[发明专利]一种高速动车组弹性密封式车体及车体刚度控制方法

说明书

本发明具体涉及一种重量轻、使用寿命长的高速动车组弹性密封式车体及车体刚度控制方法；车体的侧墙沿其横截面分为上半墙体和下半墙体，上半墙体的下边与下半墙体的上边之间通过弹性墙体连接，弹性墙体包括并联设置在上半墙体与下半墙体之间的弹性减振组件、弹性连接板组件、弹性墙体的刚度和阻尼系数也可以进行相应的调整，使车体在承受交变拉压应力时保持合适的刚度和阻尼系数，有效提高侧墙的使用寿命，降低了车体的变形量和高速时的振动，提高了乘坐舒适性，且弹性墙体结构紧凑，重量轻，适合在现有的动车组上进行技术改造并进行实际使用。

技术领域

本发明涉及高速动车组车体技术领域，特别涉及一种高速动车组弹性密封式车体及车体刚度控制方法。

背景技术

目前高速动车组的车体结构通常为整体式承载结构，一般是将车体的底架、侧墙、端墙、车顶通过焊接的方式形成一个开口或闭口箱型结构，此时车体各部分结构均参与承受载荷，因此其整体强度较大，承载能力强，适合高速动车组使用。

高速动车组在行驶过程中，车体除了保护乘客的作用外，还需要承受车厢外部产生的压力，即保证车厢内具有一定的气密性，这是为了防止车厢内与车厢外的压力变化过大而对乘客身体产生危害的情况；而在行驶过程中，单独提取一节车厢的车体来看，其不同位置受到的外界气压压力不一致，如图1所示的，高速动车的拖车车体在隧道内受到压力波作用时，车体横截面上受到的压力分布可以看出，原始车体轮廓001的形状类似矩形，而受压后变形的车体轮廓002的形状为车顶中部外侧为负压状态而向外凸，侧墙上部外侧为负压而向外凸，侧墙下部外侧为正压而向内凹，且这些压力是正、负反复交替作用在车体上，而车体是一个整体式结构，这样的压力将对车体的疲劳强度产生严重的影响，一般动车组车厢的车顶截面是具有较小弧度的拱形，可以承受较大的气压压力，而侧墙的截面往往是直线形状或较大弧度的拱形，因此侧墙的强度往往设置的比较大，导致车体的重量较大。

发明内容

针对上述问题，本发明目的是提供一种重量轻、使用寿命长的高速动车组弹性密封式车体及车体刚度控制方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种高速动车组弹性密封式车体，所述的车体包括“日”字型或“H”型底架，底架两侧的侧边与侧墙的底边连接，侧墙的上边与拱形车顶的一个侧边连接；车顶的前、后端面分别与端墙连接；所述的侧墙、车顶、端墙为双壳式中空结构或单壳式骨架蒙皮结构；

所述的侧墙沿其横截面分为上半墙体和下半墙体，下半墙体上设置车窗、侧车门，下半墙体的底边与底架的侧边焊接连接，上半墙体的上边与车顶的侧边焊接连接；所述上半墙体的下边与下半墙体的上边之间通过弹性墙体连接，所述的弹性墙体包括并联设置在上半墙体与下半墙体之间的弹性减振组件、弹性连接板组件、空气弹簧组件；

所述的端墙包括T型基板，基板的拱形上边与车顶内侧面之间焊接连接，所述基板的下部中央位置的开槽中设置端部车门，基板的下部两侧分别与两条弹簧钢板制作而成的过渡板焊接或插销连接或设置翻边式螺栓连接，位于同侧的两条过渡板分别与上半墙体、下半墙体的侧面焊接或插销连接或设置翻边式螺栓连接，位于同侧的过渡板之间通过螺旋式连接弹簧连接；所述过渡板靠外侧的侧边长度大于靠内侧的侧边长度；

所述的弹性减振组件包括并联设置的主动变刚度式螺旋弹簧、双向作用双筒式减振器，螺旋弹簧、减振器的两端分别和连接法兰板的一个端面插销连接或焊接连接，连接法兰板的另一个端面通过螺栓与上半墙体或下半墙体相应位置设置的翻边通过螺栓或插销连接；沿侧墙的长度方向，设置一组或多组弹性减振组件；

所述的空气弹簧组件包括空气弹簧，空气弹簧的上、下表面分别与上半墙体的底边、下半墙体的底边接触，空气弹簧组件还包括控制空气弹簧压力的调压阀，以及用于平衡列车两侧的空气弹簧压力的差压阀，调压阀、差压阀分别与气泵连接，所述的空气弹簧组件还与控制器通信连接；沿侧墙的长度方向，设置一组或多组空气弹簧组件；