CN104245469B - 车身和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涉及一种车身和制造方法。所述方法包括：将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度；以及固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

Description

车身和制造方法

技术领域

本发明的实施例总体涉及一种车身(vehicle body)。其他实施例涉及轨道车辆的具有减少重量的车身和其制造方法。

背景技术

在轨道工业中，利用轨道车辆来在导轨上将乘客和/或货物从一个位置运输到另一位置。通常，机车为列车提供动力。机车通常具有两种车身型式中的一种，即平台型式(platform style)(也被称为机罩单元型式(cowl unit style))或车身单元型式(carbodyunit style)。在平台型式机车情况中，机车具有全宽封闭车身。这种车身仅是一种壳体或帐篷状结构，并且不承载载荷。实际上，平台型式机车的所有强度处在位于底盘下方的机车平台结构/框架中。具有平台车身型式的机车通常是十分重的，因为需要大梁和其他大量结构构件来支撑机车部件如发动机、燃料、交流发电机、冷却系统等的全重。

对比平台设计，车身单元或简称为车身，从位于侧部和车顶中覆盖机车全宽的桥式桁架(bridge-truss)架构来得到其结构强度。当构造车身时，残余应力(residualstresses)由于构架的制造过程和/或形状而累积。因此，为了安全支撑机车部件全重，车身架构实际必须过度设计(over-engineered)以考虑到车身中的残余应力。这种过度设计可采用较厚框架构件形式，从而使重量增加。

然而，在某些情形中，机车重量是一个主要关心的问题。例如，轨道安全组织可具有最大重量要求。具体地说，当行进通过某些桥梁或者其他导轨区域时，机车重量可能是一个主要关心的问题。因此，可能期望通过以下方式来减少机车的重量：消除与机车制造相关的残余应力，从而不再需要过度设计车身的结构构件来补偿车身中的残余应力。

发明内容

本发明的实施例涉及一种车身制造方法。所述方法包括将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起(cambered)且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度(degree of play)(例如，非零的游隙度)。(所述车身包括联接在一起的所述框架组件和所述平台。)所述方法进一步包括固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在车身中提供大致零残余应力。

其中，所述车身中的所述大致零残余应力是所述车身中可操作地承载载荷的部件中的大致零残余应力。

所述方法进一步包括：对所述平台施加载荷，以便将所述平台状态改变成未拱起且有载荷的状态。

其中，对所述平台施加载荷包括将静载荷添加到所述平台，以使计算静载荷应力与操作应力的总和大约是所述车身中容许应力的100％。

所述方法进一步包括：通过有限元分析来预先确定所述平台中的拱起幅度。

其中，所述平台包括多个不同区段并且在夹具中组装成所述拱起状态。

其中，在夹具处将所述框架组件联接到所述平台，所述夹具具有对应于所述平台中的拱起幅度的多个垂直止动件。

其中，所述框架组件包括多个不同侧壁区段，所述不同区段各自单独地联接到所述平台。

所述方法进一步包括：将所述多个不同侧壁区段中的至少一个联接到所述多个不同侧壁区段中的另一个，并且其中所述多个不同侧壁区段中的所述至少一个在与所述不同侧壁区段中的所述另一个的侧壁联接点处具有游隙度；以及固定所述侧壁联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

本发明的另一个实施例涉及一种车身。所述车身包括在载荷的作用下可在拱起位置与非拱起位置之间移动的底部框架以及固定到所述底部框架的顶部框架。当底部框架处于拱起位置并且顶部框架被固定到底部框架时，在顶部框架和底部框架中的可操作地承载载荷的部件中都存在大致零残余应力。

其中，所述底部框架包括多个不同区段，所述多个不同区段在所述拱起位置中焊接在一起。

其中，所述顶部框架通过至少一个下部滑动接板固定到所述底部框架，所述至少一个下部滑动接板提供在所述顶部框架与所述底部框架之间的游隙度。

其中，所述顶部框架包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段至少包括一个中心侧壁区段和两个末端侧壁区段。

其中，所述多个不同侧壁区段中的至少一个通过上部滑动接板固定到所述不同侧壁区段中的另一个，所述上部滑动接板提供在所述不同侧壁区段之间的游隙度。

所述车身进一步包括：至少一个操作室，所述操作室被联接到所述顶部框架。

所述车身进一步包括：多个操作部件，所述多个操作部件联接到所述底部框架或所述顶部框架中的至少一个，所述操作部件具有静载荷；其中所述静载荷促使所述底部框架移动到所述非拱起位置；并且其中由所述静载荷引起的静载荷应力与操作应力的总和大约是所述车身中容许应力的100％。

本发明的另一个实施例涉及一种具有车身的车辆。所述车身包括：平台组件，所述平台组件在载荷下可在拱起位置与大致非拱起位置之间移动；框架组件，所述框架组件具有多个结构构件；以及第一滑动接板，所述第一滑动接板将所述框架组件固定到所述平台组件。所述第一滑动接板可配合地接合到所述框架组件的所述结构构件中的至少一个并且被固定附接到所述平台组件，以便当所述平台处于所述拱起位置时，所述车身中展现出大致零残余应力。

其中，当所述平台处于所述拱起位置时，所述车身中展现出大致零残余应力。

其中，所述框架组件包括多个不同侧壁区段，所述侧壁区段中的至少一个具有第二滑动接板，所述第二滑动接板可配合地接合到所述侧壁区段中另一个的所述结构构件中的至少一个上。

其中，所述平台组件包括多个不同区段，所述多个不同区段在所述拱起位置中焊接在一起。

根据本发明的另一个实施例，一种方法包括：将车辆的框架组装在大致非拱起位置中；以及将车辆的平台组装在拱起位置中。所述方法进一步包括：当所述车辆(包括固定到所述平台的所述框架)处于所述拱起位置时，将所述非拱起的框架固定到所述拱起平台，其中在框架与平台之间存在较少或无应力；以及对所述拱起车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。

根据本发明的另一个实施例，一种用于减少车身重量的方法包括选择用于提供车身中大致1:1比率的计算应力与容许应力所仅需的结构和材料，其中所述计算应力包括大致零残余应力。所述方法可进一步包括基于所述选定结构和材料来制造所述车身。

所述方法进一步包括：将所述车辆的框架组装在大致非拱起的位置中；将所述车辆的平台组装在拱起位置中；以提供所述大致1:1比率的计算应力与容许应力比的方式将所述非拱起框架固定到所述拱起平台，其中当所述车辆处于所述拱起位置时，所述计算应力包括大致零残余应力；以及对所述拱起车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。

附图说明

参考附图阅读以下非限制性实施例的描述将会更好地理解本发明，其中：

图1是根据本发明实施例的机车车身的透视图；

图2是图1所示机车车身一部分的放大的透视图；

图3是图1所示机车车身的底部框架部分的侧正视图，所述底部框架部分被示出为处于拱起状态；

图4是定位在第一制造夹具上的图3所示底部框架部分的侧正视图；

图5是定位在第二制造夹具上的图3所示底部框架部分的侧正视图；

图6是图1所示机车车身的顶部框架部分的侧正视图，示出所述顶部框架部分的单独区段；

图7是图3所示底部框架部分的侧正视图；

图8是图1所示机车车身的侧正视图，所述机车车身被示出为处于组装状态；

图9是图6所示顶部框架部分的透视图，示出联结在一起的单独区段；

图10是图1所示机车车身的侧正视图，所述机车车身被示出为处于非拱起的充分服务(fully-serviced)状态，并且示出焊接序列；

图11是用来将顶部框架部分连接到底部框架部分的滑动接头的放大的透视图；以及

图12是用来使顶部框架部分的单独侧壁区段彼此连接的滑动接头的放大的透视图。

具体实施方式

下文将会详细参考本发明的示例性实施例，这些实施例的实例在附图中示出。在可能情况下，附图中使用的相同参考数字是指相同或类似的部分。虽然本发明的示例性实施例针对机车进行描述，但是本发明的各实施例一般也适用于表示构造用于沿着轨道或导轨来行进的任何车辆的轨道车辆，或者一般也适用于其他车辆。

本发明的各实施例涉及轨道车辆的具有减少重量的车身和制造此类车身的方法。所述车身包括底部框架(under frame)和由多个焊接部固定到底部框架的顶部框架(upperframe)。底部框架被制造成处于拱起(cambered)位置，并且在底部框架处于拱起位置时将顶部框架固定到底部框架，以确保车身中未形成残余应力。

图1示出轨道车辆的车身10的实施例。车身10一般包括底部框架12以及在底部框架12的上表面上固定到底部框架12的顶部框架14。底部框架12在本说明书中也称作“平台(platform)”或“平台组件”，并且顶部框架14称作“框架”或“框架组件”。如图1和图3所示，底部框架12包括多个区段(sections)，即底部框架中心区段16和一对底部框架末端区段18、20，这对底部框架末端区段18、20固定到底部框架中心区段16的相应末端。在一个实施例中，中心区段16包括用于容纳燃料罐的空腔。顶部框架14一般也包括多个不同区段。在一个实施例中，如图1和图6所示，顶部框架14包括中心区段22以及一对末端区段24、26。末端区段24、26固定到中心区段22的相应末端，如以下将详细论述。如图所示，中心区段22大致定位在底部框架12的中心区段16上并与中心区段16大体对齐，并且末端区段24、26大致定位在底部框架12的相应末端区段18、20上并与相应末端区段18、20大体对齐。

如图1另外示出，车身可具有定位在底部框架末端上的一对操作员驾驶室28，这一对操作员驾驶室28与顶部框架的相应末端区段24、26相邻并固定到相应末端区段24、26。在一个实施例中，在不背离本发明更宽泛方面的情况下，仅车身的一个末端可具有操作员驾驶室。顶部框架14的中心区段22和末端区段24、26以及操作员驾驶室28如以下所论述的通过焊接部和滑动接板来彼此固定，以便形成桁架状的(truss-like)框架外壳。

如图1另外示出，并且参考图6，顶部框架14的末端区段24、26和中心区段22是由多个结构桁架构件组成，所述结构桁架构件承受置于车身10上的载荷的一部分，如以下将详细论述。具体来说，末端区段24、26和中心区段22包括多个垂直构件30和多个对角构件32。它们还包括分别横跨中心区段22和末端区段24、26的长度的上侧梁(cant rail)34和下侧梁36。垂直构件30可在焊接位置A焊接到上侧梁34和下侧梁36，如图10所示。如将易于了解，上侧梁34和下侧梁36、垂直构件30以及对角构件32构成顶部框架14的末端区段和中心区段的侧壁。

如图6最佳示出，顶部框架14的末端区段24、26中的每个在其每个侧壁上包括至少一个下部滑动接板(lower slip joint plate)38，所述下部滑动接板38位于垂直构件30中的一个与对角构件32中的两个会聚的地方。同样，顶部框架的中心区段22在其每个侧壁上也包括至少一个下部滑动接板38，所述下部滑动接板38位于一个垂直构件30与两个对角构件32会聚的地方。如图11所示，每个下部滑动接板38具有凸缘41，所述凸缘41直接被焊接到底部框架12，如以下将论述。会聚在下部滑动接板38上的垂直构件30和对角构件32各自具有纵向狭槽，从而允许它们可滑动地接收在下部滑动接板38的凸缘41上。这些纵向狭槽分别定向在垂直构件30和对角构件32的中心，并且因此提供非偏心的载荷路径。

另外参考图6，顶部框架14的中心区段22还包括多个上部滑动接板40。如图中示出，中心区段22包括位于中心区段22的相对末端的一对上部滑动接板40。每个上部滑动接板40配合中心区段22的垂直构件30、对角构件32以及上侧梁34和下侧梁36，并且构造用于可配合地接合顶部框架14的末端区段24、26中的一个的上侧梁34和下侧梁36以及对角部分32以便将末端区段24、26与中心区段22联结在一起，如以下将论述。中心区段22还可包括中心滑动接板，所述中心滑动接板在焊接位置B将一对对角构件32、垂直构件30以及上侧梁34和下侧梁36连接，如图10所示。

现转至图12，如同下部滑动接板38一样，会聚在上部滑动接板40上的垂直构件30、对角构件32以及上侧梁34和下侧梁36在它们的末端具有纵向狭槽。如上论述，这个纵向狭槽允许垂直构件30、对角构件32以及上侧梁34和下侧梁36被上部滑动接板40的凸缘可滑动地接收并且提供非偏心的载荷路径。

参考图4至图10，将论述一种用于制造或构造车身10的方法。参考图4，首先在第一夹具中，如骨架夹具(backbone fixture)50中，制造底部框架12。如图中示出，骨架夹具包括多个垂直止动件(vertical stops)52，这些垂直止动件52具有垂直偏移以允许底部框架12以预定的拱起量制造。拱起幅度可以通过有限元分析(finite element analysis)或其他类似方法并且基于预期静载荷(dead load)值来预先确定。底部框架组件如上论述分三个区段制造(中心区段16以及两个末端区段18、20)，三个区段颠倒定位在骨架夹具50中并焊接在一起以产生具有正拱度(positive camber)(虽然处于骨架组件50中的颠倒位置)的整体组件。在一个实施例中，三个区段一开始是平坦区段、即无拱起，随后，它们被焊接成在骨架夹具上拱起，由此，所完成的底部框架12中存在零公称应力。具体地说，当被焊接在一起时，底部框架12中的中心区段16大体平坦并且水平定向，同时末端区段18、20以向下角度从中心区段16中的相应末端延伸。在一个实施例中，三个区段可预构造成具有正拱度，然后在骨架夹具上被焊接在一起。任何情况下，在拱起位置，底部框架12中存在大致零残余应力。

参考图5，随后将处于拱起状态的焊接底部框架12输送到第二夹具，即平台夹具54，所述平台夹具54具有高度对应于底部框架12中的拱起幅度的垂直止动件56。如将易于了解，在后续组装步骤过程中，垂直止动件56起保持底部框架12中的拱起的作用。在一个实施例中，可以利用拉线螺旋58来将底部框架12的末端暂时固定到底盘，以便帮助消除由于后续焊接步骤中的焊接热量而造成的形变，如以下将详细论述。如图中示出，末端区段18、20以大体向下的角度从大致水平的中心区段16延伸。

现转至图6，在第三夹具中将顶部框架14的末端区段24、26和中心区段22制造成平坦的即无拱起。重要的是，在一个实施例中，如上论述，当被置于底部框架12的上表面上时，顶部框架14的末端区段24、26和中心区段22的末端与底部框架区段16、18、20的分划线、即联结线相匹配。如上论述，将每个末端区段24、26制造成具有至少一个下部滑动接板38，如图6示出。另外，将中心区段22制造成具有多个上部滑动接板40，其中两个是从中心区段22末端延伸并且起将中心区段22联结到末端区段22、24的作用，如以下将论述。会聚在下部滑动接板38或上部滑动接板40上的构件30、32或侧梁34、36中的每个在此点仅仅点焊到滑动接板38、40，以便在从一个夹具输送到另一个夹具以供组装的过程中将侧壁几何形状保持在位，并且允许焊接部断裂以使得接板38、40在最终焊接前可滑动到最终位置、即允许“游隙度(degree of play)”，如以下将详细论述。

现转至图8，顶部框架14的中心区段22定位在底部框架12顶上，以使中心区段22的垂直构件30大致垂直于底部框架12的中心区段16的顶表面定向，并使中心区段22的上侧梁34和下侧梁36大致平行于底部框架12中的中心区段12的上表面。随后，将垂直构件30在焊接位置C直接焊接到底部框架12的中心区段16的顶表面，如图10所示。

如果中心区段的下部滑动接板38不放置成与中心区段16的顶表面平坦对准，将对角构件32和垂直构件30固持到下部滑动接板38的点焊接部可以断裂(例如通过摩擦)，以使下部滑动接板38可滑动成与中心区段16的顶表面对准。如将易于了解，通过使点焊接部断裂，允许在滑动接板38与会聚在滑动接板38上的垂直构件和对角构件之间的游隙度。随后，可将下部滑动接板38在焊接位置C和D直接焊接到底部框架12，如图10所示。最后，一旦将下部滑动接板38焊接到中心区段16，对角部分32(以及任何适用垂直构件30)随后最终可在这些构件中的狭槽两侧上焊接到下部滑动接板38，以便形成永久粘接。

一旦将中心区段22固定到底部框架12，顶部框架14的末端区段24、26就定位在底部框架12顶上、与中心区段22的相应末端相邻，使得每个末端区段24、26的垂直构件30大致垂直于其上定位有末端区段24、26的底部框架12的末端区段18、20的成角度的表面。另外，在这个取向上，末端区段24、26的上侧梁34和下侧梁36大致平行于底部框架末端区段18、20的成角度的顶表面(即，末端区段18、20相对于中心区段16的角度)。一旦适当对齐，就将末端区段24、26的垂直构件30焊接到底部框架12。在一个实施例中，垂直构件30的底端在焊接位置C还具有在垂直构件30与底部框架12之间的滑动接头。具体地说，与滑动接板38类似，焊接位置C处的较小滑动接板仅仅接受垂直构件30。

如同以上中心区段22那样，如果相应末端区段24、26的下部滑动接板38不放置成与底部框架12的末端区段18、20的成角度的顶表面平坦对准，将垂直构件30和对角构件32联结到下部滑动接板38的点焊接部可以断裂(同样，例如通过摩擦)，以使下部滑动接板38可以移动成与相应末端区段18、20的顶表面平坦对准。如上论述，下部滑动接板38随后可焊接到底部框架12，并且在焊接位置D，对角部分32以及任何垂直构件30随后最终可在这些构件中的狭槽两侧上焊接到下部滑动接板38，以便形成永久附接。

另外参考图8，一旦顶部框架区段22、24、26处于它们最终正确位置，就将末端区段24、26的对角部分32、上侧梁34以及下侧梁36在焊接位置E永久焊接到从中心区段22的末端延伸的上部滑动接板40，如图10所示，以便将末端区段24、26联结到中心区段22。如同下部滑动接板38那样，上部滑动接板40允许在末端区段24、26与中心区段22之间的游隙度。

在一个实施例中，操作员驾驶室28也可通过在焊接位置F处的焊接来固定到车身10，如图10所示。在这个实施例中，通过在侧梁34、36处将末端区段24、26焊接到操作员驾驶室，载荷可从中心区段22和末端区段24、26的侧壁传至操作员驾驶室28。

将会易于了解，在这种最终组装状态中，在拱起位置，车身10中存在大致零(或最小的)的残余应力。随后可将车身10输送到第四夹具，例如组件夹具，所述第四夹具用于诸如发动机、交流发电机、冷却系统等机车部件(“静载荷”施加)的最终组装。这个第四夹具是平坦的、即非拱起或不拱起的，以便在部件被添加到车身10时，部件重量引起车身10偏转成大致非拱起的(不拱起的)平坦构造，这种构造将会产生所计算的设计载荷应力。在一个实施例中，车身10被设计成具有拱起底部框架，以使车身10在充分服务的固定构造下具有零拱起率的平台或底部框架。

当处于拱起位置的车身10中的残余应力大约为零时，所计算的设计载荷应力可确信地被推升至容许应力的100％，因为不需要因残余应力的不确定性所致的额外裕度。由此，可以针对更低总重和成本来优化车身10。具体来说，在拱起位置中具有约零残余应力的车身10不再需要添加用于结构增强的额外结构构件或更厚结构构件来补偿未知的残余应力值。因此，车身10的重量得以减小。

结合上文，诸如机车车身等任何结构中的容许应力等于静载荷应力加上操作应力、加上残余应力。“静载荷应力”包括车身所携载的设备诸如发动机、发电机、冷却系统等的重量。“操作应力”是由拉动或推动携载载荷的列车所产生的应力。如将易于了解，当机车部件重量和列车相对于期望载荷的拉力已知时，可以相当精确地计算出静载荷应力和操作应力。然而，现有的机车车身是以残余应力在设计中固有的方式制造的。车身中残余应力的量是不可预测的和未知的，因此，无法精确地计算出车身中的总应力。由于在已知机车车身中残余应力的值未知，静载荷应力加上操作应力(即，计算的应力)必须保持为约80％容许应力。需要这个安全因数来确保车身中的未知残余应力不会使车身中实际总应力推升至超过容许极限。

相比已知车身和其制造方法，由于通过包括上部滑动接板和下部滑动接板而允许的游隙度，本发明的车身10在拱起位置中具有大致零残余应力。由于车身中不存在残余应力，残余应力不包括在总应力等式中，并且静载荷应力加上操作应力可确信地推升至容许应力的100％，如上论述。在一个实施例中，如在本说明书中所使用，大致零残余应力表示残余应力的标称量。在一个实施例中，大致零残余应力表示少于20％的容许应力。在一个实施例中，大致零残余应力可以在零残余应力与少于20％容许应力之间。然而，优选的是，大致零残余应力处于零残余应力至约3％总容许应力的范围之中。

在一个实施例中，一种车身制造方法包括：将框架组件联接到平台，其中平台处于拱起且无载荷的状态，并且其中框架组件在与平台的联接点处具有游隙度；以及固定联接点以消除游隙度并由此在拱起状态下在车身中提供大致零残余应力。平台可以在拱起状态下在第一夹具中组装，并且可以包括多个不同区段。平台中的拱起幅度可以通过有限元分析来预先确定。平台可以被施加载荷，以便将平台状态从拱起且无载荷的状态改变成未拱起且有载荷的状态。对平台施加载荷可以包括将静载荷添加到平台，以使所计算的静载荷应力与操作应力的总和是车身中容许应力的约100％。框架组件可以在第二夹具处被联接到平台，所述第二夹具具有对应于平台中的拱起幅度的多个垂直止动件。框架组件可以包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段单独联接到平台。所述方法可进一步包括将所述多个不同侧壁区段中的至少一个联接到所述多个不同侧壁区段中的另一个，以使所述多个不同侧壁区段中的至少一个在与所述不同侧壁区段中的另一个的侧壁联接点处具有游隙度。随后，可以固定侧壁联接点以消除游隙度并由此在拱起状态下在车身中提供大致零残余应力。

在另一实施例中，车身包括在载荷下可在拱起位置与非拱起的位置之间移动的底部框架以及固定到所述底部框架的顶部框架。当底部框架处于拱起位置并且顶部框架被固定到底部框架时，在顶部框架和底部框架中都存在大致零残余应力。底部框架可包括多个不同区段，所述多个不同区段在拱起位置中被焊接在一起。顶部框架可包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段至少包括一个中心侧壁区段和两个末端侧壁区段。顶部框架可通过至少一个下部滑动接板来固定到底部框架，其中所述下部滑动接板提供在顶部框架与底部框架之间的游隙度。所述多个不同侧壁区段中的至少一个可通过上部滑动接板来固定到所述不同侧壁区段中的另一个，其中所述上部滑动接板提供这些不同侧壁区段之间的游隙度。车身还可包括联接到顶部框架的至少一个操作室。此外，车身可包括多个操作部件，所述多个操作部件限定联接到车身的静载荷，以使所述静载荷引起底部框架移动到非拱起的位置，并使所述静载荷所引起的静载荷应力与操作应力的总和是车身中容许应力的约100％。

在另一实施例中，一种具有车身的车辆包括：平台组件，所述平台组件在载荷下可在拱起位置与大致非拱起位置之间移动；框架组件，所述框架组件具有多个结构构件；以及第一滑动接板，所述第一滑动接板将所述顶部框架固定到所述平台组件。所述第一滑动接板可配合地接合到所述框架组件的所述结构构件中的至少一个并且被固定附接到所述平台组件，以使当平台处于拱起位置时，车身中展现出大致零残余应力。框架组件可包括多个不同侧壁区段，其中所述侧壁区段中的至少一个具有第二滑动接板，所述第二滑动接板可配合地接合到所述侧壁区段中另一个的所述结构构件中的至少一个。平台组件可包括多个不同区段，所述多个不同区段在拱起位置中被焊接在一起。

在另一实施例中，一种方法包括：将车辆的框架组装在大致非拱起的位置中；将车辆的平台组装在拱起位置中；当所述车辆处于所述拱起位置时，将所述非拱起的框架固定到所述拱起平台，其中在所述框架与所述平台之间存在较少或无应力；以及对所述拱起车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。

在另一实施例中，一种方法包括选择用于提供车身中大致1:1比率的计算应力与容许应力所仅需的结构和材料，其中所述计算应力包括大致零残余应力。所述方法可进一步包括：将车辆的框架组装在大致非拱起的位置中；将车辆的平台组装在拱起位置中；以提供所述大致1:1比率的计算应力与容许应力的方式将所述非拱起的框架固定到所述拱起平台，其中当车辆处于所述拱起位置时，所述计算应力包括大致零残余应力；以及对所述拱起车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。

在各实施例中，一旦完成车身制造(例如，顶部框架最终固定到底部框架)，车身中就存在大致零残余应力，例如，顶部框架和底部框架中都存在大致零残余应力。在各实施例中，车身的可操作地承载载荷的部件(也就是说，这些部件承载车身整个载荷的一部分)中的残余应力为零。因此，附接到车身但未承载载荷的部件并不被认为向车身施予残余应力，即使此类部件本身具有内部残余应力。

应当了解，以上描述意图说明而非限制。例如，上述各实施例(和/或实施例的方面)可以彼此结合使用。另外，在不背离本发明的范围的情况下，可以做出许多修改以使具体情况或者材料适应本发明的教示。虽然本说明书中描述的材料的尺寸和类型用于定义本发明的参数，但是它们决非限制，并且是示例性实施例。在查看以上描述后，许多其他的实施例将对所属领域中的技术人员显而易见。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求及这些权利要求所赋予的等效物的完整范围确定。所附权利要求书中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”是用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英语性等效物。此外，所附权利要求书中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“顶部”等仅用作标签，并不意图对它们的对象做数值或位置要求。此外，所附权利要求书中的限制并非是以装置加功能的方式撰写，并且不意图基于35U.S.C.§112第六段解释，除非权利要求限制明确使用措辞“装置用于”，后跟不含进一步结构的功能说明。

本说明书使用各个实例揭示本发明的若干实施例，包括最佳模式，同时也让所属领域中的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域中的一般技术人员所想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或者如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，那么此类实例意图在权利要求书的范围内。

如在本说明书中使用，以单数形式或者与“一个”或“一种”结合使用的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤，除非对此类排除做出明确说明。此外，参考本发明的“一个实施例”不意图解释为排除存在同样包含所述特征的额外实施例。此外，除非明确做出相反规定，“包括(comprising)”、“包括(including)”或“具有”具有特定性质的一个元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的额外此类元件。

由于可对上述车身制造方法做出某些更改，而不背离本说明书涉及的本发明的精神和范围，因此以上描述或附图中示出的所有主题可仅解释为示出本说明书中的发明概念的实例，并且不应视作对本发明进行限制。

Claims (23)

1.一种制造车身的方法，所述方法包括：

将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度；以及

固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述车身中的所述大致零残余应力是所述车身中可操作地承载载荷的部件中的大致零残余应力。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

对所述平台施加载荷，以便将所述平台状态改变成未拱起且有载荷的状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

对所述平台施加载荷包括将静载荷添加到所述平台，以使计算静载荷应力与操作应力的总和大约是所述车身中容许应力的100％。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

通过有限元分析来预先确定所述平台中的拱起幅度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述平台包括多个不同区段并且在夹具中组装成所述拱起状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

在夹具处将所述框架组件联接到所述平台，所述夹具具有对应于所述平台中的拱起幅度的多个垂直止动件。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述框架组件包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段各自单独地联接到所述平台。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包括：

将所述多个不同侧壁区段中的至少一个联接到所述多个不同侧壁区段中的另一个，并且其中所述多个不同侧壁区段中的所述至少一个在与所述不同侧壁区段中的所述另一个的侧壁联接点处具有游隙度；以及

固定所述侧壁联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

10.一种车身，所述车身包括：

底部框架，所述底部框架在载荷的作用下可在拱起位置与大致非拱起位置之间移动；以及

顶部框架，所述顶部框架固定到所述底部框架；

其中当所述底部框架处于所述拱起位置并且所述顶部框架固定到所述底部框架时，所述顶部框架和所述底部框架两者的可操作地承载载荷的部件中存在大致零残余应力。

11.根据权利要求10所述的车身，其中：

所述底部框架包括多个不同区段，所述多个不同区段在所述拱起位置中焊接在一起。

12.根据权利要求10所述的车身，其中：

所述顶部框架通过至少一个下部滑动接板固定到所述底部框架，所述至少一个下部滑动接板提供在所述顶部框架与所述底部框架之间的游隙度。

13.根据权利要求10所述的车身，其中：

所述顶部框架包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段至少包括一个中心侧壁区段和两个末端侧壁区段。

14.根据权利要求13所述的车身，其中：

所述多个不同侧壁区段中的至少一个通过上部滑动接板固定到所述不同侧壁区段中的另一个，所述上部滑动接板提供在所述不同侧壁区段之间的游隙度。

15.根据权利要求10所述的车身，所述车身进一步包括：

至少一个操作室，所述操作室被联接到所述顶部框架。

16.根据权利要求10所述的车身，所述车身进一步包括：

多个操作部件，所述多个操作部件联接到所述底部框架或所述顶部框架中的至少一个，所述操作部件具有静载荷；

其中所述静载荷促使所述底部框架移动到所述非拱起位置；并且

其中由所述静载荷引起的静载荷应力与操作应力的总和大约是所述车身中容许应力的100％。

17.一种具有车身的车辆，所述车辆包括：

平台组件，所述平台组件在载荷的作用下可在拱起位置与大致非拱起位置之间移动；

框架组件，所述框架组件具有多个结构构件；以及

将所述框架组件固定到所述平台组件的第一滑动接板，所述第一滑动接板可配合地接合到所述框架组件的所述结构构件中的至少一个上并且固定地附接到所述平台组件；

其中，当所述平台组件处于所述拱起位置时，所述车身中展现出大致零残余应力。

18.根据权利要求17所述的车辆，其中：

所述框架组件包括多个不同侧壁区段，所述侧壁区段中的至少一个具有第二滑动接板，所述第二滑动接板可配合地接合到所述侧壁区段中另一个的所述结构构件中的至少一个上。

19.根据权利要求17所述的车辆，其中：

所述平台组件包括多个不同区段，所述多个不同区段在所述拱起位置中焊接在一起。

20.一种方法，所述方法包括：

将车辆的框架组装在大致非拱起的位置中；

将车辆的平台组装在拱起位置中；

将非拱起的所述框架固定到拱起的所述平台，使所述框架与所述平台之间在所述车辆处于所述拱起位置时存在较少的应力或无应力；以及

对拱起的所述车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。

21.一种用于减少车辆的车身重量的方法，所述方法包括：

选择在所述车身中提供大致1∶1的计算应力与容许应力比所仅需的结构和材料，其中所述计算应力包括大致零残余应力。

22.根据权利要求21所述的方法，所述方法进一步包括基于所述选定结构和材料制造所述车身。

23.根据权利要求21所述的方法，所述方法进一步包括：

将所述车辆的框架组装在大致非拱起的位置中；

将所述车辆的平台组装在拱起位置中；

以提供所述大致1∶1的计算应力与容许应力比的方式将非拱起的所述框架固定到拱起的所述平台，其中当所述车辆处于所述拱起的位置时，所述计算应力包括大致零残余应力；以及

对拱起的所述车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。