼車體不銹鋼車體具有耐腐蝕、免維修等特點。對運營車輛進行定期檢查，發(fā)現(xiàn)沒有必要對外板進行修補、涂裝，也沒有必要對梁柱進行修補。因此，除了不需要車體維修費用外，還可減少由于維修而產(chǎn)生的煙霧、有機溶劑等在作業(yè)場所的散布，從而減少對相關電氣設備的檢查、維修等其他作業(yè)量。2021/10/10星期日533．制造成本（1）材料成本在分析碳素鋼車體、鋁合金車體、不銹鋼車體的經(jīng)濟性時，必須先確定各種車體的樣式?，F(xiàn)在以確定好樣式、大小的城市通勤車為例，考慮到各種車體的耐腐蝕性，分為碳素鋼涂裝車體、鋁合金涂裝車體、鋁合金不涂裝車體（但外表面要打磨加工）、不銹鋼不涂裝車體等幾種。不涂裝車體由于近來對外觀的要求，也常貼上彩帶，因此不涂裝車的成本中還要包含彩帶及涂