一種整體結(jié)構(gòu)式車體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種整體結(jié)構(gòu)式車體，屬于軌道車輛領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的車體采用鋼結(jié)構(gòu)焊接或鉚接整體承載結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較重，抗疲勞性能不佳，且增加了噪聲傳播路徑，降低了車輛的舒適性。
[0003]現(xiàn)階段預(yù)研的復(fù)合材料車體不能完全應(yīng)用于車體結(jié)構(gòu)，各部件的連接多采用鉚接，整體上耐疲勞性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種整體結(jié)構(gòu)式車體，該車體簡(jiǎn)化了無(wú)軌電車結(jié)構(gòu)，降低了車體重量，達(dá)到車輛輕量化和低噪聲的目的，采用纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)車體承載結(jié)構(gòu)制作，各連接接口形式增加了車體抗疲勞、抗沖擊沖擊性能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種整體結(jié)構(gòu)式車體，包括司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋；所述底架和頂蓋通過(guò)側(cè)墻固定相連，在底架、頂蓋和側(cè)墻的前端通過(guò)司機(jī)室前墻相連；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋中的至少一種為三層整體承載結(jié)構(gòu)，該三層整體承載結(jié)構(gòu)包括碳纖維外層、纖維內(nèi)層和位于碳纖維外層與纖維內(nèi)層之間的夾心層；所述夾心層為微晶鋼制成或夾心層內(nèi)設(shè)有微晶鋼制成的骨架；所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋之間固定連接形成一體化結(jié)構(gòu)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案:
所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋均為三層整體承載結(jié)構(gòu)。
[0007]所述司機(jī)室前墻與底架之間、司機(jī)室前墻與側(cè)墻之間、側(cè)墻與頂蓋之間均通過(guò)微晶鋼互相連接，并在連接處形成相應(yīng)的碳纖維外層與纖維內(nèi)層。
[0008]所述司機(jī)室前墻與底架之間、司機(jī)室前墻與側(cè)墻之間、側(cè)墻與頂蓋之間的微晶鋼相互鉚接或錯(cuò)位搭接或焊接后，再通過(guò)纖維成型工藝固化所述碳纖維外層與纖維內(nèi)層。例如:一種連接方式是在連接部位將夾心層微晶鋼伸出一定長(zhǎng)度，端部平齊或者錯(cuò)位呈齒狀，各部件連接時(shí)先將夾心層微晶鋼對(duì)焊，然后通過(guò)纖維纏繞成型工藝將連接部位固化，連接位置生成固化層纖維。另一種連接方式為在連接部位將夾心層微晶鋼伸出一定長(zhǎng)度，各部件連接時(shí)先將夾心層微晶鋼多點(diǎn)鉚接，連接數(shù)量至少3X3個(gè)以上，然后通過(guò)纖維纏繞成型工藝將連接部位固化。還有一種連接方式是在連接部位將夾心層微晶鋼伸出一定長(zhǎng)度，各部件連接時(shí)先將夾心層微晶鋼搭接焊，然后通過(guò)纖維纏繞成型工藝將連接部位固化。也可以是在連接部位將夾心層微晶鋼伸出一定長(zhǎng)度，端部平齊或者錯(cuò)位呈齒狀，各部件連接時(shí)先將夾心層微晶鋼搭接焊或者對(duì)焊，焊接后再將兩端夾心層鉚接固定，然后通過(guò)纖維纏繞成型工藝將連接部位固化。
[0009]微晶鋼制成的夾心層或夾心層內(nèi)微晶鋼制成的骨架為粉末狀金屬3D打印而成。
[0010]所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋是將微晶鋼做成預(yù)成型件放入封閉模具中，然后將樹脂注入模具固化成型形成由碳纖維外層、包含微晶鋼的夾心層、以及內(nèi)層纖維構(gòu)成的三層整體結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 所述底架為三層整體承載結(jié)構(gòu)，該底架上設(shè)有司機(jī)室操作臺(tái)安裝座、輪軸安裝座和超級(jí)電容安裝座；所述司機(jī)室操作臺(tái)安裝座、輪軸安裝座和超級(jí)電容安裝座分別與所述底架的夾心層的微晶鋼固定相連。這種的接口具有極高的抗彎剛度，能吊掛高振動(dòng)設(shè)備。
[0012]為了最大限度地降低地板高度，所述輪軸安裝座向上凸起而形成上凸的輪軸安裝空間。
[0013]所述頂蓋為弧形的三層整體承載結(jié)構(gòu)，該頂蓋上設(shè)有空調(diào)安裝座和牽引設(shè)備安裝座；所述空調(diào)安裝座和牽引設(shè)備安裝座分別與所述頂蓋的夾心層的微晶鋼固定相連。
[0014]所述纖維內(nèi)層和夾心層整體由微晶鋼方管或者微晶鋼圓管結(jié)構(gòu)代替，而使三層整體承載結(jié)構(gòu)變?yōu)閮蓪诱w承載結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋中的至少一種采用樹脂外層、金屬內(nèi)層兩層結(jié)構(gòu)，所述樹脂外層為碳纖維或者玻璃纖維材料，所述內(nèi)層為微晶鋼制成的方管或者圓管結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，微晶鋼圓管或者微晶鋼方管由粉末狀金屬3D打印而成。所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋中一種制造方式是采用樹脂傳遞模壓工藝成型，即先將微晶鋼做成預(yù)成型件放入封閉模具中，在真空和壓力的條件下，樹脂被注入模具而固化成型，形成外層碳纖維、內(nèi)層微晶鋼方管或者圓管結(jié)構(gòu)。還有一種制造方式是采用3D打印而成，即先將微晶鋼做成預(yù)成型件放入封閉模具中，在真空和壓力的條件下，放置一層纖維，然后樹脂被注入模具而固化成型，形成外層碳纖維、內(nèi)層微晶鋼方管或者圓管結(jié)構(gòu)。
[0015]所述司機(jī)室前墻、底架、側(cè)墻和頂蓋之間的一種連接方式是相應(yīng)的微晶鋼圓管或者微晶鋼方管連接部位將內(nèi)層微晶鋼管伸出一定長(zhǎng)度，端部平齊或者錯(cuò)位呈齒狀，各部件連接時(shí)先將內(nèi)層鋼管對(duì)焊，然后通過(guò)纖維纏繞成型工藝將連接部位固化。
[0016]所述側(cè)墻整體呈弧形，該側(cè)墻上設(shè)有門和窗的安裝空間。
[0017]由此，纖維與微晶鋼復(fù)合材料可以降低車體重量，減小噪聲傳播途徑，增強(qiáng)車體的抗沖擊和抗疲勞性能。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為整體承載結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料采用纖維與微晶鋼復(fù)合材料；
2、車體主要由底架、頂蓋、側(cè)墻和前墻組成，采用外層、內(nèi)層和夾心層三層結(jié)構(gòu)，夾心層設(shè)有微晶鋼；
3、車體主要由底架、頂蓋、側(cè)墻和前墻組成，可選的采用外層、內(nèi)層兩層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層設(shè)有微晶鋼方管或者圓管；
4、底架、頂蓋、側(cè)墻和前墻通過(guò)多種連接方式連接起來(lái)，具有較好的抗疲勞和抗沖擊性會(huì)κ ;
5、車體底架用于安裝司機(jī)室操作臺(tái)、輪軸、超級(jí)電容安裝座等，主要承載車輛及乘客重量。輪軸安裝部位向上凸出，用以降低車體地板高度；
6、車體側(cè)墻弧形設(shè)計(jì)，設(shè)有門窗安裝空間；
7、車體頂蓋弧形設(shè)計(jì)，設(shè)有空調(diào)安裝座、牽引設(shè)備安裝座等，各安裝座預(yù)埋在頂蓋骨架中。
[0019]按該發(fā)明制作的復(fù)合材料無(wú)軌電車車體在承受各種最大垂直載荷的同時(shí)，傳遞輪軸的縱橫向作用力，且能達(dá)到了減輕重量、減少噪聲目的。
[0020]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明所述底架示意圖；
圖3是本發(fā)明所述側(cè)墻和前墻的整體示意圖；
圖4是本發(fā)明所述頂蓋示意圖；
圖5是本發(fā)明所述主體結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)對(duì)焊示意圖；
圖6是本發(fā)明所述主體結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)鉚接示意圖；
圖7是本發(fā)明所述主體結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)齒接對(duì)焊示意圖；
圖8是本發(fā)明所述主體結(jié)構(gòu)的兩層結(jié)構(gòu)圓管對(duì)焊示意圖；
圖9是本發(fā)明所述主體結(jié)構(gòu)的兩層結(jié)構(gòu)方管對(duì)焊示意圖；
圖10是圖8中的A-A剖視圖；
圖11是圖9中的B-B剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]—種整體結(jié)構(gòu)式車體，如圖1所示，車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為整體承載結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料采用纖維與微晶鋼復(fù)合材料，這種材料具有優(yōu)越的抗沖擊、抗疲勞、抗彎曲性能。所述車體司機(jī)室前墻1、底架2、墻3和頂蓋4中的至少一種采用外層10、內(nèi)層12和設(shè)置在外層10與內(nèi)層12之間的夾心層11構(gòu)成。夾心層11內(nèi)設(shè)有增強(qiáng)骨架微晶鋼板11。微晶鋼板11由粉末狀金屬3D打印而成。
[0023]所述司機(jī)室前墻1、底架2、側(cè)墻3和頂蓋4中的至少一種采用樹脂傳遞模壓工藝成型，即先將微晶鋼做成預(yù)成型件放入封閉