CRH380动车组技术培训教材-车体.ppt

CRH380动车组技术培训模板 二零一零年十月 前言第一篇 车体结构特征第二篇 车体的强度特点 前言CRH380新一代高速动车组铝合金车体已经成功下线即将投入运营 为了大家对铝合金车体有一个大概的了解 下面我就分几个方面从设计角度介绍一下新一代高速动车组铝合金车体的情况 第一篇 车体结构特征 车体长度头车 24260mm中间车 24175mm车体宽度 3257mm车体高度 距轨面 高顶 3915mm铝地板面 1020mm平顶 3660mm 型材组焊采用插接形式 型材组焊采用搭接形式 型材组焊采用插接 搭接形式 CRH380铝合金车体主要由79种型材组焊而成 是整体承载结构 车体重量 包括所有焊缝和焊接件 EC01 16大约10 935kgTC02大约11 035kgVC03大约11 085kgFC04大约10 885kgFC05大约10 90kgIC06 11 14大约11 085kgTC07 10 15大约11 035kgIC08大约10 735kgBC09大约10 935kgSC12大约10 775kgSC13大约10 635kg 铝合金车体所用材料挤出式断面型材 ENAW6008T6ENAW6008T4ENAW6005AT6ENAW6082T6 板和带 ENAW6082T6ENAW5083H111ENAW5083H32ENAW5754H111 车体上共用17种铝铸件 铸件主要采用DINEN1706 DIN1688 EN12681等标准 材料EN1706AC AlSi7Mg0 3T6 铸件大部分采用与车体粘接的结构 少部分是与车体焊接 机械性能 抗拉强度Rm 230N mm2屈服强度Rp0 2 190N mm2延伸率A5 2 布氏硬度约75HB5 250 2 车体的结构组成CRH380动车组为16辆编组 车辆包含下述主要部件并定义如下 表1 CRH3380车辆名称 头车 带长平顶的车体 带短平顶的车体 带高顶的车体 EC01 16 TC02 TC07 10 15 FC04 FC05 SC12 SC13 VC03 IC06 11 14IC08 BC09 CRH380动车组包括EC01 TC02 VC03 FC04 FC05 IC06 TC07 IC08 BC09 TC10 IC11 SC12 SC13 IC14 TC15 EC16 共16辆车 其中EC01 EC16 IC06 IC11 IC14 TC07 TC10 TC15 所以该车组有11种车型 侧墙组成 车头组成 车顶组成 端墙组成 底架组成 CRH380动车组的车体是用车体全长的大型中空铝合金型材组焊而成 为筒型整体承载结构 车体承载结构是由底架 侧墙 车顶 端墙以及设备舱组成为一个整体 对于头车还设有司机室 头车和中间车的铝合金车体结构图和三维图分别见下图 头车的三维图 中间车的结构图 中间车的三维图 2 1底架底架主要由两大部分组成 底架前端和地板 它们通过连接梁 连接板相连 连接梁为型材 连接板可以调整宽度 保证车体长度 底架及前端结构 2 2侧墙在型材内侧有T型槽或L型导轨 用来安装内装件或设备 附件的生根方式有粘接 铆焊和焊接等 其铆接的吊码与侧墙之间有塑料垫板 具有减振的功能 通长的型材在端部都留有小孔用以排净空腔内部的冷凝水 侧墙结构图 2 3车顶CRH380动车组各车体车顶的共同结构 都是由5块大型中空铝型材拼焊而成 车顶结构图 由于平顶型材整体的截面厚度比较小 并且平顶轮廓不是便于承载的拱形结构 所以型材上下面及中间筋的材料厚度均比其它部位型材厚很多 如图所示 与一单相比 二单平顶较一单缩短1 2m 平顶结构图 2 4端墙CRH380动车组端墙分为3种 端墙主要由四部分组成 门框 角柱 端墙板和端墙附件组成 靠近车体中心的一面如图所示 端墙结构图 车体外面如图所示 2 5司机室司机室主要由前墙 侧墙 顶板 端部环形框组成 如图1 11所示 侧柱与车顶弯梁对应 受力情况最好 司机室车顶的前部为了安装球面玻璃开了一个很大的开口 在开口中间加了一个矩形型材来补强 球面玻璃安装在环形安装框上 此环形框在肩带 侧墙处都有对应的立柱 从而增加了司机室球面玻璃框附近的强度 司机室结构图 CRH380司机室最显著的特点是由梁柱和墙板组成 在断面上主要4个通常的梁 肩部两个 窗上窗下各一根 构成 司机室另一个显著的特点是梁柱不直接与板焊接 如果这样外板会焊接变形 影响外观 所有的板本身就带有筋 梁柱焊接在筋上 如此降低了外板的变形 如图所示 司机室断面图 司机室侧墙板梁连接图 环形框是安装玻璃用的 中间加焊一矩形断面的弯曲型材 球面玻璃安装框 当设计车前部的时候 它有一个具有很小空气阻力的空气动力学形状 这点是相当重要的 车鼻锥体与前轮廓的结构应该尽可能的成流线型 在设计的时候要在气流区域最好使用大于500毫米的纵向半径 最小值不能小于250毫米 为了减阻力应该避免凹凸边 这样可以最大限度的减少空气阻力 这一部分还需要我们和国内科研院所联合进行比较细致的研究 从而从理论上来分析结构真正的技术参数要求 2 6车下设备舱设备舱属于非承载结构形式 封闭的设备舱的作用是为了减小列车运行中的空气阻力和加强对车下悬挂装置的保护 增加车体外形美观效果 在进行设备舱的设计时 保证了车下悬挂装置安装检修方便 运用可靠 CRH380动车组的设备舱由裙板 裙板锁闭机构及其安全吊钩 底板 吊装机构 底板纵梁组成 裙板及底板纵梁的材料是铝型材 底板是铝蜂窝 封闭的设备舱如图所示 设备舱安装图 设备舱主要从底架边梁上生根 为安装 检修 操纵 观察车下设备方便 设备舱两侧各设有活动裙板和固定裙板 并在其上设置各种小门 观察口 活动裙板设有专用三角钥匙开闭的锁闭机构 可以方便打开和关闭 并且在活动裙板上设有安全吊钩装置 万一在锁失效的情况下安全吊钩可以钩住裙板防止发生事故 在设备舱裙板还设有必要的排风孔以及电气设备的散热孔 裙板与底板纵梁之间用折页装置连接 并且每段纵梁和裙板在两端都用橡胶密封 以免灰尘等进入 设备仓底板用作机车车辆车下区域内的设备板 它们必须是容易安装和拆卸的 并且要满足静态和动态的要求 设备仓技术参数设备仓底板厚度 33mm 0 5mm长度尺寸 2040 1mm平直度 小于1 0mm m重量 最大21kg m材料规范铝板设备仓底板的外侧 s 1 5mm底侧 道床方向 s 0 5mm上侧 部件方向 设备仓底板内部 蜂窝状铝结构 2 7车体排水 按照图示位置每年进行一次排水工作 工作程序下 1 将锁紧螺钉拧下 2 排出冷凝水等液体 直至冷凝水等液体排尽 3 重新安装锁紧螺钉 如果发现螺钉有缺陷 要更换成新的锁紧螺钉 综上所述 铝型材主要采用EN755标准 对铝挤压型材 弯曲型材和焊接接头编制了采购技术规范 由此可见其重要性 型材的壁厚 公差 结构 焊接接头结构等都极其重要 由于铝合金车体大部分由铝型材组成 所以铝型材的结构 壁厚关系到车体强度和重量 这是一对矛盾关系 公差关系到重量及装配 焊接接头结构是否优化就关系到焊接的强度 通过这一阶段的学习和消化 我们了解了型材的材料化学成分 机械性能 焊接性能等方面的技术 型材是通过挤压成型的 型材的熔合缝处强度不好 容易开裂 在设计过程中铝型材不能过宽 空腔不能过大 宽厚比不能过大 半开口槽尺寸不能太小 也不能太深 同一断面壁厚差不能太大 每米单重不能过大 车体是铝型材的焊接组合 最重要的就是各种挤压型材的质量和焊接质量 挤压型材的材料和热处理状态的检测分别依据的是EN573的第三部分和DINEN515 挤压型材的尺寸 形位偏差依据DINEN755 9执行 弯曲型材的要求比较高 在弯曲之前应该是T4状态 在弯曲后要经过热处理达到T6状态 弯曲型材尺寸不易检测 必须有相应检测样板 焊接要求按照DIN15085执行 第二篇车体强度特点1 车型的选定由于01车和16车 20车和07 10 15车以及3车和06 11 14车具有似的结构 与中间车相比 头车具有截然不同结构 因此 需要根据车体钢结构载荷设定的所有载荷要求对头车进行计算和试验验证 在中间车的10种车型中 2车具有最大的自重以及最多的车门数量 因此 2车也需要按要求进行所有工况下的强度校核和试验验证 2 载荷的选定车体的强度标准主要执行EN12663主要有以下几种载荷2 1在车钩高度位置1500kN的压缩载荷 反作用约束作用在车体另一端的车钩高度位置 2 2作用在车钩部位的1000KN拉伸载荷 反作用约束作用在反方向的车钩高度位置 2 3在车体地板面上方150mm处施加400KN压缩载荷 反作用约束在车体另一端的车钩高度位置 2 4作用在车窗框处300KN压缩载荷 反作用约束在车体另一端的车钩高度位置 2 5作用在侧墙上边梁位置的300KN压缩载荷 反作用约束在车体另一端的车钩高度位置 2 6允许有1 3xgx m1 m2 冲击的最大运营载荷2 7在指定的抬车位将车体一端抬高1 1xg m1 m3 2 8在抬车位将整车支撑起来1 1xg m1 2xm3 2 9将整车抬起并且在一端垂向偏移1 1xg m1 2xm3 2 10车体结构抬起后将其中一个支撑点移走 2 11各种载荷的叠加作用在车钩高度位置1500kN压缩力以及垂向载荷gx m1 m2 作用在车钩高度位置1500kN压缩力以及垂向载荷gx m1 作用在车钩区域1000kN拉力以及垂向载荷gx m1 m2 作用在车钩区域1000kN拉力以及垂向载荷gx m1 谢谢