CN103802849A - 一种b型地铁车辆车体结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种B型地铁车辆车体结构。为了提高车辆车体的纵向载荷能力，所述车辆车体结构包括主要由底架边梁、司机室端梁、司机室立柱、顶盖横梁、顶盖边梁、门立柱、角立柱、端墙立柱、底架端梁组成整体承载的筒型骨架结构，该筒型骨架结构固定在转向架上方；所述司机室端梁上固定连接有Ⅰ端牵引导梁，所述底架端梁上固定连接有Ⅱ端牵引导梁。本发明在保持了车体轻量化的同时，具有很好的强度，能承受1000kN纵向载荷，为车辆耐碰撞性能设计提供了结构基础，有助于提高车辆的安全性能，具有较好的经济和社会效益。

Description

一种B型地铁车辆车体结构
技术领域
本发明涉及一种能承压1000kN载荷B型地铁车辆的铝合金车体结构，属于轨道交通车辆车体结构技术领域。
背景技术
目前国内B型地铁车辆铝合金车体由于车辆端部跳线和车钩等空间限制，底架端部结构一般没有设置牵引导梁或者牵引导梁没有延伸到端梁上，传力效果不好，导致牵引梁上焊缝应力较大，只能满足800kN的纵向载荷能力。为了满足头车车灯及造型需求，导致司机室骨架结构复杂，并设置了较多局部加强结构，传力路径不直接，不利于车体强度的提高。
由于只能承受800kN纵向载荷能力的车体不能承受较大的纵向冲击力，车钩选型时只能选用与其相配套的最大压溃力值偏小的类型，车辆发生碰撞时车钩吸收的能量较小，难以满足EN 15227碰撞性能的要求。
发明内容
为了提高车辆车体的纵向载荷能力，本发明旨在提供一种B型地铁车辆车体结构，该车体结构通过优化车体中主要承力梁和传力梁的骨架结构，设计了一个整体承载的网络结构，在保持了车体轻量化的同时，具有很好的强度，能承受1000kN纵向载荷，为车辆耐碰撞性能设计提供了结构基础，有助于提高车辆的安全性能，具有较好的经济和社会效益。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种B型地铁车辆车体结构，其结构特点是，包括主要由底架边梁、司机室端梁、司机室立柱、顶盖横梁、顶盖边梁、门立柱、角立柱、端墙立柱、底架端梁组成整体承载的筒型骨架结构，该筒型骨架结构固定在转向架上方；其中，所述门立柱的上端与顶盖边梁固定相连，该门立柱的底端与底架边梁固定相连；所述顶盖横梁和门立柱、角立柱对齐设置；所述司机室立柱的底端与司机室端梁固定相连，该司机室立柱的顶端与顶盖横梁固定相连；所述端墙立柱固定连接在上下两个底架端梁之间；所述司机室端梁上固定连接有Ⅰ端牵引导梁，所述底架端梁上固定连接有Ⅱ端牵引导梁。
以下为本发明的进一步改进的技术方案：
进一步地，所述门立柱与底架边梁的连接处固定连接有侧墙角撑，增加了连接强度，有利于改善连接部位的局部应力状况，提高整车的刚度。
两个底架边梁之间固定连接有枕梁，该枕梁与所述Ⅱ端牵引导梁之间通过牵引梁固定相连，由此，Ⅱ端牵引导梁和牵引梁主要用于抵抗车钩工作时的冲击力，并分别把力传递给底架端梁和枕梁，且Ⅱ端牵引导梁分担了牵引梁的外力，有效降低了牵引梁的应力集中程度。
所述牵引梁上装有车钩安装板，该车钩安装板位于Ⅱ端牵引导梁后方，车钩安装板直接受到车辆牵引和联挂时的纵向冲击力。
所述车钩安装板两侧均设有牵引翼梁，两个牵引翼梁分别与相应侧的底架边梁固定相连，主要承担车辆运行过程中的扭转力和车辆拐弯时的横向作用力。
为了更好地发挥Ⅱ端牵引导梁的作用，避免端墙门角应力过于集中，所述Ⅱ端牵引导梁的一端设置在端墙立柱下方。
所述牵引梁为封闭的箱型结构，具有较好的支撑强度和刚度。
所述顶盖边梁上设有与门立柱相配合的接头；所述底架边梁上设有与门立柱相配合的接头，避免在门角高应力处存在焊缝，进一步提高了车体的承载能力。
所述车钩安装板上的车钩安装孔设置在牵引梁两立板之间，在牵引梁上开孔提供车钩螺栓安装的入口。
藉由上述结构，本发明的车体骨架结构主要由底架边梁、顶盖边梁、门立柱、角立柱、侧墙斜撑、端墙立柱、底架端梁、司机室端梁、司机室立柱组焊、顶盖横梁、Ⅰ端端部结构、Ⅱ端端部结构等组成。其中底架边梁和顶盖边梁是车体承受纵向力和垂向力的主要部件，门立柱和角立柱连接两种边梁，主要承担垂向载荷；端部结构主要作用之一是安装车钩，在车辆运行过程中承受和传递巨大的纵向载荷。把端部结构上的力有效地传到边梁上是整体承载式车体设计的关键。本发明在端部结构上设置了牵引导梁，其在Ⅰ端和Ⅱ端分别连接司机室端梁和底架端梁，并对应设置了司机室立柱、端墙立柱，通过端梁和顶盖横梁把载荷直接传递给底架边梁和顶盖边梁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明车体结构传力路径直接、结构简单，大大减少了局部加强件的使用，车体重量较轻，具有很好的整体强度和刚度，能承压1000kN载荷，为车辆的耐碰撞设计提供了结构基础。
 
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构原理图；
图2是图1中的A向视图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是图1中的Ⅰ放大视图；
图5是图1中的B向视图；
图6是图1中的Ⅱ放大视图
在图中
1-Ⅰ端端部结构；1a-Ⅰ端牵引导梁；2-底架边梁；3-司机室端梁；4-司机室立柱；5-顶盖横梁；6-顶盖边梁；7-门立柱；8-Ⅱ端端部结构；8a-Ⅱ端牵引导梁；8b-牵引翼板；8c-枕梁；8d-牵引梁；8e-车钩安装板；9-角立柱；10-端墙立柱；11-底架端梁；12-侧墙角撑。
具体实施方式
一种B型地铁车辆车体结构，如图1示：其中底架边梁2、司机室端梁3、司机室立柱4、顶盖横梁5、顶盖边梁6、门立柱7、角立柱9、端墙立柱10、底架端梁11、侧墙角撑12和车顶板、侧墙板、端墙板、地板等部件构成了整体承载的筒型结构。其中顶盖横梁5在Ⅰ端和Ⅱ端分别与门立柱7、角立柱9对齐设置，形成简洁的传力路径。Ⅰ端端部结构1和Ⅱ端端部结构8主要用来连接车体和转向架，并把车钩带来的纵向力传递到边梁及整个筒型结构上。
图2是非司机室端底架结构示意图。Ⅱ端端部结构8设置在车体底架端部，枕梁8c连接两侧的底架边梁2；牵引梁8d支撑前方的车钩安装板8e，后方与枕梁8c连接；车钩安装板8e两侧设置有牵引翼板8b，在其前方设置Ⅱ端牵引导梁8a。其中车钩安装板8e用来安装车钩，直接受到车辆牵引和联挂时的纵向冲击力，Ⅱ端牵引导梁8a和牵引梁8d主要用于抵抗该冲击力，并分别把力传递给底架端梁11和枕梁8c。Ⅱ端牵引导梁8a分担了牵引梁8d的外力，并有效降低其应力集中程度。为了更好地发挥Ⅱ端牵引导梁8a的作用和避免端墙门角应力过于集中，把其一端设置在端墙立柱10的下方，通过端墙立柱10把力传给顶盖横梁5和顶盖边梁6。牵引翼板8b在车钩安装板8e的两侧，并与底架边梁2连接，主要承担车辆运行过程中的扭转力。
图3是Ⅱ端端部结构8局部结构示意图。车钩安装板8e上的车钩安装孔设置在牵引梁8d两立板之间，在牵引梁8d上开孔提供车钩螺栓安装的入口。牵引梁8d为封闭的箱型结构，具有较好的支撑强度和刚度。
图4是司机室端结构示意图。Ⅰ端端部结构1位于头车底架前端，其在车体的作用和Ⅱ端端部结构8相同。Ⅰ端端部结构1在受到车钩作用时，通过位于Ⅰ端牵引导梁1a上方的司机室端梁3将力传给底架边梁2，并通过司机室端梁3上方的司机室立柱4把力传递给顶盖横梁5和顶盖边梁6，形成一个受力较均匀的立体承载结构。
图5是顶盖和侧墙连接示意图。在顶盖边梁6对应位置加工出和门立柱7结构相匹配的接头，上门角圆弧直接在在顶盖边梁6型材上加工出来，避免了在门角高应力处存在焊缝，进一步提高了车体的承载能力。
图6是底架和侧墙连接示意图。在底架边梁2对应位置加工出和门立柱7结构相匹配的接头，下门角圆弧直接在在底架边梁2型材和门立柱7型材上加工出来，避免在门角高应力处存在焊缝；在底架边梁2和门立柱7之间设置侧墙角撑12，有利于改善连接部位的局部应力状况，提高整车的刚度。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1. 一种B型地铁车辆车体结构，其特征在于，包括主要由底架边梁（2）、司机室端梁（3）、司机室立柱（4）、顶盖横梁（5）、顶盖边梁（6）、门立柱（7）、角立柱（9）、端墙立柱（10）、底架端梁（11）组成整体承载的筒型骨架结构，该筒型骨架结构固定在转向架上方；其中，所述门立柱（7）的上端与顶盖边梁（6）固定相连，该门立柱（7）的底端与底架边梁（2）固定相连；所述顶盖横梁（5）和门立柱（7）、角立柱（9）对齐设置；所述司机室立柱（4）的底端与司机室端梁（3）固定相连，该司机室立柱（4）的顶端与顶盖横梁（5）固定相连；所述端墙立柱（10）固定连接在上下两个底架端梁（11）之间；所述司机室端梁（3）上固定连接有Ⅰ端牵引导梁（1a），所述底架端梁（11）上固定连接有Ⅱ端牵引导梁（8a）。
2. 根据权利要求1所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述门立柱（7）与底架边梁（2）的连接处固定连接有侧墙角撑（12）。
3. 根据权利要求1所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，两个底架边梁（2）之间固定连接有枕梁（8c），该枕梁（8c）与所述Ⅱ端牵引导梁（8a）之间通过牵引梁（8d）固定相连。
4. 根据权利要求3所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述牵引梁（8d）上装有车钩安装板（8e），该车钩安装板（8e）位于Ⅱ端牵引导梁（8a）后方。
5. 根据权利要求4所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述车钩安装板（8e）两侧均设有牵引翼梁（8b），两个牵引翼梁（8b）分别与相应侧的底架边梁（2）固定相连。
6. 根据权利要求1~5之一所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述Ⅱ端牵引导梁（8a）的一端设置在端墙立柱（10）下方。
7. 根据权利要求3~5之一所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述牵引梁（8d）为封闭的箱型结构。
8. 根据权利要求1所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述顶盖边梁（6）上设有与门立柱（7）相配合的接头；所述底架边梁（2）上设有与门立柱（7）相配合的接头。
9. 根据权利要求4或5所述的B型地铁车辆车体结构，其特征在于，所述车钩安装板（8e）上的车钩安装孔设置在牵引梁（8d）两立板之间，在牵引梁（8d）上开孔提供车钩螺栓安装的入口。
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