CN109383543A - 一种动车车体及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车车体，包括车体本体，所述车体本体包括底架、侧墙和车顶，所述车体本体由6系铝合金拉伸而成，所述车体本体内部集成有中梁。本发明提供的动车车体，是通过分析研究车体载荷的分布规律，找出大压缩载荷施加时的恶劣应力区，分析6系铝合金的机械特性后，针对不同的恶劣应力区，设计出的型材结构。本发明提供的动车车体，在使用6系铝合金牌号的情况下，将中梁结构集成到车体的铝合金型材中，在不增加或极少增加成本，保证工艺装备延续性的前提下，满足至少2000kN的压缩载荷要求。本发明实施例还提供一种动车车体的设计方法。

Description

一种动车车体及其设计方法

技术领域

本发明涉及动车技术领域，尤其涉及一种动车车体及其设计方法。

背景技术

目前国内外高速动车组广泛采用铝合金车体结构，铝合金牌号一般选择6系铝合金，车体静强度能够满足1500kN的压缩载荷要求，但随着动车组的需求多样化，在同样选择6系铝合金的条件下，沿用既有设计方法，无法满足更高压缩强度车体结构要求。

因此，如何提供一种动车车体，以实现满足至少2000kN的压缩载荷要求，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动车车体，以实现满足至少2000kN的压缩载荷要求。本发明的目的在于提供一种动车车体的设计方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动车车体，包括车体本体，所述车体本体包括底架、侧墙和车顶，所述车体本体由6系铝合金拉伸而成，所述车体本体内部集成有中梁。

优选的，上述底架上集成有所述中梁。

优选的，上述底架上位于车钩安装座所传递的压力覆盖区域中集成有所述中梁。

优选的，上述底架上位于车钩安装座所传递的压力覆盖区域中设置有矩形型腔，所述矩形型腔中设置有所述中梁。

优选的，上述中梁为多个。

优选的，上述中梁为多组，每组所述中梁包括多个所述中梁。

优选的，上述中梁内部设置有凸起式加强筋。

优选的，上述凸起式加强筋为多个。

优选的，上述侧墙中集成有所述中梁。

优选的，上述车顶中集成有所述中梁。

本发明还提供一种动车车体的设计方法，包括：

步骤1)通过分析研究车体载荷的分布规律，找出大压缩载荷施加时的恶劣应力区，得出底架的恶劣应力区集中在中间型材部位，其原因是所述底架的中部型材需承受从车钩安装座传递的压力；

步骤2)将所述底架的中间型材和其两侧型材设计为带中梁的结构，同时为避免焊接和铆接，其型材断面设计成中梁内置。

优选的，上述的动车车体的设计方法，还包括：

步骤3)在所述底架上的所述车钩安装座所传递的压力覆盖区域设计一个矩形型腔，在确定所述矩形型腔内中梁的位置、数量、高度及壁厚后，通过仿真分析计算车体的强度；

步骤4)依据所述仿真分析得到的结果和动车车体需要满足的强度要求，对比之后来确定最终中梁的位置、数量、高度及壁厚。

本发明提供的动车车体，包括车体本体，所述车体本体包括底架、侧墙和车顶，所述车体本体由6系铝合金拉伸而成，所述车体本体内部集成有中梁。

本发明提供的动车车体，是通过分析研究车体载荷的分布规律，找出大压缩载荷施加时的恶劣应力区，分析6系铝合金的机械特性后，针对不同的恶劣应力区，设计出的型材结构。本发明提供的动车车体，在使用6系铝合金牌号的情况下，将中梁结构集成到车体的铝合金型材中，在不增加或极少增加成本，保证工艺装备延续性的前提下，满足至少2000kN的压缩载荷要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的动车车体的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的动车车体的横截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的底架的第一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的底架的第二种具体实施方式的结构示意图。

上图1-4中：

车体本体1、底架2、侧墙3、车顶4、中梁5、凸起式加强筋6。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图4，图1为本发明实施例提供的动车车体的结构示意图；图2为本发明实施例提供的动车车体的横截面结构示意图；图3为本发明实施例提供的底架的第一种具体实施方式的结构示意图；图4为本发明实施例提供的底架的第二种具体实施方式的结构示意图。

本发明实施例提供的动车车体，包括车体本体1，车体本体1包括底架2、侧墙3和车顶4，车体本体1由6系铝合金拉伸而成，车体本体1内部集成有中梁5。

本发明实施例提供的动车车体，是通过分析研究车体载荷的分布规律，找出大压缩载荷施加时的恶劣应力区，分析6系铝合金的机械特性后，针对不同的恶劣应力区，设计出的型材结构。本发明实施例提供的动车车体，在使用6系铝合金牌号的情况下，将中梁结构集成到车体的铝合金型材中，在不增加或极少增加成本，保证工艺装备延续性的前提下，满足至少2000kN的压缩载荷要求。

其中，底架2上集成有中梁5。由于底架2的恶劣应力区集中在中间型材部位，其原因主要是底架2中部型材需承受从车钩安装座传递的压力，因此本发明提供的动车车体是一种底架设计为带中梁5的结构，并且为避免焊接和铆接，具有中梁5内置的型材断面。具体的，底架2上位于车钩安装座所传递的压力覆盖区域中集成有中梁5。例如，底架2上位于车钩安装座所传递的压力覆盖区域中设置有矩形型腔，矩形型腔中设置有中梁5。

并且，底架2包括中间型材和两侧型材，因此将底架2中间型材和其两侧型材均设计为带中梁5的结构，效果更好。

其中，中梁5为多个。或者，中梁5为多组，每组中梁5包括多个中梁5。

其中，中梁5内部设置有凸起式加强筋6。凸起式加强筋6为多个。

当然，除了底架2上可以设置中梁5，还可以是侧墙3中集成有中梁5。车顶4中集成有中梁5。

由于车体结构在承受很大的压缩载荷时，一般通过采用高强度中梁的方式来实现，而由于铝合金的特殊性，在车体设计中应尽量避免采用焊接、铆接等降低车体应力或破坏型材表面等方式来实现，本发明在使用6系铝合金牌号的情况下，进行全新的带中梁整体承载车体结构设计，中梁结构集成到车体的铝合金型材中，在不增加或极少增加成本，保证工艺装备延续性的前提下，满足至少2000kN的压缩载荷要求。

本发明实施例还提供一种动车车体的设计方法，该动车车体由6系铝合金拉伸而成，包括：步骤1)通过分析研究车体载荷的分布规律，找出大压缩载荷施加时的恶劣应力区，得出底架的恶劣应力区集中在中间型材部位，其原因是底架的中部型材需承受从车钩安装座传递的压力；步骤2)将底架的中间型材和其两侧型材设计为带中梁的结构，同时为避免焊接和铆接，其型材断面设计成中梁内置。

为了进一步优化上述方案，上述的动车车体的设计方法，还包括：步骤3)在底架上的车钩安装座所传递的压力覆盖区域设计一个矩形型腔，在确定矩形型腔内中梁的位置、数量、高度及壁厚后，通过仿真分析计算车体的强度；步骤4)依据仿真分析得到的结果和动车车体需要满足的强度要求，对比之后来确定最终中梁的位置、数量、高度及壁厚。

其中，仿真分析为现有技术，在确定矩形型腔内中梁的位置、数量、高度及壁厚后，通过仿真分析计算车体的强度，指的是依据本领域常识确定，例如在矩形型腔的中部，设置一个，高度和壁厚为常用中梁尺寸，然后通过仿真分析计算车体的强度，计算出来之后仿真分析的结果能够显示出各个位置的目前强度，与动车车体需要满足的强度要求对比之后，强度不够的地方如果没有中梁就添加中梁，那么就确定了位置，如果已经有中梁了，那么可以增加中梁的数量，那么就确定了数量，高度及壁厚同理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种动车车体，包括车体本体，所述车体本体包括底架、侧墙和车顶，其特征在于，所述车体本体由6系铝合金拉伸而成，

所述车体本体内部集成有中梁。

2.根据权利要求1所述的动车车体，其特征在于，所述底架上集成有所述中梁。

3.根据权利要求2所述的动车车体，其特征在于，所述底架上位于车钩安装座所传递的压力覆盖区域中集成有所述中梁。

4.根据权利要求2所述的动车车体，其特征在于，所述底架上位于车钩安装座所传递的压力覆盖区域中设置有矩形型腔，所述矩形型腔中设置有所述中梁。

5.根据权利要求1所述的动车车体，其特征在于，所述中梁为多个。

6.根据权利要求1所述的动车车体，其特征在于，所述中梁为多组，每组所述中梁包括多个所述中梁。

7.根据权利要求6所述的动车车体，其特征在于，所述中梁内部设置有凸起式加强筋。

8.根据权利要求7所述的动车车体，其特征在于，所述凸起式加强筋为多个。

9.一种动车车体的设计方法，其特征在于，包括：

步骤1)通过分析研究车体载荷的分布规律，找出大压缩载荷施加时的恶劣应力区，得出底架的恶劣应力区集中在中间型材部位，其原因是所述底架的中部型材需承受从车钩安装座传递的压力；

步骤2)将所述底架的中间型材和其两侧型材设计为带中梁的结构，同时为避免焊接和铆接，其型材断面设计成中梁内置。

10.根据权利要求9所述的动车车体的设计方法，其特征在于，还包括：

步骤3)在所述底架上的所述车钩安装座所传递的压力覆盖区域设计一个矩形型腔，在确定所述矩形型腔内中梁的位置、数量、高度及壁厚后，通过仿真分析计算车体的强度；

步骤4)依据所述仿真分析得到的结果和动车车体需要满足的强度要求，对比之后来确定最终中梁的位置、数量、高度及壁厚。