动车组车体实践教程

目 录 第1章 车体结构1 1.1 概述1 1.1.1 铝合金车体发展过程1 1.1.2 不锈钢车体发展过程3 1.1.3 中国铁路高速动车组车体4 1.2 底架6 1.3 车顶7 1.4 侧墙8 1.5 端墙9 1.6 司机室10 1.6.1 司机室结构10 1.6.2 板梁蒙皮结构10 1.6.3 前窗骨架组成10 1.6.4 气密墙11 1.6.5 材料选择11 1.6.6 仿真计算与试验验证12 1.6.7 制造工艺流程13 第2章 车体附属设备14 2.1 概述14 2.2 车钩缓冲装置14 2.2.1 柴田式车钩缓冲装置15 2.2.2 欧系车钩缓冲装置18 2.3 前罩开闭机构20 2.3.1 结构形式简介20 2.3.2 机构组成20 2.3.3 工作原理20 2.3.4 玻璃钢前罩21 2.3.5 设计关键点21 2.4 前头排障装置22 2.4.1 CRH1型动车组排障装置22 2.4.2 CRH2型动车组排障装置23 2.4.3 CRH3型动车组排障装置23 2.4.4 Velaro动车组排障装置24 2.5 受电弓导流罩25 2.6 车下设备舱27 2.6.1 设计原则及指标27 2.6.2 结构组成28 2.7 防爬装置34 第3章 车体性能设计试验与相关标准35 3.1 车体强度刚度设计标准35 3.1.1 基于仿真的结构优化技术36 3.1.2 连接件的等强度设计技术36 3.1.3 刚度匹配设计技术36 3.2 车体刚度仿真分析36 3.3 车体强度刚度试验验证37 3.3.1 静强度刚度试验验证37 3.3.2 气密强度试验验证37 3.3.3 疲劳强度试验验证38 3.4 动车组车体结构强度相关标准38 3.4.1 国外标准38 3.4.2 国内标准40 3.5 气动性能研究及相关标准40 3.5.1 国外标准42 3.5.2 国内标准42 第4章 气动设计与试验44 4.1 概述44 4.2 头型设计45 4.2.1 车体断面形状45 4.2.2 截面面积及截面面积变化率45 4.2.3 长细比45 4.2.4 纵断面及水平断面形状46 4.2.5 鼻锥引流46 4.2.6 转向架侧罩47 4.2.7 驾驶舱倾角47 4.2.8 司机视野、司机室结构及空间限制47 4.2.9 开闭机构及车钩等附件空间关系47 4.3 空气动力学仿真分析48 4.3.1 概述48 4.3.2 流场求解方法49 4.3.3 网格生成技术53 4.4 气动性能风洞试验55 4.4.1 概述55 4.4.2 模型加工标准55 4.4.3 风洞试验技术57 4.4.4 风洞试验内容60 4.4.5 风洞试验标准体系61 4.5 气动噪声风洞试验61 4.5.1 概述61 4.5.2 试验技术的基本原理及方法62 4.6 动模型试验65 4.6.1 试验概述65 4.6.2 试验系统组成及功能66 4.6.3 动模型试验系统基本原理67 4.6.4 列车气动特性试验用模型68 4.7 空气动力学实车线路试验68 4.7.1 试验概述68 4.7.2 试验原理及方法69 4.7.3 试验评价方法和标准71 第5章 被动安全72 5.1 概述72 5.2 标准对比分析75 5.2.1 各国标准的适用范围75 5.2.2 国外碰撞标准对比分析76 5.3 吸能元件与结构79 5.3.1 吸能元件79 5.3.2 吸能结构80 5.4 被动安全性能验证80 第6章 车体材料与连接技术81 6.1 概述81 6.2 铝合金材料特点及分类81 6.2.1 铝合金材料特点81 6.2.2 铝合金材料分类82 6.2.3 铝合金材料的热处理82 6.2.4 动车组用铝合金材料83 6.3 动车组用铝合金材料性能要求及执行标准84 6.3.1 技术要求标准84 6.3.2 性能评定标准85 6.4 焊接86 6.4.1 概述86 6.4.2 焊接种类87 6.4.3 焊接接头类型92 6.4.4 焊接质量93 6.4.5 可焊性94 6.5 铆接95 6.5.1 分类95 6.5.2 工艺过程95 6.6 螺纹连接95 6.6.1 螺纹连接的基本类型96 6.6.2 螺纹连接的防松96 6.6.3 螺纹连接的强度97 6.7 胶接97 6.7.1 胶接的应用97 6.7.2 胶接工艺98 第7章 型式试验99 7.1 车体强度刚度试验99 7.1.1 被试车体主要技术参数和材质99 7.1.2 试验工况及试验方法100 7.1.3 试验结果的评价方法105 7.2 车体模态试验105 7.2.1 标准分析105 7.2.2 试验方法107 7.2.3 试验内容109 7.3 车钩缓冲装置试验110 7.3.1 试验内容110 7.3.2 试验方法110 7.3.3 试验评价112 7.4 前罩开闭机构试验112 7.4.1 强度试验112 7.4.2 气缸可靠性试验113 7.4.3 高低温试验113 7.4.4 外观、尺寸检测试验113 7.4.5 称重检验114 7.4.6 机构开闭功能试验114 第8章 车体检修技术115 8.1 修程115 8.2 车体结构检修115 8.3 车钩缓冲装置检修116 8.4 前罩开闭机构检修116 8.5 前头排障装置检修116 8.6 受电弓导流罩检修117 8.7 车下设备舱检修117 参考文献119