CN103239868B - 铁路车辆模型 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够直观展示铁路车辆车体钢结构及各零部件之间的连接和力的传递关系，可进行逆向工程教学以及推演模型与真实车辆结构之间的力学特性对应关系的铁路车辆模型。该铁路车辆模型，包括钢结构的仿真车体，仿真车体底部设置有仿真转向架，还包括车辆固定装置，所述仿真车体、仿真转向架上设置有加力装置以及测力系统。该铁路车辆模型不但能够用于结构功能展示或展览，使学生获得的较为直观的感性认识，同时，可以用于相似模型与真实模型之间的力学特性关系推导等科研工作，可以直观的展示铁路车辆各零部件之间的连接及力的传递关系，通过测力系统可以分析各个方向力的传递。适合在教学、科研设备领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及教学、科研设备领域，具体涉及一种铁路车辆模型。
背景技术
铁路客车是运输旅客的重要工具，其主要承载部件的设计及制造工艺关乎旅客的舒适、安全。对于铁路相关普通高校、高职院校、中等职业学校、铁路培训机构等教学单位而言，铁路车辆模型在其教学过程中具有非常重要的意义。
目前，国内所使用的各种铁路车辆模型大都是采用塑料或塑钢制品，其主要作用是用于结构功能展示或展览，使学生所获得的较为直观的感性认识，而对于铁路车辆的承载方式、承载结构、梁截面型式、焊接工艺以及铁路车辆主要部件的承载能力、振动模态、防碰撞结构、冲击能量传递等教学内容主要是通过书本进行讲解。书本教学对于结构受力、工艺分析、逆向工程等相关实验教学存在困难，学生无法深刻理解车辆主要受力部件的重要作用，而现有的铁路车辆模型由于材质和结构的限制很难用于相似模型与真实模型之间的力学特性关系推导等科研工作，无法直观的展示铁路车辆各零部件之间的连接及力的传递关系，也无法分析各个方向力的传递，即使现有的铁路车辆模型采用钢结构制作，也对很多结构进行了简化处理，甚至为便于生产对原结构在缩小比例后进行了诸多变形设计，无法进行逆向工程教学以及推演模型与真实车辆结构之间的力学特性对应关系等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够直观展示铁路车辆车体钢结构及各零部件之间的连接和力的传递关系，可进行逆向工程教学以及推演模型与真实车辆结构之间的力学特性对应关系的铁路车辆模型。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该铁路车辆模型，包括钢结构的仿真车体，仿真车体底部设置有仿真转向架，还包括车辆固定装置，所述仿真车体、仿真转向架上设置有加力装置以及测力系统，所述仿真车体由端墙、两侧的侧墙、底架、地板、端顶及圆顶构成，地板设置在底架上，端顶连接在圆顶的两端；
所述端墙包括端墙蒙皮，端墙蒙皮的内表面设置有两根矩形角柱，在两根矩形角柱之间设置有两根与矩形角柱相互平行的端墙门柱，所述两根端墙门柱之间通过门横梁相连，在相邻的端墙门柱与矩形角柱之间设置有端墙立柱，相邻的矩形角柱与端墙立柱之间通过小横梁相连，相邻的端墙立柱与端墙门柱之间通过大横梁相连，所述矩形角柱、端墙门柱、门横梁、端墙立柱、小横梁、
大横梁均固定在端墙蒙皮的内表面；
所述侧墙包括侧墙蒙皮，侧墙蒙皮的内表面设置有多根长纵向梁、多根侧墙立柱与多根短纵向梁，侧墙蒙皮的顶端设置有侧墙上边梁，在侧墙两端设置有外侧门柱和门上梁；
所述底架包括两根底架边梁，所述两根底架边梁之间通过多根枕间横梁相连，在位于底架边梁两端的枕间横梁上固定有牵引梁，牵引梁的外端连接有底架端梁，内端连接有枕后纵向梁，所述枕后纵向梁固定在枕间横梁上，在牵引梁上设置有枕梁，所述枕梁的两端固定在底架边梁上；
所述地板由波纹地板以及位于波纹地板两端的铁地板构成；
所述端顶包括由弯梁蒙皮、顶部蒙皮和端部蒙皮构成的端顶蒙皮，在顶部蒙皮的内表面设置有多根端顶横梁、多根短端顶纵梁与多根长端顶纵梁，在弯梁蒙皮的内表面设置有端顶上边梁、端顶下边梁、端顶弯梁，所述端顶弯梁的两端固定在端顶上边梁与端顶下边梁上，在端部蒙皮的内表面设置有端顶端梁；
所述圆顶包括圆顶蒙皮，所述圆顶蒙皮的内表面设置有多根圆顶纵梁、多根圆顶弯梁，圆顶蒙皮的两端设置有端部封板，所述圆顶蒙皮的两侧连接有小蒙皮，所述小蒙皮的内表面设置有圆顶上边梁、圆顶下边梁。
进一步的是，所述侧墙蒙皮、波纹地板、圆顶蒙皮上均设置有观察口。
进一步的是，所述铁地板通过可拆卸结构固定在底架上，所述端顶蒙皮的顶部蒙皮与多根端顶横梁、多根短端顶纵梁与多根长端顶纵梁通过可拆卸结构固定。
进一步的是，所述可拆卸结构为螺栓连接结构。
进一步的是，所述加力装置包括侧向加力装置与车端加力装置。
进一步的是，所述车辆固定装置为铁鞋。
进一步的是，所述仿真车体与仿真转向架表面涂刷有防锈漆。
本发明的有益效果：该铁路车辆模型不但能够用于结构功能展示或展览，使学生获得的较为直观的感性认识，同时，该铁路车辆模型由于材质和仿真车体的主要承力部件结构、仿真转向架与真实车辆基本类似，因此，可以用于相似模型与真实模型之间的力学特性关系推导等科研工作，可以直观的展示铁路车辆各零部件之间的连接及力的传递关系，通过测力系统可以分析各个方向力的传递，从而使得学生能够深刻理解铁路车辆的承载方式、承载结构、梁截面型式、焊接工艺以及铁路车辆主要部件的承载能力、振动模态、防碰撞结构、冲击能量传递等教学内容，使得对于结构受力、工艺分析、逆向工程等相关实验教学变得简单，使学生深刻理解车辆主要受力部件的重要作用。
附图说明
图1是本发明铁路车辆模型的整体结构示意图；
图2是本发明铁路车辆模型仿真车体的整体结构示意图；
图3是本发明铁路车辆模型端墙的结构示意图；
图4是本发明铁路车辆模型侧墙的结构示意图；
图5是本发明铁路车辆模型底架的结构示意图；
图6是本发明铁路车辆模型的安装有地板的底架结构示意图；
图7是本发明铁路车辆模型端顶的结构示意图；
图8是本发明铁路车辆模型圆顶的结构示意图；
图中标记说明：仿真车体10、仿真转向架20、车辆固定装置30、加力装置40、端墙1、矩形角柱101、端墙立柱102、端墙门柱103、小横梁104、大横梁105、门横梁106、端墙蒙皮107、侧墙2、侧墙蒙皮201、长纵向梁202、侧墙立柱203、外侧门柱204、侧墙上边梁205、短纵向梁206、门上梁207、底架4、底架端梁401、牵引梁402、枕梁403、枕后纵向梁404、枕间横梁405、底架边梁406、地板5、铁地板501、波纹地板502、端顶6、端顶上边梁601、端顶下边梁602、端顶弯梁603、端顶端梁604、端部蒙皮605、端顶横梁606、短端顶纵梁607、长端顶纵梁608、弯梁蒙皮609、圆顶7、圆顶蒙皮701、圆顶纵梁702、端部封板703、圆顶上边梁704、圆顶下边梁705、小蒙皮706、圆顶弯梁707。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1至8所示，该铁路车辆模型，包括钢结构的仿真车体10，仿真车体10底部设置有仿真转向架20，还包括车辆固定装置30，所述仿真车体10、仿真转向架20上设置有加力装置40以及测力系统，所述仿真车体10由端墙1、两侧的侧墙2、底架4、地板5、端顶6及圆顶7构成，地板5设置在底架4上，端顶6连接在圆顶7的两端；
所述端墙1包括端墙蒙皮107，端墙蒙皮107的内表面设置有两根矩形角柱101，在两根矩形角柱101之间设置有两根与矩形角柱101相互平行的端墙门柱103，所述两根端墙门柱103之间通过门横梁106相连，在相邻的端墙门柱103与矩形角柱101之间设置有端墙立柱102，相邻的矩形角柱101与端墙立柱102之间通过小横梁104相连，相邻的端墙立柱102与端墙门柱103之间通过大横梁105相连，所述矩形角柱101、端墙门柱103、门横梁106、端墙立柱102、小横梁104、大横梁105均固定在端墙蒙皮107的内表面；
所述侧墙2包括侧墙蒙皮201，侧墙蒙皮201的内表面设置有多根长纵向梁202、多根侧墙立柱203与多根短纵向梁206，侧墙蒙皮201的顶端设置有侧墙上边梁205，在侧墙2两端设置有外侧门柱204和门上梁207；
所述底架4包括两根底架边梁406，所述两根底架边梁406之间通过多根枕间横梁405相连，在位于底架边梁406两端的枕间横梁405上固定有牵引梁402，牵引梁402的外端连接有底架端梁401，内端连接有枕后纵向梁404，所述枕后纵向梁404固定在枕间横梁405上，在牵引梁402上设置有枕梁403，所述枕梁403的两端固定在底架边梁406上；
所述地板5由波纹地板502以及位于波纹地板502两端的铁地板501构成；
所述端顶6包括由弯梁蒙皮609、顶部蒙皮和端部蒙皮605构成的端顶蒙皮，在顶部蒙皮的内表面设置有多根端顶横梁606、多根短端顶纵梁607与多根长端顶纵梁608，在弯梁蒙皮609的内表面设置有端顶上边梁601、端顶下边梁602、端顶弯梁603，所述端顶弯梁603的两端固定在端顶上边梁601与端顶下边梁602上，在端部蒙皮605的内表面设置有端顶端梁604；
所述圆顶7包括圆顶蒙皮701，所述圆顶蒙皮701的内表面设置有多根圆顶纵梁702、多根圆顶弯梁707，圆顶蒙皮701的两端设置有端部封板703，所述圆顶蒙皮701的两侧连接有小蒙皮706，所述小蒙皮706的内表面设置有圆顶上边梁704、圆顶下边梁705。
该铁路车辆模型不但能够用于结构功能展示或展览，使学生获得的较为直观的感性认识，同时，该铁路车辆模型由于材质和仿真车体10的主要承力部件结构、仿真转向架20与真实车辆基本类似，因此，可以用于相似模型与真实模型之间的力学特性关系推导等科研工作，可以直观的展示铁路车辆各零部件之间的连接及力的传递关系，通过测力系统可以分析各个方向力的传递，从而使得学生能够深刻理解铁路车辆的承载方式、承载结构、梁截面型式、焊接工艺以及铁路车辆主要部件的承载能力、振动模态、防碰撞结构、冲击能量传递等教学内容，使得对于结构受力、工艺分析、逆向工程等相关实验教学变得简单，使学生深刻理解车辆主要受力部件的重要作用。
在上述实施方式中，为了，所述便于观察仿真车体10的内部结构，在侧墙蒙皮201、波纹地板502、圆顶蒙皮701上均设置有观察口，同时，将所述铁地板501通过可拆卸结构固定在底架4上，所述端顶蒙皮的顶部蒙皮与多根端顶横梁606、多根短端顶纵梁607与多根长端顶纵梁608通过可拆卸结构固定，也是为了便于观察仿真车体的内部结构，在观察时只需将铁地板501、顶部蒙皮拆下来即可。所述可拆卸结构可以采用现有的各种连接方式，为了保证连接强度和牢固性，一般优选的方式是：所述可拆卸结构为螺栓连接结构。
为了能够全面测量仿真车体各个主要承力部件的力学性能，所述加力装置40包括侧向加力装置与车端加力装置，这样从各个方向对仿真车体进行施加载荷，可以得到更为准确的实验结果。在进行力学实验的过程中，所述载荷的施加位置，以及测力系统的安装位置根据具体的实验而定。
所述车辆固定装置30是为了保证仿真车体在实验过程中不发生移动，一般情况下，所述车辆固定装置30优选为铁鞋，铁鞋不但安装方便，同时能够有效防止仿真车体在实验过程中发生移动。
另外，为了延长铁路车辆模型的使用寿命，所述仿真车体10与仿真转向架20表面涂刷有防锈漆。
Claims (7)
1.铁路车辆模型，其特征在于：包括钢结构的仿真车体（10），仿真车体（10）底部设置有仿真转向架（20），还包括车辆固定装置（30），所述仿真车体（10）、仿真转向架（20）上设置有加力装置（40）以及测力系统，所述仿真车体（10）由端墙（1）、两侧的侧墙（2）、底架（4）、地板（5）、端顶（6）及圆顶（7）构成，地板（5）设置在底架（4）上，端顶（6）连接在圆顶（7）的两端；
所述端墙（1）包括端墙蒙皮（107），端墙蒙皮（107）的内表面设置有两根矩形角柱（101），在两根矩形角柱（101）之间设置有两根与矩形角柱（101）相互平行的端墙门柱（103），所述两根端墙门柱（103）之间通过门横梁（106）相连，在相邻的端墙门柱（103）与矩形角柱（101）之间设置有端墙立柱（102），相邻的矩形角柱（101）与端墙立柱（102）之间通过小横梁（104）相连，相邻的端墙立柱（102）与端墙门柱（103）之间通过大横梁（105）相连，所述矩形角柱（101）、端墙门柱（103）、门横梁（106）、端墙立柱（102）、小横梁（104）、大横梁（105）均固定在端墙蒙皮（107）的内表面；
所述侧墙（2）包括侧墙蒙皮（201），侧墙蒙皮（201）的内表面设置有多根长纵向梁（202）、多根侧墙立柱（203）与多根短纵向梁（206），侧墙蒙皮（201）的顶端设置有侧墙上边梁（205），在侧墙（2）两端设置有外侧门柱（204）和门上梁（207）；
所述底架（4）包括两根底架边梁（406），所述两根底架边梁（406）之间通过多根枕间横梁（405）相连，在位于底架边梁（406）两端的枕间横梁（405）上固定有牵引梁（402），牵引梁（402）的外端连接有底架端梁（401），内端连接有枕后纵向梁（404），所述枕后纵向梁（404）固定在枕间横梁（405）上，在牵引梁（402）上设置有枕梁（403），所述枕梁（403）的两端固定在底架边梁（406）上；
所述地板（5）由波纹地板（502）以及位于波纹地板（502）两端的铁地板（501）构成；
所述端顶（6）包括由弯梁蒙皮（609）、顶部蒙皮和端部蒙皮（605）构成的端顶蒙皮，在顶部蒙皮的内表面设置有多根端顶横梁（606）、多根短端顶纵梁（607）与多根长端顶纵梁（608），在弯梁蒙皮（609）的内表面设置有端顶上边梁（601）、端顶下边梁（602）、端顶弯梁（603），所述端顶弯梁（603）的两端固定在端顶上边梁（601）与端顶下边梁（602）上，在端部蒙皮（605）的内表面设置有端顶端梁（604）；
所述圆顶（7）包括圆顶蒙皮（701），所述圆顶蒙皮（701）的内表面设置有多根圆顶纵梁（702）、多根圆顶弯梁（707），圆顶蒙皮（701）的两端设置有端部封板（703），所述圆顶蒙皮（701）的两侧连接有小蒙皮（706），所述小蒙皮（706）的内表面设置有圆顶上边梁（704）、圆顶下边梁（705）。
2.如权利要求1所述的铁路车辆模型，其特征在于：所述侧墙蒙皮（201）、波纹地板（502）、圆顶蒙皮（701）上均设置有观察口。
3.如权利要求2所述的铁路车辆模型，其特征在于：所述铁地板（501）通过可拆卸结构固定在底架（4）上，所述端顶蒙皮的顶部蒙皮与多根端顶横梁（606）、多根短端顶纵梁（607）与多根长端顶纵梁（608）通过可拆卸结构固定。
4.如权利要求3所述的铁路车辆模型，其特征在于：所述可拆卸结构为螺栓连接结构。
5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的铁路车辆模型，其特征在于：所述加力装置（40）包括侧向加力装置与车端加力装置。
6.如权利要求5所述的铁路车辆模型，其特征在于：所述车辆固定装置（30）为铁鞋。
7.如权利要求6所述的铁路车辆模型，其特征在于：所述仿真车体（10）与仿真转向架（20）表面涂刷有防锈漆。
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