[发明专利]一种轨道交通车辆车窗粘接部位设计验证方法

权利要求书

1.一种轨道交通车辆车窗粘接部位设计验证方法，其特征在于：

(1)将轨道交通车辆车窗简化为近似的矩形或三角形；

(2)静态载荷计算。仅考虑重力的前提下，分析粘接部位在全局坐标中X、Y、Z方向上的受力情况，即计算Fx、Fy、Fz的大小。同时依据坐标转化公式：

计算局部坐标下X’、Y’、Z’方向上Fx’、Fy’、Fz’的大小。根据粘接部位设计尺寸计算粘接面积A，同时依据拉伸强度计算公式σ＝F/A，剪切强度计算公式τ＝F/A分别计算局部坐标下粘接部位在各主方向上的拉剪强度。再根据等效应公式：

计算等效应力σM；

(3)动态载荷计算。根据各个工况下三个方向上的最大加速度，分别计算出全局坐标下Fx、Fy、Fz的大小。同时依据坐标转化公式计算局部坐标下X’、Y’、Z’方向上Fx’1、Fy’1、Fz’1的大小。动载荷工况条件还需考虑叠加作用在窗玻璃上方向X’或Y’或Z’方向的最大风压产生的力Fx’2或Fy’2或Fz’2)，其中Fx’2＝P×S，P为作用在车窗上最大风压，S为车窗面积。与此同时，计算作用在X’方向上的合力Fx’＝Fx’1+Fx’2或Y’方向上的合力Fy’＝Fy’1+Fy’2或Z’方向上的合力Fz’＝Fz’1+Fz’2。根据粘接部位设计尺寸计算粘接面积A，同时依据拉伸强度计算公式σ＝F/A，剪切强度计算公式τ＝F/A分别计算局部坐标下粘接部位在各主方向上的拉剪强度。再根等效应力公式，计算等效应力σM；

(4)温差导致的热载荷计算。根据升温段的最大温差ΔT1计算粘接胶层的最大应变tanγT1＝ΔLT1/t＝Δα×ΔT1×L/2/t，其中ΔL为车窗长度方向(或宽度方向)的变化值，Δα为铝合金与玻璃基材间的热膨胀系数差异值。同理，根据降温段的最大温差ΔT2可计算出车窗各边长方向上的最大应变tanγT2＝ΔLT2/t。根据τ＝G×tanγ，分别计算升温段及降温段温差引起的玻璃边缘处最大应力τT1、τT2，并将其与同向的动态载荷进行叠加，得到车窗在该方向上经动态载荷及热载荷叠加后最大应力值。同时，根据ε＝σ/E，tanγ＝τ/G，得到对应工况下的最大叠加应变值。通过等效应力公式，可计算最大等效应力σM，而通过等效应变公式，计算出最大等效应变εM。

(5)疲劳载荷计算。根据疲劳载荷工况条件下车窗在各个方向上的最大加速度，分别计算出粘接部位在全局坐标中X、Y、Z方向上的受力值Fx、Fy、Fz的大小。同时依据坐标转化公式计算局部坐标下X‘、Y’、Z‘方向上Fx’、Fy’、Fz’的大小。根据粘接部位设计尺寸计算粘接面积A，同时依据拉伸强度计算公式σ＝F/A，剪切强度计算公式τ＝F/A分别计算局部坐标下粘接部位在各主方向上的拉剪强度。再根据等效应力公式，计算等效应力σM；

(6)各载荷工况条件下安全系数的计算。重力载荷工况条件下，通过计算胶粘剂的蠕变强度与车窗在该条件下的最大应力的比值，可获得该条件下的安全系数。温差导致的热载荷与动态载荷叠加工况条件下，通过计算胶粘剂的湿热老化后剪切强度特征值与车窗在该条件下的最大等效应力的比值，可获得该条件下的安全系数。通过计算胶粘剂的湿热老化后剪切断裂伸长率特征值与车窗在该条件下的最大等效应力应变的比值，可获得该条件下的安全系数。疲劳载荷工况条件下，通过计算胶粘剂的疲劳强度与车窗在该条件下的最大等效应力的比值，可获得该条件下的安全系数；

(7)分析结果评估。通过前期的计算结果和分析，评估车窗的所受到各类载荷是否均小于胶粘剂的承载极限，安全系数是否远大于2，远大于2即是有充足的安全裕度，从而判定该车窗粘接部位设计尺寸是安全可靠，能满足车辆正常运营需求的。