210kmh动力分散型电动车组总体设计说明车体轻量化工作对.pdf

车体轻量化工作对钢结构材料的要求 (唐山机车车辆厂技术中心 周新远 张硕韶) 摘要 简要介绍了唐山机车车辆厂开展铁路客车车体轻量化研究的部分工作 并 且详细介绍了车体钢结构轻量化的部分方案 提出了若干开发研制中对新型钢结 构型材的建议 关键词 车体轻量化 结构设计 新型钢材 一 前言 目前我国铁路主型客车为25 型车 从第一代 168 日元贷款车生产距今已 有十几年的历史 钢结构为无中梁薄壁筒形全钢焊接结构 6mm 及以下钢板为耐 候钢 6mm 以上钢板及型材为普碳钢 随着铁路事业的发展 列车的运行速度越 来越快 对车体轻量化的要求也越来越高 车体的轻量化是车辆发展的必然方向 客车车体轻量化的意义在于 (1)降低原材料消耗 降低车辆的制造成本 (2)节省牵引动能 降低列车的运行费用 (3)减少车辆对线路的冲击及减轻线路维护工作量 (4)提高车辆的启动加速度及制动减速度, 提高列车的运行速度及曲线通过 速度 二 轻量化工作 车体的轻量化必须从研究材料和构造形状这两个方面着手 目前我国客车车体轻量化工作比较落后 车体自重较大 造成轮轨间的动作 用力较大 列车和线路维修费用较高 动力消耗和制造成本较高等问题 解决轻量化问题可以有两种方式 其一是完全采用新结构 新材料 开发新 型车体如全不锈钢车 铝合金车体等 另一条道路是在现有客车的基础上采用一 部分新材料 改变部分结构来达到轻量化的目的 由唐山机车车辆厂牵头根据铁道部科技研究开发计划项目 2001J022 提速 客车车体轻量化的研究 确定的内容 与西南交通大学 大连铁道学院 四方车 辆研究所 铁道部科学研究院共同完成的 提速客车车体轻量化的研究 就属于 5 2 车体轻量化工作对钢结构材料的要求 共 页 第 页 第二条道路 为此针对我国目前的 25 型客车车体结构进行了分析研究 通过车体结构的优 化设计及采用新材料并采取适当的减振降噪措施 达到既满足车体的强度 刚度 要求 又减轻车体自重 降低车体结构振动和车内噪声的目的 从而提高我国提 速客车的设计制造水平 车体的轻量化不仅包括车体钢结构的轻量化还包括车体内装及内部设备的轻 量化 是一个系统化的工程 车体轻量化的原则 (1)车体的轻量化以车体强度 刚度 车内噪声 平稳性指标等满足相关标准 要求为原则 (2)在现有客车断面及主体结构下进行 以不至于给现有工艺 工艺流程 胎 具 模具等 带来太大的不便 (3)学术研究与现车生产相结合 (4)等强度设计 (5) 以结构优化为主 兼顾采用新材料 (6)简化工艺 (7)注意防腐设计 (8)某些部位 结构具有推广价值 车体轻量化的难点 (1) 目前主型材断面已确定 如采用原断面 则必须使用好材料 (2)现有的工艺在一定程度上限制了轻量化工作 如采用更薄的钢板做侧板和 顶板 虽然强度 刚度可以满足要求 但现有工艺不能保证侧墙 中顶板的不平 度 (3)车体的轻量化往往会带