[实用新型]高速轨道车辆车体的侧顶结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于高速轨道车辆的车体结构改进，重点针对侧顶结构及其铝合金型材板的结构优化，属于机械制造领域。

背景技术

目前国内动车组的运营时速已达到380公里速度级，轨道车辆的高速运行必然产生兼顾车体强度、刚度和轻量化结构的设计要求。

现有高速轨道车辆的轻量化车体一般由铝合金材料组焊而成，铝合金材料普遍采用骨架外壳组焊、薄壁单壳型材和中空双壳型材结构等。随着高速轨道车辆运行速度的提升，轨道车辆在过隧道、高速交会时，气动载荷导致车体变形过大问题，已不能满足高速度下车体的力学性能要求。因此在强度、刚度及车体轻量化性能上尚无法达到统一，在实现高速车辆车体的设计和使用上还存在着一定的难点。

针对轨道车辆速度的提高，也相应地带来车顶外侧传入客室内的气动噪声量加大，已明显地影响到乘客的乘坐舒适性。

另外，对于搭建连接轻量化车体框架来说，也存在着连接结构复杂、连接后易发生变形等实际问题。

实用新型内容

本实用新型所述的高速轨道车辆车体的侧顶结构，在于解决上述现有技术问题而采用薄壁中空铝合金型材，型材内腔被分割成不规则的多边形，两端通过简易搭接或插接的连接结构以后形成侧顶与车顶的组焊安装构造特征。

本实用新型的设计目的在于，实现一种轻量化侧顶结构，在达到刚度和强度参数要求的前提下，实现车体轻量化设计和优化的焊接、力学性能。在轨道车辆高速交会、过隧道运行环境下，减小车体变形量。

另一设计目的在于，在针对轨道车辆速度的提升，减少从车体侧顶的外侧传入客室内部的气动噪声量，以相应地提高乘坐舒适性。

为实现上述设计目的，所述高速轨道车辆车体的侧顶结构，在车体横向方向上分别与车体的车顶、侧墙连接，侧顶结构由若干个薄壁中空铝合金型材板依次连接并组焊而成。

与现有技术的区别之处在于，侧顶结构的外表面为圆弧面，其型材断面宽度沿圆弧面顶点向两侧车顶、侧墙逐渐地变小。

侧顶结构的外表面两端，分别与车顶、侧墙的外表面圆弧过渡。

如上述基本方案，侧顶结构具有轻量化结构特征，其刚度和强度参数较高，在其外表面圆弧顶点处具备最大的型材断面宽度，使得整个侧顶结构在高速运行状态下发生交会和过隧道时，能够最大程度地接受气压冲击而达到减小车体变形量的效果。

针对构成侧顶结构的薄壁中空铝合金型材板的改进措施如下：

薄壁中空铝合金型材板，通过挤压工艺而形成一体式结构，其具有弧形断面的内板和外板，外板分别与车顶、侧墙的外表面呈弧形过渡连接。

在内板和外板之间设置有多个连续的斜筋板，斜筋板将薄壁中空铝合金型材板的内腔分割成若干个多边形。

在薄壁中空铝合金型材板的两端分别设置有，用于相互之间进行插接的内、外插片。

如上改进方案，构成侧顶结构的薄壁中空铝合金型材板，具有轻量化中空结构，而且内板、外板可根据车体断面整体造型选择不同角度的弧形构造。

内、外板之间的内腔被斜筋板分割成多边形，可以是三角形、菱形、矩形等，其中三角形通常是较为稳定的一种结构，三角形可以等腰三角形或等边三角形等。

对于侧顶结构与车顶之间的连接方式，可以选择先搭接再焊接的方式。

即所述侧顶结构的侧端部设置有，用于与车顶进行搭接的一对搭片。

在所述内板的内侧设置有若干个连接滑槽，连接滑槽位于2个相邻斜筋板的连接顶点处。

连接滑槽主要用于在高速轨道车辆的侧顶内侧吊挂内装墙板等部件，在相邻斜筋板的连接顶点处具有较高的刚性与强度。

为进一步优化型材板自身的强度指标，所述斜筋板与内板、斜筋板与外板的连接部的型材厚度，大于内板、外板其他部位的型材厚度。

为改善型材插接后的焊接性能，2个所述的薄壁中空铝合金型材板相互插接后，在内、外插片之间形成一个呈60°-80°的焊接坡口，这样可以达到较高的力学和焊接性能要求。

为提高在高速运行状态下发生交会和过隧道时，型材板具有良好的抗冲击能力车体强度与刚度，多个连续的斜筋板将薄壁中空铝合金型材板的内腔分割成若干个连续的三角形。

相邻2个斜筋板的长度比例在1∶(0.8-1.3)之间。

如上所述，本实用新型高速轨道车辆车体的侧顶结构具有以下优点：

1、采用一种轻量化侧顶结构，在达到刚度和强度参数要求的前提下，实现车体轻量化设计和优化的焊接、力学性能，符合高速运行状态下的结构设计要求。

2、解决轨道车辆在高速交会、过隧道运行环境下，车体发生较大变形量的问题。