[发明专利]车身和制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例总体涉及一种车身(vehicle body)。其他实施例涉及轨道车辆的具有减少重量的车身和其制造方法。

背景技术

在轨道工业中，利用轨道车辆来在导轨上将乘客和/或货物从一个位置运输到另一位置。通常，机车为列车提供动力。机车通常具有两种车身型式中的一种，即平台型式(platform style)(也被称为机罩单元型式(cowl unit style))或车身单元型式(carbody unit style)。在平台型式机车情况中，机车具有全宽封闭车身。这种车身仅是一种壳体或帐篷状结构，并且不承载载荷。实际上，平台型式机车的所有强度处在位于底盘下方的机车平台结构/框架中。具有平台车身型式的机车通常是十分重的，因为需要大梁和其他大量结构构件来支撑机车部件如发动机、燃料、交流发电机、冷却系统等的全重。

对比平台设计，车身单元或简称为车身，从位于侧部和车顶中覆盖机车全宽的桥式桁架(bridge-truss)架构来得到其结构强度。当构造车身时，残余应力(residual stresses)由于构架的制造过程和/或形状而累积。因此，为了安全支撑机车部件全重，车身架构实际必须过度设计(over-engineered)以考虑到车身中的残余应力。这种过度设计可采用较厚框架构件形式，从而使重量增加。

然而，在某些情形中，机车重量是一个主要关心的问题。例如，轨道安全组织可具有最大重量要求。具体地说，当行进通过某些桥梁或者其他导轨区域时，机车重量可能是一个主要关心的问题。因此，可能期望通过以下方式来减少机车的重量：消除与机车制造相关的残余应力，从而不再需要过度设计车身的结构构件来补偿车身中的残余应力。

发明内容

本发明的实施例涉及一种车身制造方法。所述方法包括将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起(cambered)且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度(degree of play)(例如，非零的游隙度)。(所述车身包括联接在一起的所述框架组件和所述平台。)所述方法进一步包括固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在车身中提供大致零残余应力。

其中，所述车身中的所述大致零残余应力是所述车身中可操作地承载载荷的部件中的大致零残余应力。

所述方法进一步包括：对所述平台施加载荷，以便将所述平台状态改变成未拱起且有载荷的状态。

其中，对所述平台施加载荷包括将静载荷添加到所述平台，以使计算静载荷应力与操作应力的总和大约是所述车身中容许应力的100％。

所述方法进一步包括：通过有限元分析来预先确定所述平台中的拱起幅度。

其中，所述平台包括多个不同区段并且在夹具中组装成所述拱起状态。

其中，在夹具处将所述框架组件联接到所述平台，所述夹具具有对应于所述平台中的拱起幅度的多个垂直止动件。

其中，所述框架组件包括多个不同侧壁区段，所述不同区段各自单独地联接到所述平台。

所述方法进一步包括：将所述多个不同侧壁区段中的至少一个联接到所述多个不同侧壁区段中的另一个，并且其中所述多个不同侧壁区段中的所述至少一个在与所述不同侧壁区段中的所述另一个的侧壁联接点处具有游隙度；以及固定所述侧壁联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

本发明的另一个实施例涉及一种车身。所述车身包括在载荷的作用下可在拱起位置与非拱起位置之间移动的底部框架以及固定到所述底部框架的顶部框架。当底部框架处于拱起位置并且顶部框架被固定到底部框架时，在顶部框架和底部框架中的可操作地承载载荷的部件中都存在大致零残余应力。

其中，所述底部框架包括多个不同区段，所述多个不同区段在所述拱起位置中焊接在一起。

其中，所述顶部框架通过至少一个下部滑动接板固定到所述底部框架，所述至少一个下部滑动接板提供在所述顶部框架与所述底部框架之间的游隙度。

其中，所述顶部框架包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段至少包括一个中心侧壁区段和两个末端侧壁区段。

其中，所述多个不同侧壁区段中的至少一个通过上部滑动接板固定到所述不同侧壁区段中的另一个，所述上部滑动接板提供在所述不同侧壁区段之间的游隙度。

所述车身进一步包括：至少一个操作室，所述操作室被联接到所述顶部框架。