武汉市轨道交通一号线车辆铝合金车体朱圣瑞!周胜平"武汉市轨道交通有限公司!湖北武汉430030#摘要$武汉市轨道交通一号线车辆在国内首次采用了全焊接铝合金型材结构的车体%文章介绍了其设计过程&计算机模拟计算&样车生产和测试!结果表明该车体设计满足技术条件!很成功%关键词$铝合金车体’设计’模拟计算’测试中图分类号$U270.32文献标识码$A文章编号$1672-1187"2005(05-0031-04!"#$%&#$’("")*+(,-).*/),0#1(&2(%"3,(&4%56%&78971%+"74ZHUSheng-rui!ZHOUSheng-ping)WuhanRailTransitCo.!Ltd.!Wuhan430030!China(!"#$%&’$$Thefullweldedaluminum-alloycarbodywasadoptedfirstlyforthevehicleoftheWuhanRailTransitLine1.Itwassuccessfullydesignedviasimulatingbycomputer!typecarbodymanufacturingandtesting.Theresultsshowthatthecarbodydesignsatisfiesthetechnologyrequirementsandissuccessful.()*+,%-#$aluminum-alloycarbody’design’simulation’test电力机车与城轨车辆!"#$%&’$()$)*)%’+,-./0--1&02-’%3,4’$",-第28卷第5期2005年9月20日Vol.28No.5Sep.20th!2005收稿日期$2005-05-10作者简介$朱圣瑞"1973-(!男!工程师!1998年获大连铁道学院车辆工程专业硕士学位!现从事轨道交通车辆技术管理工作%采用耐腐蚀性能较强的铝合金型材的车体不仅可使车辆轻量化!减少能源消耗!同时也可以减少车体的维修工作量%目前世界各国均在大力发展制造铝合金车体!投入运营的铝合金车体已达三万多辆%武汉市轨道交通一号线一期工程车辆是国产B型车首次采用全铝合金车体!在设计人员的努力下!解决了设计&制造&工艺等方面的诸多难题!保证了一期工程车辆铝合金车体的试制一次性成功%下面分别从车体设计&车体强度计算机模拟计算&车体强度现场试验等不同阶段进行阐述%1铝合金车体设计根据车辆采购合同!一期工程车辆车体为底架无中梁整体铝合金型材焊接承载结构!车体材料选用强度大!重量轻!耐腐蚀性能好的大型挤压铝合金型材%同时!要求铝合金车体满足以下要求$"1(当车辆在AW3"每平方米站9人!动车为334人!拖车为304人!每人按60kg计算(负载情况下!上挠度不小于0’"2(车体驾驶室端部底架设置吸能装置和防爬器’"3(车体结构的频率谱系不能与转向架频率产生共振’"4(车体应达到107个周期内的疲劳寿命标准!不小于30年的使用寿命%"5(车体驾驶室端部底架应具有能量吸收功能!可吸收240kJ的高冲击能量%1.1车辆总体主要参数车体全长/mm19000"M车(!19300"Tc车(车辆最大宽度/mm2800车辆高度/mm3800车辆内高/mm2100车辆地板面高/mm1100车辆轴距/mm2200车辆定距/mm12600车辆自重/t35"M车(!30"Tc车(车体自重/t6.5"M车(!6.7"Tc车(转向架重/t7"M车(!5"Tc车(可承受纵向最大压缩载荷/t100可承受纵向最大拉伸载荷/t75最高运行速度/km*h-180最大定员/人334"M车(!304"Tc车(车钩纵向中心线距轨面高/mm660-31-1.2材料及性能车体铝型材采用6005AT6!底架上的牵引梁和缓冲梁采用7005T6!材料参数见表1"表1铝型材的材料参数材料屈服极限许用应力疲劳极限弹性模量泊松比密度/MPa/MPa/MPa/GPa/g#cm-36005A$T6%21016897690.332.77005$T6%290232125710.332.78注&许用应力[!]="s#80%!$s为铝材的屈服强度"1.3车体结构车体为B型车!呈鼓形!采用电动塞拉门’连续窗结构(铝结构平面图如图1所示)$a%M车$b%Tc车$c%铝结构断面图图1车体铝结构平面图1.3.1车顶车顶采用铝合金型材焊接结构!圆弧顶由4种7块型材插接组成!空调平台也是由4种7块型材插接组成的!圆弧顶由圆弧及切线段构成"车顶和空调平台组成各型材之间采用V型坡口自动焊工艺"M车和Tc车的%!&位端均装有空调平台!用于安装风机!从平台端板开孔向客室送新风"平台开长方孔!用于客室回风"1.3.2侧墙侧墙铝合金结构采用分块结构!侧门为塞拉门!侧窗采用美观时尚的连续窗带结构"每车侧墙分为10块!每块侧墙由7或8块铝型材组焊成形"各型材之间采用V型坡口自动焊工艺"1.3.3底架底架采用大断面铝合金挤压型材焊接结构!由地板’边梁’牵枕缓’主横梁’端梁等组成"其中Tc车驾驶室端部底架设置板梁结构!并加装防爬器!可满足车体驾驶室端部底架吸收高冲击能量要求"底架设有顶车’架车’复轨用垫座!可用...
