CN112026809A - 端部侧墙结构、车体及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及端部侧墙结构、车体及轨道车辆。该端部侧墙结构包括侧墙骨架，侧墙骨架用于通过上边梁和下边梁连接在车端立柱和门立柱之间，侧墙骨架包括：主横梁，连接于车端立柱和门立柱之间；至少一对斜梁，分别倾斜的连接于车端立柱和门立柱之间，并位于主横梁的两侧；每个斜梁的其中一端连接于主横梁与车端立柱的连接处。本发明的端部侧墙结构既能满足车体承载要求及平面度要求，又能满足车体轻量化要求。

Description

端部侧墙结构、车体及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及端部侧墙结构、车体及轨道车辆。

背景技术

随着我国社会经济的发展与生活节奏的加快，轨道交通已成为城市交通中最主要的交通工具。同时，模块化设计的理念在轨道车辆领域得到广泛应用，对于轨道车辆的大部件进行集成，形成模块，使得轨道车辆的组装越来越简单方便，且能够提高轨道车辆的生产效率和组装质量。

对于轨道车辆的车体结构，由于车体的端部侧墙连接在车门与车体端部立柱之间，是车体端部的关键承重部件之一，即现有的车体结构通常包括传统端部侧墙结构。

传统端部侧墙结构包括至少一组侧墙单元，侧墙单元通过上边梁和下边梁连接于车端立柱和车门立柱之间。但是，传统端部侧墙结构的承载能力有限，为满足整体强度要求侧墙单元必须采用大断面帽型横梁结构，而采用大断面横梁结构的侧墙单元虽然可以满足车体承载要求，可大断面横梁会导致车体侧墙的结构过厚过重，从而不能满足车体轻量化要求。

因此，如何使侧墙单元既能满足车体承载要求及平面度要求，又能满足车体轻量化要求，已是当前轨道车辆亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种端部侧墙结构，以解决如何使端部侧墙结构既能满足车体承载要求及平面度要求，又能满足车体轻量化要求的问题。

本发明还提出一种车体。

本发明还提出一种轨道车辆。

根据本发明第一方面实施例的一种端部侧墙结构，包括侧墙骨架，所述侧墙骨架用于通过上边梁和下边梁连接在车端立柱和门立柱之间，所述侧墙骨架包括：

主横梁，连接于所述车端立柱和所述门立柱之间；

至少一对斜梁，分别倾斜的连接于所述车端立柱和所述门立柱之间，并位于所述主横梁的两侧；每个所述斜梁的其中一端连接于所述主横梁与所述车端立柱的连接处

根据本发明的一个实施例，所述侧墙骨架还包括连接板，所述连接板分别安装于所述斜梁与所述车端立柱的连接处、以及所述斜梁与所述门立柱的连接处。

根据本发明的一个实施例，至少一对所述斜梁包括至少一组成对设置的第一斜梁和第二斜梁：

所述第一斜梁，一端连接于所述主横梁与所述车端立柱的连接处，另一端连接于所述上边梁与所述门立柱的连接处；

所述第二斜梁，一端连接于所述主横梁与所述车端立柱的连接处，另一端连接于所述下边梁与所述门立柱的连接处。

根据本发明的一个实施例，所述连接板包括第一连接板和第二连接板，所述第一斜梁、所述第二斜梁、所述主横梁以及所述车端立柱的连接处固定安装有所述第一连接板；所述第一斜梁、所述上边梁和所述门立柱的连接处固定安装有所述第二连接板，并且所述第二斜梁、所述下边梁和所述门立柱的连接处固定安装有所述第二连接板。

根据本发明的一个实施例，所述侧墙骨架还包括：

若干个辅横梁，分别排列于所述主横梁与所述上边梁之间，和/或排列于所述主横梁与所述下边梁之间，每个所述辅横梁的两端分别连接于所述车端立柱和所述门立柱上，并且每个所述辅横梁分别插装于所述斜梁内。

根据本发明的一个实施例，所述斜梁包括本体和一对翻边，一对所述翻边分别构造于所述本体沿宽度方向上的两侧，所述本体沿宽度方向上的两侧一一对应的构造有若干对用于插装所述辅横梁的缺口，每对所述缺口分别自所述本体延伸至所述翻边上，并且相邻的所述缺口之间留有间隙。

根据本发明的一个实施例，所述连接板还包括第三连接板，所述第三连接板安装于所述主横梁与所述门立柱的连接处。

根据本发明的一个实施例，所述端部侧墙结构还包括侧墙板，所述侧墙板焊接于所述侧墙骨架的外表面。

根据本发明第二方面实施例的一种车体，包括如上所述的端部侧墙结构。

根据本发明第三方面实施例的一种轨道车辆，包括如上所述的端部侧墙结构，或者包括如上所述的车体。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种端部侧墙结构包括侧墙骨架，侧墙骨架用于通过上边梁和下边梁连接在车端立柱和门立柱之间，侧墙骨架包括主横梁和至少一对斜梁，主横梁连接于车端立柱和门立柱之间，从而根据车体的受力进行拓扑优化分析，考虑力在侧墙骨架中的传递方向，能够在车端立柱和门立柱上分别构造若干个主要载荷点，并在车端立柱与主横梁的连接处形成最主要载荷点；至少一对斜梁，分别倾斜的连接于车端立柱和门立柱之间，并位于主横梁的两侧；每个斜梁的其中一端连接于主横梁与车端立柱的连接处，从而利用斜梁对各个主要载荷点进行加固，并能按照力的传递方向将最主要载荷点的力在侧墙上进行大面积分散传递，从而进一步提高主要载荷点的承载能力，并且降低侧墙的应力集中问题，进而提高该端部侧墙结构整体的承载能力，以使端部侧墙结构能满足车体承载要求及平面度要求。

进一步的，由于该端部侧墙结构利用斜梁对载荷点进行可靠加固，因此可以简化车端立柱和门立柱之间的连接结构，例如减少辅横梁的数量，从而使得端部侧墙结构能满足车体轻量化要求。

再进一步的，该端部侧墙结构由于增设了斜梁，使得该端部侧墙结构的主横梁可以采用小断面结构，与现有技术相比，本发明所述的主横梁的断面结构具有更薄的断面厚度，从而有效减轻侧墙骨架的重量，以使侧墙单元满足车体轻量化要求。

本发明实施例的一种车体，包括如上所述的端部侧墙结构，通过设置上述端部侧墙结构，使得该车体具有上述端部侧墙结构的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例的一种轨道车辆，包括如上所述的端部侧墙结构，或者包括如上所述的车体。通过设置上述端部侧墙结构或车体，使得该轨道车辆具有上述端部侧墙结构或车体的全部优点，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例端部侧墙结构的结构示意图；

图2是图1中A-A向的结构示意图；

图3是图1中B-B向的结构示意图；

图4是本发明实施例第一斜梁的结构示意图；

图5是图1中C-C向的结构示意图。

附图标记：

1：车端立柱；2：门立柱；31：第一斜梁；311：翻边；312：缺口；32：第二斜梁；41：第一连接板；42：第二连接板；43：第三连接板；51：主横梁；52：辅横梁；6：下边梁；7：上边梁；8：侧墙板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种端部侧墙结构(本发明实施例简称为“结构”)，并且基于该结构提供了一种车体以及一种轨道车辆。

如图1所示，该结构包括侧墙骨架。侧墙骨架用于通过上边梁7和下边梁6连接在车端立柱1和门立柱2之间，以利用侧墙骨架对从位于车体端部的车端立柱1至位于最近的车门处的门立柱2之间的侧墙进行加固，并起到了主要承载作用。

具体的，该侧墙骨架包括主横梁51和至少一对斜梁。主横梁51连接于车端立柱1和门立柱2之间，根据车体的受力进行拓扑优化分析，考虑力在侧墙骨架中的传递方向，能够在车端立柱1和门立柱2上分别构造若干个主要载荷点，并在车端立柱1与主横梁51的连接处形成最主要载荷点，这是因为车体在运行过程中力由车端立柱1向门立柱2传递，并且在车端立柱1与主横梁51的连接处形成应力集中点。该侧墙骨架的斜梁成对设置，并且分别倾斜的连接于车端立柱1和门立柱2之间，并位于主横梁51的两侧即这一对斜梁相对的端部分别连接在主横梁51两侧的车端立柱1上，如图1所示。每个斜梁的其中一端连接于主横梁51与车端立柱1的连接处，主横梁51与车端立柱1的连接处即为最主要载荷点，从而利用斜梁对各个主要载荷点进行加固，并能按照力的传递方向将最主要载荷点的力在侧墙上进行大面积分散传递，将载荷传递至承载能力强的上边梁7和下边梁6，从而进一步提高主要载荷点的承载能力，并且降低侧墙的应力集中问题，进而提高该端部侧墙结构整体的承载能力，以使端部侧墙结构能满足车体承载要求及平面度要求。

可理解的是，由于该端部侧墙结构利用斜梁对载荷点进行可靠加固，因此可以简化车端立柱1和门立柱2之间的连接结构，例如减少辅横梁52的数量，从而使得端部侧墙结构能满足车体轻量化要求。

可理解的是，该端部侧墙结构由于增设了斜梁，使得该端部侧墙结构的主横梁51可以采用小断面结构，与现有技术相比，本发明所述的主横梁51的断面结构具有更薄的断面厚度，从而有效减轻侧墙骨架的重量，以使侧墙单元满足车体轻量化要求。

可理解的是，端部侧墙结构还包括侧墙板8，侧墙板8焊接于侧墙骨架的外表面。侧墙板8自车体外侧对侧墙骨架起到了保护作用。

在一个实施例中，如图1所示，侧墙骨架还包括连接板，连接板分别安装于斜梁与车端立柱1的连接处、以及斜梁与门立柱2的连接处。优选连接板设置于侧墙板8的内侧，并且与侧墙板8之间构造出能够固接斜梁与车端立柱1或者是斜梁与门立柱2的空间。如图2和图3所示，将一对斜梁并列焊接于主横梁51的上下两侧，并将主横梁51和一对斜梁与车端立柱1并列焊接在该空间内，即可利用连接板将主横梁51和一对斜梁与车端立柱1固接，连接板起到了对该主要承载点的连接加固作用，并且能够对该主要承载点的平面度起到一定的调节增强作用。在斜梁与门立柱2连接的承载点的结构与上述结构相同，在此不再赘述。

在一个具体实施例中，给出了一个能够提高端部侧墙结构的承载力、结构强度和平面的侧墙骨架具体结构，即如图1所示，侧墙骨架具体包括成对设置的至少一个第一斜梁31以及至少一个第二斜梁32，即至少一对斜梁包括至少一组成对设置的第一斜梁31和第二斜梁32。第一斜梁31的一端连接于主横梁51与车端立柱1的连接处，第一斜梁31的另一端连接于上边梁7与门立柱2的连接处；第二斜梁32的一端连接于主横梁51与车端立柱1的连接处，第二斜梁32的另一端连接于下边梁6与门立柱2的连接处。第一斜梁31和第二斜梁32相对于主横梁51分别连接在主横梁51的上下两侧，并且分别反向倾斜的连接在车端立柱1和门立柱2之间。该结构设置使得第一斜梁31能够对由车端立柱1、主横梁51、门立柱2与上边梁7合围而成的第一区域进行加固作用，提高了该第一区域的承载能力和结构强度，并且第一斜梁31的整体性促使第一区域的平面度得到了有效提高；同理的，第二斜梁32分别能够对由车端立柱1、主横梁51、门立柱2与下边梁6合围而成的第二区域进行加固作用，提高了该第二区域的承载能力和结构强度，并且第二斜梁32的整体性促使第二区域的平面度得到了有效提高。

在一个实施例中，侧墙骨架还包括若干个辅横梁52。如图1所示，各个辅横梁52分别排列于主横梁51与上边梁7之间，和/或，排列于主横梁51与下边梁6之间。每个辅横梁52的两端分别连接于车端立柱1和门立柱2上，并且每个辅横梁52分别插装于斜梁内。辅横梁52插接在斜梁内能够保证上述的第一区域的第一斜梁31以及第二区域内的第二斜梁32均是通长结构，即第一斜梁31和第二斜梁32在中部为连续不中断的结构，故而增设辅横梁52不会第一斜梁31和第二斜梁32的强度和承载能力造成影响，反而会对第一斜梁31和第二斜梁32起到辅助加固的作用，即对第一区域和第二区域的承载能力、结构强度和平面度均能起到进一步提高的作用。

在一个实施例中，斜梁包括本体和一对翻边311。即如图4所示，第一斜梁31的本体沿宽度方向上的两侧分别构造有一对翻边311，翻边311可以提高斜梁与侧墙板8之间的焊接强度。优选斜梁的本体和一对翻边一体弯折构成，以使斜梁构造为帽型梁。本体沿宽度方向上的两侧一一对应的构造有若干对用于插装辅横梁52的缺口312，如图4和图5所示，每对缺口312分别自本体延伸至翻边311上，成对设置的缺口312便于辅横梁52能够整体插装在斜梁与侧墙板8之间，并且能够优化斜梁与辅横梁52之间的连接结构，进一步减薄辅横梁52的厚度，达到为端部侧墙结构减重的目的。并且，相邻的缺口312之间留有间隙，间隙的距离与相邻的辅横梁52之间的间距相匹配。

可理解的是，第二斜梁32的结构与第一斜梁31的结构相同，在此不再赘述。

在一个实施例中，连接板包括第一连接板41和第二连接板42。由于第一斜梁31、第二斜梁32、主横梁51以及车端立柱1的连接处即为最主要承载点，则第一斜梁31、第二斜梁32、主横梁51以及车端立柱1的连接处固定安装有第一连接板41，如图2所示，第一连接板41能够对该最主要承载点的强度起到加固作用，进一步提高该最主要承载点的承载能力、连接强度以及平面度，并且还能起到对连接于该最主要承载点的各部件的连接结构起到加固和防松脱的作用。对应的，第一斜梁31、上边梁7和门立柱2的连接处以及第二斜梁32、下边梁6和门立柱2的连接处均为主要承载点，故而在第一斜梁31、上边梁7和门立柱2的连接处固定安装有第二连接板42，并且第二斜梁32、下边梁6和门立柱2的连接处固定安装有第二连接板42，如图3所示，第二连接板42能够对该主要承载点的强度起到加固作用，进一步提高该主要承载点的承载能力、连接强度以及平面度，并且还能起到对连接于该主要承载点的各部件的连接结构起到加固和防松脱的作用。

在一个实施例中，如图2所示，连接板还包括第三连接板43。由于门立柱2与主横梁51的连接处也是承载点，故而第三连接板43安装于主横梁51与门立柱2的连接处。第三连接板43能够对该承载点的强度起到加固作用，进一步提高该承载点的承载能力、连接强度以及平面度，并且还能起到对连接于该承载点的各部件的连接结构起到加固和防松脱的作用。

可理解的是，本发明实施例所述的斜梁采用帽型梁。

基于上述的端部侧墙结构，本发明实施例提供的车体包括如上所述的端部侧墙结构，通过设置上述端部侧墙结构，使得该车体具有上述端部侧墙结构的全部优点，在此不再赘述。

基于上述的端部侧墙结构或上述的车体，本发明实施例提供的轨道车辆包括如上所述的端部侧墙结构，或者包括如上所述的车体。通过设置上述端部侧墙结构或车体，使得该轨道车辆具有上述端部侧墙结构或车体的全部优点，在此不再赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种端部侧墙结构，包括侧墙骨架，所述侧墙骨架用于通过上边梁和下边梁连接在车端立柱和门立柱之间，其特征在于，所述侧墙骨架包括：

主横梁，连接于所述车端立柱和所述门立柱之间；

至少一对斜梁，分别倾斜的连接于所述车端立柱和所述门立柱之间，并位于所述主横梁的两侧；每个所述斜梁的其中一端连接于所述主横梁与所述车端立柱的连接处。

2.根据权利要求1所述的端部侧墙结构，其特征在于，所述侧墙骨架还包括连接板，所述连接板分别安装于所述斜梁与所述车端立柱的连接处、以及所述斜梁与所述门立柱的连接处。

3.根据权利要求2所述的端部侧墙结构，其特征在于，至少一对所述斜梁包括至少一组成对设置的第一斜梁和第二斜梁：

所述第一斜梁，一端连接于所述主横梁与所述车端立柱的连接处，另一端连接于所述上边梁与所述门立柱的连接处；

所述第二斜梁，一端连接于所述主横梁与所述车端立柱的连接处，另一端连接于所述下边梁与所述门立柱的连接处。

4.根据权利要求3所述的端部侧墙结构，其特征在于，所述连接板包括第一连接板和第二连接板，所述第一斜梁、所述第二斜梁、所述主横梁以及所述车端立柱的连接处固定安装有所述第一连接板；所述第一斜梁、所述上边梁和所述门立柱的连接处固定安装有所述第二连接板，并且所述第二斜梁、所述下边梁和所述门立柱的连接处固定安装有所述第二连接板。

5.根据权利要求4所述的端部侧墙结构，其特征在于，所述侧墙骨架还包括：

若干个辅横梁，分别排列于所述主横梁与所述上边梁之间，和/或排列于所述主横梁与所述下边梁之间，每个所述辅横梁的两端分别连接于所述车端立柱和所述门立柱上，并且每个所述辅横梁分别插装于所述斜梁内。

6.根据权利要求5所述的端部侧墙结构，其特征在于，所述斜梁包括本体和一对翻边，一对所述翻边分别构造于所述本体沿宽度方向上的两侧，所述本体沿宽度方向上的两侧一一对应的构造有若干对用于插装所述辅横梁的缺口，每对所述缺口分别自所述本体延伸至所述翻边上，并且相邻的所述缺口之间留有间隙。

7.根据权利要求5所述的端部侧墙结构，其特征在于，所述连接板还包括第三连接板，所述第三连接板安装于所述主横梁与所述门立柱的连接处。

8.根据权利要求1至7任一项所述的端部侧墙结构，其特征在于，所述端部侧墙结构还包括侧墙板，所述侧墙板焊接于所述侧墙骨架的外表面。

9.一种车体，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的端部侧墙结构。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的端部侧墙结构，或者包括如权利要求9所述的车体。

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