城市軌道車體結(jié)構(gòu)(第五章車體)課件

第一節(jié)城市軌道車輛車體的類型與特征一、城市軌道交通車輛的特征主要包括地下鐵道車輛、城市快速輕軌交通車輛和城市有軌電車。它們與一般鐵路客車相比，車體有以下特征：（1）一般為電動(dòng)車組，有單節(jié)、雙節(jié)和三節(jié)式等，有頭車(即帶有司機(jī)室車)與拖掛車、動(dòng)車與非動(dòng)車之分。（2）在車內(nèi)的平面布置上，座位少，車門多開(kāi)度大，內(nèi)部設(shè)備簡(jiǎn)單等。（3）重量的限制較為嚴(yán)格，特別是對(duì)于高架輕軌和獨(dú)軌車輛，要求軸重小，以降低線路的工程投資，滿載和空載的差異大。（4）車體防火要求嚴(yán)格，特別是地鐵車輛運(yùn)行于地下隧道，一旦發(fā)生火災(zāi)后果不堪設(shè)想。（5）對(duì)車輛的隔音、消音要求嚴(yán)格。（6）為使車體輕量化，對(duì)于車體鋼結(jié)構(gòu)一般采用鋁合金中空截面擠壓型材，構(gòu)成整體承載筒形結(jié)構(gòu)；對(duì)車體其他輔助設(shè)施盡量采用輕型新材料。（7）對(duì)車輛的外觀造型及色彩有美化和與城市景觀相適應(yīng)的要求。第一節(jié)城市軌道車輛車體的類型與特征一、城市軌道交通車輛的二、城市軌道車輛的型式我國(guó)城市快速軌道交通車輛的基本型式：（1）按車體寬度可分為A、B、C三類車型（2）按車體材料分：耐候鋼車、不銹鋼車和鋁合金車（3）按牽引控制系統(tǒng)分：直流變阻車、直流斬波調(diào)阻車、直流斬波調(diào)壓車、交流變壓變頻車。（4）按電壓等級(jí)分：直流1500V、直流750V（5）按受電方式分：受電弓受電的車和受流器受電的車，二、城市軌道車輛的型式我國(guó)城市快速軌道交通車輛的基本型式：德國(guó)公共交通企業(yè)聯(lián)盟(V?V)推薦的兩節(jié)式標(biāo)準(zhǔn)地鐵車輛德國(guó)公共交通企業(yè)聯(lián)盟(V?V)推薦的兩節(jié)式標(biāo)準(zhǔn)地鐵車輛德國(guó)公共交通企業(yè)聯(lián)盟(V?V)推薦的兩節(jié)式標(biāo)準(zhǔn)地鐵車輛德國(guó)公德國(guó)斯圖特加市S-DT8型輕軌八軸雙節(jié)式動(dòng)車組德國(guó)斯圖特加市S-DT8型輕軌八軸雙節(jié)式動(dòng)車組德國(guó)斯圖特加市S-DT8型輕軌八軸雙節(jié)式動(dòng)車組德國(guó)斯圖特加V?V推薦的用于城市有軌電車的265型八軸鉸接式輕軌車V?V推薦的用于城市有軌電車的265型八軸鉸接式輕軌車V?V推薦的用于城市有軌電車的265型八軸鉸接式輕軌車V?三種基本型式推薦的A、B、C型車輛的主要技術(shù)規(guī)格A型車和B型車較適宜用于高運(yùn)量和大運(yùn)量的地鐵車輛C型車一般用來(lái)作為輕軌車輛，它又有三種車型可供選擇，即四軸車、六軸單鉸車和八軸雙鉸車。三種基本型式推薦的A、B、C型車輛的主要技術(shù)規(guī)格第二節(jié)城市軌道車輛車體結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施一、上海地鐵車輛1、車輛選型及列車編組車輛按設(shè)備配置的不同分三種車型，即（1）帶司機(jī)室的拖車(簡(jiǎn)稱為A車)（2）帶受電弓的動(dòng)車(簡(jiǎn)稱為B車)（3）不帶受電弓(帶空氣壓縮機(jī))的動(dòng)車(簡(jiǎn)稱C車)。由A車、B車和C車組成單元車組。(B車)和(C車)為一固定單元第二節(jié)城市軌道車輛車體結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施一、上海地鐵車輛帶駕駛室的拖車（A車）帶駕駛室的拖車（A車）帶受電弓的動(dòng)車（B車）帶受電弓的動(dòng)車（B車）不帶受電弓的動(dòng)車（C車）不帶受電弓的動(dòng)車（C車）

列車編組型式6輛編組—A=B*C—C*B—A_或—A=C*B=C*B=A—等8輛編組—A=B*C=B*C=C*B=A—或—A=B*C=C*B=B*C=A——自動(dòng)車鉤；=半自動(dòng)車鉤；*半永久車鉤 列車編組型式6輛編組車型主要設(shè)備配置車型主要設(shè)備配置2、車體結(jié)構(gòu)車體承載結(jié)構(gòu)構(gòu)成：底架、側(cè)墻、車頂、端墻結(jié)構(gòu)型式及材料：整體承載封閉筒形結(jié)構(gòu)，采用質(zhì)強(qiáng)比高、耐腐蝕性好的鋁合金材料。車體的主要承載件，如地板梁、側(cè)梁、側(cè)墻板、車頂板等均制成斷面較復(fù)雜承載能力強(qiáng)的大型中空擠壓型材，從而充分發(fā)揮材料的承載能力，達(dá)到重量輕、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)。2、車體結(jié)構(gòu)車體承載結(jié)構(gòu)構(gòu)成：地鐵車輛斷面地鐵車輛斷面（1）承載能力與材料選擇車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載：地板面垂直靜載荷：8.9×105N車鉤水平載荷：9.8×105N車頂垂直均布載荷：每相隔0.75m、1000N。車體疲勞壽命：大于30年。A車車體司機(jī)室端設(shè)有撞擊能量吸收裝置，當(dāng)車端受到意外沖撞，起著保護(hù)客室乘客和車輛的作用。車鉤的縱向力沖擊超過(guò)5.9×105N時(shí)，能量吸收裝置產(chǎn)生塑性變形，吸收耗散沖擊能量，從而車體承載結(jié)構(gòu)選材根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（DIN1725），主要受力構(gòu)件：選用AlMg0.7F26、AlMgSi0.5F22、AlMgSi1F28，側(cè)墻板和車頂板：選用耐腐性好的AlMg3W19、A1Mg3F24。車體表面需進(jìn)行噴丸處理，提高表面強(qiáng)度。（1）承載能力與材料選擇車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載：（2）底架車體底架設(shè)計(jì)型式：采用上拱型無(wú)中梁結(jié)構(gòu)，在兩枕梁之間設(shè)地板梁和側(cè)梁而無(wú)橫梁作用于地板面的垂向載荷和由牽引梁傳來(lái)的縱向力(牽引力或沖擊力)均由地板梁和側(cè)梁承擔(dān)。預(yù)制撓度在空載狀態(tài)下車體中央位置最大上撓度為10mm在滿載時(shí)地板面保持水平，即撓度為零。A車司機(jī)室端底架的前端設(shè)有撞擊能量吸收區(qū)在司機(jī)室端外側(cè)地板面高度設(shè)有防爬裝置構(gòu)造型式：由低合金高強(qiáng)度鋼制成的三筋式可折彎型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載可承受：垂直力：3.34×105N縱向力：5.6×105N牽引梁：安裝車鉤緩沖裝置傳遞車輛之間的牽引力和沖擊力，

底架端梁左右各有8個(gè)圓孔，用于安裝電纜及管路。（2）底架車體底架設(shè)計(jì)型式：地鐵車輛A車底架總圖

有司機(jī)室的A車底架總圖，由側(cè)梁、地板梁、枕梁、牽引梁和端梁組成。大部采用大型中空截面擠壓鋁型材拼焊而成。地鐵車輛A車底架總圖有司機(jī)室的A車底架總圖，地鐵車輛底架端梁、牽引梁地鐵車輛底架端梁、牽引梁地板梁橫向構(gòu)造：

由5塊形狀較復(fù)雜的中空截面的擠壓型材焊起來(lái)，高度為70mm零件構(gòu)造：

上下翼板之間有6塊斜筋板和一塊腹板，每塊地板梁下部還設(shè)有2對(duì)安裝車下設(shè)備的吊掛座。地板梁橫向構(gòu)造：地板梁零件構(gòu)造圖地鐵車輛底架地扳梁零件斷面圖地板梁零件構(gòu)造圖地鐵車輛底架地扳梁零件斷面圖底架側(cè)梁

高325mm、寬212mm的形狀復(fù)雜的鋁合金擠壓型材，

在兩腹板之間有多塊斜筋板和隔板，由于側(cè)梁在車體中受力較大其壁厚為4mm，個(gè)別地方達(dá)6mm及12mm。底架側(cè)梁 高325mm、寬212mm的形狀復(fù)雜的鋁合金擠壓地鐵車輛底架側(cè)梁零件圖地鐵車輛底架側(cè)梁零件圖（3）側(cè)墻型式左右各有五個(gè)車門和四個(gè)車窗側(cè)墻的上部又與車頂部件組合連接。組裝工藝側(cè)墻不作為獨(dú)立的整體部件將一個(gè)車窗的：窗框、窗下側(cè)壁及其左右窗問(wèn)壁或門間壁做成一個(gè)部件，及兩端2塊側(cè)壁。全車共12塊，直接與底架、車頂組裝。各個(gè)側(cè)壁部件均有縱向和橫向L形、U形或口形型材予以加強(qiáng)。（3）側(cè)墻型式地鐵車輛車體側(cè)墻部件圖地鐵車輛車體側(cè)墻部件圖（4）車頂構(gòu)造型式：由復(fù)雜形狀斷面的兩端小圓弧部分?jǐn)D壓型材和中部大圓弧部分鋁合金擠壓車頂板組成在車體端部車頂，因需要安裝空調(diào)機(jī)組，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。（4）車頂構(gòu)造型式：地鐵車輛車頂總圖地鐵車輛車頂總圖（5）端墻地鐵車輛端墻（司機(jī)室）圖（5）端墻地鐵車輛端墻（司機(jī)室）圖地鐵車輛端墻（通過(guò)臺(tái)）圖地鐵車輛端墻（通過(guò)臺(tái)）圖3、客室內(nèi)部裝飾客室地板結(jié)構(gòu)：由3層組成，8mm的橡膠布粘貼在鋁合金地板上，其上為16mm的層壓板，最上面的2mmPVC地板覆蓋層用強(qiáng)力膠與層壓板粘結(jié)。性能：地板整體結(jié)構(gòu)具有防水、防火、隔音、耐磨、無(wú)毒性能?？褪翼敯搴蛢?nèi)墻板均采用涂有密胺樹脂的裝飾層壓板，用壓條固定在車體內(nèi)壁上。座椅配置：每節(jié)車客室兩側(cè)各設(shè)4只長(zhǎng)座椅，兩端各設(shè)1只短座椅，全車共12只座椅，呈縱向配置。座椅底盤和靠背采用整體結(jié)構(gòu)材料性能：采用高阻燃性的玻璃鋼制成，由橡膠墊減振，固定在鋁合金座箱上，座椅的外形按人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，座椅兩端設(shè)安全擋板。立柱與扶手均用鋁管制成，立柱與地板聯(lián)接處，均用強(qiáng)力密封粘膠密封，防水、防火。3、客室內(nèi)部裝飾客室地板4、客室門、窗結(jié)構(gòu)設(shè)置：客室兩側(cè)各設(shè)5個(gè)車門，沿車長(zhǎng)方向均勻分布，采用氣動(dòng)對(duì)開(kāi)內(nèi)藏式滑動(dòng)移門。門葉上方設(shè)置一套氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，它由風(fēng)缸、鋼絲繩、滑輪、導(dǎo)軌、鎖鉤、地板導(dǎo)槽等組成。在門葉上設(shè)有定位開(kāi)關(guān)及指示燈。在正常運(yùn)行時(shí)，由司機(jī)室集中控制全列車的車門動(dòng)作，另外在氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)上還設(shè)有一套手動(dòng)裝置，在緊急情況下可打開(kāi)解鎖風(fēng)缸，直接在客室內(nèi)單獨(dú)打開(kāi)車門。結(jié)構(gòu)構(gòu)造：門葉由鋁框架、鋁板、層壓板組成，有較高的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)門葉中心作用90kg集中力時(shí)，撓度不得超過(guò)0.4mm，且不允許產(chǎn)生永久變形。車窗：每節(jié)車的客室每側(cè)各設(shè)4扇窗采用楣窗式結(jié)構(gòu)，由上、下兩部分組成，用一根環(huán)形的氯丁橡膠密封圈將窗框固定在車體側(cè)墻的窗孔內(nèi)。車窗的上、下部用鉸鏈聯(lián)接，可向車內(nèi)方向開(kāi)啟45°角，并可用頂部?jī)涉i銷鎖定在窗框上，窗玻璃采用雙層玻璃。4、客室門、窗結(jié)構(gòu)設(shè)置：車窗結(jié)構(gòu)車窗結(jié)構(gòu)二、我國(guó)研制生產(chǎn)的各型地鐵客車長(zhǎng)春客車廠自20世紀(jì)60年代開(kāi)始完全依靠自己的力量為北京地下鐵道設(shè)計(jì)制造了DK型地鐵客車。

二、我國(guó)研制生產(chǎn)的各型地鐵客車性能變遷與發(fā)展早期生產(chǎn)DK1、DK2、DK4、DK8與DK8A型地鐵客車采用直流電機(jī)，其主電路控制方式為凸輪變阻。80年代生產(chǎn)DK9、DK11、DK13等采用直流電機(jī)斬波調(diào)壓或斬波調(diào)阻的控制方式。90年代采用直流電機(jī)斬波調(diào)阻控制方式，配置無(wú)搖枕自由膜式空氣彈簧結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向架。鼓形車體的DK20型地鐵車配用DK16型轉(zhuǎn)向架，改進(jìn)車體結(jié)構(gòu)，增加了定員(Mc車228人，M車247人)。出口伊朗的217輛德黑蘭地鐵客車，其型號(hào)為DK21～DK24，引進(jìn)日本和韓國(guó)技術(shù)采用三相交流異步電機(jī)變頻變壓控制方式（VVVF），微機(jī)控制模擬電空制動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)車配備再生制動(dòng)等一系列新技術(shù)。該廠為北京新開(kāi)通的地鐵復(fù)八線研制的新型地鐵客車（DK28～DK31），性能變遷與發(fā)展早期1、DK8型地鐵電動(dòng)客車DK8型地鐵電動(dòng)客車是長(zhǎng)春客車廠20世紀(jì)80年代為北京地鐵研制的地鐵車輛車輛輪廓符合北京地下鐵道車輛限界采用第三軌受電電氣傳動(dòng)控制方式為直流電機(jī)凸輪變阻每?jī)奢v為一組，每輛車的一端有司機(jī)室，各車均為動(dòng)車在運(yùn)營(yíng)中據(jù)客流的變化可以按四、六、八輛連掛編列運(yùn)行，司機(jī)在首車司機(jī)室內(nèi)對(duì)全列車進(jìn)行集中控制。1、DK8型地鐵電動(dòng)客車DK8型地鐵電動(dòng)客車是長(zhǎng)春客車廠20（1）車體采用無(wú)中梁波紋地板薄壁焊接結(jié)構(gòu)，材質(zhì)均為碳素結(jié)構(gòu)鋼。底架的牽引梁采用200mm×73mm×7mm的槽鋼側(cè)梁及端梁采用180mm×68ram×7mm的槽鋼，金屬地板為厚2mm的波紋鋼板車頂為厚2mm的鋼板，側(cè)墻板為厚2.5mm的鋼板，各梁柱采用角鋼或鋼板壓型件。車體表面處理車體鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面均經(jīng)防腐處理，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)壁涂3～5mm厚的防震隔熱阻尼漿。內(nèi)外側(cè)墻、端墻板問(wèn)以及內(nèi)外頂板間均敷設(shè)超細(xì)玻璃棉?？褪覂?nèi)頂采用鋁合金板，其外露表面噴白色半光醇酸磁漆。客室內(nèi)側(cè)墻板均用塑料復(fù)合鋁板，地板為具有防火性能的輕質(zhì)陶砂乳膠水泥層，表面鋪設(shè)地板布。全車木梁均涂以防火漆。（1）車體采用無(wú)中梁波紋地板薄壁焊接結(jié)構(gòu)，材質(zhì)均為碳素結(jié)構(gòu)鋼（2）DK8型地鐵車輛配置所有車軸均單獨(dú)地由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有較大的啟動(dòng)加速度，滿足站距短、啟動(dòng)及制動(dòng)頻繁的運(yùn)行要求，提高車輛平均運(yùn)行速度。全車分為司機(jī)室和客室兩部分，列車具有最大的編組靈活性車內(nèi)座位靠側(cè)墻作縱向長(zhǎng)行排列，車內(nèi)有較寬的通道，便于旅客迅速上下車。全車座席位56，站位124，定員總數(shù)180人，并允許超員50％。每人按60kg計(jì)算載重?？褪颐總?cè)有3對(duì)風(fēng)動(dòng)拉門，車門有效開(kāi)度為1200mm，可保證乘客迅速上下車，以縮短停車時(shí)間。司機(jī)室前端采用略為斜傾的平面結(jié)構(gòu)，便于安裝和更換鋼化玻璃。（2）DK8型地鐵車輛配置所有車軸均單獨(dú)地由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)DK8型地鐵電動(dòng)客車總平面布置圖DK8型地鐵電動(dòng)客車總平面布置圖DK8型地鐵電動(dòng)客車斷面圖l—插銷插座連接器；2—主隔離開(kāi)關(guān)箱；3—直流斷路電器箱；4—電空接觸器箱；5—電磁接觸器箱；6—主控制器箱；7—制動(dòng)機(jī)安裝箱；8—電動(dòng)空氣壓縮機(jī)組；9—散熱器；10—油水分離器；11—總風(fēng)缸；12—接線盒；13—分線盒；14—蓄電池箱；15—電阻器；16—感應(yīng)分流器；17—牽引制動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)箱；18—電源變壓器；19—繼電器箱；20—熔斷器箱；2l—電動(dòng)發(fā)電機(jī)組；22—電喇叭DK8型地鐵電動(dòng)客車斷面圖l—插銷插座連接器；2—主隔離開(kāi)（3）客室車窗采用中空玻璃，司機(jī)前窗為鋼化玻璃，各門玻璃(除前端門和司機(jī)室側(cè)門外)均為統(tǒng)一規(guī)格的鋼化玻璃。司機(jī)室兩側(cè)設(shè)有帶升降窗的內(nèi)開(kāi)側(cè)門，后面正中有隔門與客室相通。司機(jī)室前部右側(cè)裝有司機(jī)臺(tái)、左側(cè)裝有廣播臺(tái)，司機(jī)臺(tái)與廣播臺(tái)側(cè)的側(cè)墻上裝有儀表盤和無(wú)線電通話機(jī)。（3）客室車窗采用中空玻璃，司機(jī)前窗為鋼化玻璃，各門玻璃(除（4）司機(jī)室司機(jī)室前部右側(cè)裝有司機(jī)臺(tái)、左側(cè)裝有廣播臺(tái)，司機(jī)臺(tái)與廣播臺(tái)側(cè)的側(cè)墻上裝有儀表盤和無(wú)線電通話機(jī)。主臺(tái)主要含兩大部分，操縱部分和監(jiān)視部分：操縱部分供司機(jī)進(jìn)行手操縱的各部分，有手柄、開(kāi)關(guān)和按鈕。（1）司機(jī)控制手柄主手柄和反向手柄，進(jìn)行列車的牽引，電制動(dòng)及換向。（2）制動(dòng)閥手柄或SD制動(dòng)機(jī)控制手柄供司機(jī)進(jìn)行列車的空氣制動(dòng)操縱。（3）KK開(kāi)關(guān)控制回路電源開(kāi)關(guān)。（4）頭、中、尾開(kāi)關(guān)司機(jī)臺(tái)控制回路開(kāi)關(guān)。（5）琴鍵開(kāi)關(guān)輔助設(shè)備的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)：壓縮機(jī)組、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組、交流電源機(jī)組、客車照明、輔助電路、電源、列車尾燈、電風(fēng)扇。（6）風(fēng)門主開(kāi)關(guān) 控制風(fēng)動(dòng)門動(dòng)作的主要開(kāi)關(guān)(與副臺(tái)輔助開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖)。（7）故障恢復(fù)及合閘按鈕

DS的合、分閘按鈕等。（8）GGK開(kāi)關(guān) 各車的隔離開(kāi)關(guān)。（9）前照燈開(kāi)關(guān)。（10）各種按鈕開(kāi)關(guān)AN。檢測(cè)監(jiān)視部分儀表主臺(tái)正前方有電壓表（電機(jī)電壓表和網(wǎng)壓監(jiān)視表）、電流表(每組電機(jī)各一塊)和速度表。司機(jī)臺(tái)右前方有風(fēng)壓表，即總風(fēng)和均衡風(fēng)壓力表和列車管及制動(dòng)缸壓力表。各種進(jìn)路及故障信號(hào)顯示（4）司機(jī)室司機(jī)室前部右側(cè)裝有司機(jī)臺(tái)、左側(cè)裝有廣播臺(tái)，司機(jī)臺(tái)2、DK20鼓形地鐵電動(dòng)客車DK20鼓形地鐵電動(dòng)客車為全動(dòng)車六輛編組，編組形式為Mc+M+M+M+M+Mc。Mc為帶有司機(jī)室的電動(dòng)客車，M為不帶司機(jī)室的電動(dòng)客車。配置受電型式：三軌受電網(wǎng)壓DC750V電機(jī)功率86kW，每輛車344kW，全組為2064kW。轉(zhuǎn)向架為第一系懸掛采用水平放置鋼彈簧、橡膠節(jié)點(diǎn)式軸箱定位。中央懸掛裝置為自由膜式空氣彈簧。采用焊接或鑄鋼構(gòu)架及單側(cè)無(wú)石棉合成閘瓦制動(dòng)裝置聯(lián)軸節(jié)為球面齒式聯(lián)軸節(jié)，構(gòu)造速度為80km／h。平穩(wěn)性指標(biāo)W≤2.75。制動(dòng)系統(tǒng)采用模擬式電空制動(dòng)機(jī)，電子防滑器?？諝庵苿?dòng)可與電制動(dòng)協(xié)調(diào)配合。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鼓形側(cè)墻取代了傳統(tǒng)的豎直側(cè)墻，在距底架邊梁上平面550mm處車體達(dá)到最大寬度2800mm該處為圓弧形狀，圓弧上部和下部沿切線方向與豎直方向內(nèi)傾一定斜角?？褪业膱A弧處正好是安裝縱向座椅的位置，使室內(nèi)空間增大，提高站立人數(shù)，增加定員。DK20型的Mc車定員為228人，M車定員為247人2、DK20鼓形地鐵電動(dòng)客車DK20鼓形地鐵電動(dòng)客車為全動(dòng)車（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)造配置車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：DK20車體鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)采用低合金耐候鋼，車體側(cè)墻、車頂?shù)牧褐嗖捎谩伴T”形斷面，與包板結(jié)合后構(gòu)成封閉形斷面，增加了車體的強(qiáng)度與剛度，提高了承載能力。經(jīng)強(qiáng)度試驗(yàn)其鋼結(jié)構(gòu)均滿足強(qiáng)度和剛度規(guī)范值的要求?？褪覂?nèi)端、頂、側(cè)墻板全部采用了玻璃鋼，玻璃鋼表面平整度好、色澤均勻、表面硬度高、耐腐蝕易清潔。玻璃鋼本身的強(qiáng)度、剛度完全滿足結(jié)構(gòu)需要，阻燃性好，是理想的車內(nèi)裝飾材料。側(cè)墻、車頂、端墻均采用大塊玻璃鋼，自然縫連接，實(shí)現(xiàn)了少用或不用壓條結(jié)構(gòu)，使車內(nèi)顯得簡(jiǎn)潔、明快、寬敞、大方。DK20型車體長(zhǎng)、車輛定距與DK8型相同（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)造配置車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：DK20型地鐵電動(dòng)客車平面布置圖DK20型地鐵電動(dòng)客車平面布置圖DK20型地鐵電動(dòng)客車斷面圖DK20型地鐵電動(dòng)客車斷面圖（2）車門每側(cè)有四個(gè)對(duì)開(kāi)側(cè)拉門門洞寬1300mm比DK8增加了一對(duì)側(cè)拉門，提高了旅客上、下車的速度，縮短了停站時(shí)間。（2）車門每側(cè)有四個(gè)對(duì)開(kāi)側(cè)拉門3、北京復(fù)八線交流傳動(dòng)電動(dòng)車組北京復(fù)八線地鐵車輛是具有20世紀(jì)90年代國(guó)際先進(jìn)水平的車輛。它采用了具有當(dāng)代先進(jìn)水平的VVVF逆變器控制的交流傳動(dòng)系統(tǒng)、靜止逆變器(SIV)輔助低壓電源、模擬式電空制動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)動(dòng)門傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)上述設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和故障數(shù)據(jù)處理、記錄的列車監(jiān)控系統(tǒng)、列車自動(dòng)保護(hù)(ATP)車載設(shè)備、車載無(wú)線通訊設(shè)備等。車輛走行裝置采用了具有運(yùn)行品質(zhì)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕的無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架。作為承載結(jié)構(gòu)的車體，采用了耐候鋼板經(jīng)過(guò)防腐預(yù)處理后焊接而成的整體承載薄壁筒形結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，重量輕，設(shè)計(jì)使用壽命超過(guò)30年。車體內(nèi)裝飾和設(shè)備也借鑒和采用了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)。車輛設(shè)計(jì)中，特別注意了符合國(guó)情和北京地下地上聯(lián)運(yùn)的實(shí)際需要。3、北京復(fù)八線交流傳動(dòng)電動(dòng)車組北京復(fù)八線地鐵車輛是具有20世Mc車的總體布置圖Mc車的總體布置圖Mc車客室斷面圖Mc車客室斷面圖采用VVVF交流相對(duì)直流的優(yōu)點(diǎn)車輛所采用的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)由變壓變頻(VVVF)逆變器和三相交流牽引電動(dòng)機(jī)組成，與傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有如下明顯的優(yōu)良性能：可以充分利用粘著，減少列車編組中動(dòng)車的比例。主電路無(wú)接點(diǎn)化，交流牽引電機(jī)無(wú)換向器無(wú)電刷，可以顯著提高列車運(yùn)行的可靠性，并極大地減少了維修作業(yè)。再生制動(dòng)可以從高速持續(xù)到5km/h以下擴(kuò)大了恒轉(zhuǎn)矩速度控制范圍，節(jié)省了電能，并且沒(méi)有電阻發(fā)熱的危害。電力制動(dòng)與空氣制動(dòng)的混合使用，可以充分發(fā)揮電力制動(dòng)的作用，減少空氣制動(dòng)閘瓦的磨耗。利用系統(tǒng)中的監(jiān)控和顯示功能，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以引導(dǎo)司機(jī)迅速采取對(duì)策，入庫(kù)后可迅速查找故障原因。與直流電機(jī)相比，交流牽引電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、檢修周期長(zhǎng)、使用壽命長(zhǎng)，并且重量輕、體積小。本系統(tǒng)的優(yōu)良調(diào)速性能更是直流傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法相比的，具有20世紀(jì)90年代世界先進(jìn)水平。采用VVVF交流相對(duì)直流的優(yōu)點(diǎn)車輛所采用的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)由變壓第三節(jié)小斷面地鐵車輛(K型地鐵車輛)對(duì)于城市交通中等運(yùn)量的地鐵線路，為了最大限度地降低地鐵建造費(fèi)用，特別是隧道開(kāi)挖工程耗費(fèi)，最大限度地利用隧道所提供的空間，發(fā)展小斷面地鐵是一行之有效的途徑。柏林工業(yè)大學(xué)(TU—Berlin)H.Bugarcic教授所推薦的K型地鐵車輛結(jié)構(gòu)方案遵循以下原則：(1)車輛的斷面輪廓應(yīng)在限界安全空間內(nèi)。(2)應(yīng)保證乘客具有適當(dāng)?shù)氖孢m度。(3)車頂輪廓形狀設(shè)計(jì)成與隧道頂部圓弧相配合，客室內(nèi)高應(yīng)不小于1.97m。(4)為盡可能降低車頂距軌面高度，以減縮隧道的直徑，車底架制成下凹形，兩轉(zhuǎn)向架之間的地板面距軌面降低至50.5cm。(5)車門、車窗設(shè)計(jì)成特殊的結(jié)構(gòu)形式，其上部向車內(nèi)折彎，呈圓弧或折線形。(6)原吊掛于車底架的設(shè)備箱移置于轉(zhuǎn)向架上方的車體內(nèi)。(7)采用小輪徑車輪和線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)。第三節(jié)小斷面地鐵車輛(K型地鐵車輛)對(duì)于城市交通中等運(yùn)量小斷面地鐵與常規(guī)地鐵隧道橫截面尺寸對(duì)照(a)V?V快速輕軌車；(b)V?V地鐵車輛；(c)小斷面地鐵車輛小斷面地鐵與常規(guī)地鐵隧道橫截面尺寸對(duì)照車型與隧道橫截面積之對(duì)照車型與隧道橫截面積之對(duì)照小斷面地鐵車輛與一般城市軌道車輛對(duì)照

小斷面地鐵車輛與一般城市軌道車輛對(duì)照三節(jié)式雙鉸八軸小斷面地鐵單元車組三節(jié)式雙鉸八軸小斷面地鐵單元車組小斷面地鐵車輛承載車體結(jié)構(gòu)小斷面地鐵車輛承載車體結(jié)構(gòu)第四節(jié)車輛碰撞能量吸收裝置的原理及設(shè)計(jì)一、概述在客運(yùn)交通中車輛運(yùn)行安全是至關(guān)重要的，尤其對(duì)行駛中的車輛發(fā)生意外碰撞、斷軸或脫軌等重大事故十分關(guān)注。一旦這類事故發(fā)生，如果不能在短時(shí)間內(nèi)將其巨大的動(dòng)能吸收掉，將會(huì)嚴(yán)重地危害著人身生命的安全和財(cái)產(chǎn)的損失。因此，近幾年來(lái)，很多國(guó)家在高速鐵路客車(其中包括機(jī)車)、城市軌道車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮將客室部分結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，以提高其耐撞性，對(duì)非客室部分的特定部位處安置能量吸收裝置和設(shè)置一些特殊的結(jié)構(gòu)形式，以期達(dá)到吸收大部分碰撞動(dòng)能和防止爬車的目的，從而最大限度地減少人員的傷亡。第四節(jié)車輛碰撞能量吸收裝置的原理及設(shè)計(jì)一、概述能量吸收裝置應(yīng)具備的基本要求(1)能使動(dòng)能的耗散以一種有控制的方式進(jìn)行，即不但能吸收掉所設(shè)計(jì)要求的碰撞能量，而且，能按設(shè)計(jì)要求控制碰撞力和減速度的變化。(2)為了使減速度a最小，應(yīng)有足夠大的變形行程，而且是不可逆的將沖擊動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃文芏纳⒌簦瑹o(wú)回彈碰撞，使遭受碰撞人員的損傷最小。(3)能量吸收裝置要性能穩(wěn)定，可靠，重量輕，成本低，易于制造。能量吸收裝置應(yīng)具備的基本要求(1)能使動(dòng)能的耗散以一種有控制二、能量吸收裝置的元件結(jié)構(gòu)形式、塑性變形能和極限載荷（1）能量吸收裝置的基本原理是利用其元件材料的塑性變形能來(lái)耗散所遭受的沖擊動(dòng)能，該元件是處在塑性大變形狀態(tài)。（2）極限狀態(tài)在外載荷達(dá)到某一定值時(shí)，理想剛塑性體可在外載荷不變的情況下發(fā)生塑性流動(dòng)，即無(wú)限制的塑性變形，這時(shí)稱元件或結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。（3）極限承載能力元件或結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)所承受的載荷與之相應(yīng)的速度場(chǎng)稱為塑性損傷機(jī)構(gòu)，或塑性流動(dòng)(可動(dòng))機(jī)構(gòu)。二、能量吸收裝置的元件結(jié)構(gòu)形式、塑性變形能和極限載荷（1）能1、結(jié)構(gòu)極限荷載的確定在極限狀態(tài)下，元件或結(jié)構(gòu)若有不同的幾個(gè)塑性流動(dòng)機(jī)構(gòu)，則對(duì)應(yīng)地可求得幾個(gè)不同的極限載荷值。極限狀態(tài)是唯一的，即極限載荷是唯一確定的。故選取其最小值作為該元件或結(jié)構(gòu)的極限載荷，則更接近或等于該元件或結(jié)構(gòu)的真實(shí)的極限載荷值。1、結(jié)構(gòu)極限荷載的確定在極限狀態(tài)下，元件或結(jié)構(gòu)若有不同的幾個(gè)2、能量吸收裝置的元件型式為了獲得性能穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計(jì)要求，能量吸收裝置多采用彎曲變形或壓縮變形的元件。1．受彎曲變形的元件(1)W(或V)形(2)圓管或圓環(huán)元件對(duì)徑受壓①受集中載荷對(duì)徑壓縮的圓環(huán)②物體M以低速v0碰撞圓環(huán)③圓環(huán)在兩平行剛性體間準(zhǔn)靜態(tài)碰撞2、能量吸收裝置的元件型式為了獲得性能穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計(jì)要求變形元件型式-1W形能量吸收元件變形元件型式-1W形能量吸收元件變形元件型式-2、3受集中載荷對(duì)徑壓縮的圓環(huán)物體M以低速v0碰撞圓環(huán)變形元件型式-2、3受集中載荷對(duì)徑壓縮的圓環(huán)物體M以低速v0變形元件型式-4Ps～δ/D關(guān)系曲線圓環(huán)在兩平行剛性體間準(zhǔn)靜態(tài)碰撞變形元件型式-4Ps～δ/D關(guān)系曲線圓環(huán)在兩平行剛性體間準(zhǔn)靜2．受軸向壓力作用的圓管(或圓筒)(1)圓管軸對(duì)稱屈曲①?gòu)澢冃文堍诠鼙谏鞆埶苄宰冃文?2)圓管非軸對(duì)稱屈曲(3)圓管在軸向被壓入模具中的變形受軸向壓力作用的圓管或圓筒，可能出現(xiàn)三種屈曲模式：即歐拉壓桿式的彈性屈曲，軸對(duì)稱屈曲和非軸對(duì)稱屈曲，作為能量吸收裝置中的元件，采用后兩者屈曲后的大變形。2．受軸向壓力作用的圓管(或圓筒)(1)圓管軸對(duì)稱屈曲圓管軸對(duì)稱屈曲模型圓管軸對(duì)稱屈曲模型圓管非軸對(duì)稱屈曲模式圓管非軸對(duì)稱屈曲模式圓管的卷曲變形圓管的卷曲變形3．超靜定結(jié)構(gòu)的極限載荷（1）一端固定一端鉸支的超靜定懸臂梁（2）超靜定剛架3．超靜定結(jié)構(gòu)的極限載荷（1）一端固定一端鉸支的超靜定懸臂梁超靜定懸臂梁超靜定懸臂梁剛架破壞可動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖剛架破壞可動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖三、車輛碰撞縱向設(shè)計(jì)載荷與變形的關(guān)系對(duì)各種能量吸收元件和結(jié)構(gòu)的塑性分析，可得到它們的塑性功。塑性功是不可逆的，需要消耗與之相當(dāng)?shù)哪芰?外力功)。由此，可根據(jù)一定的條件和要求，將它們應(yīng)用于車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在列車發(fā)生碰撞事故時(shí)，用以吸收沖擊動(dòng)能，這為防撞車輛設(shè)計(jì)提供了可靠的、比較方便的分析方法，也為其發(fā)展提供了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，由于現(xiàn)代運(yùn)輸業(yè)中，其中包括鐵路運(yùn)輸和城市軌道列車等，行車事故頻頻發(fā)生，根據(jù)文獻(xiàn)介紹，英國(guó)在1972～1981年10年間，鐵路運(yùn)輸發(fā)生事故次數(shù)多達(dá)83次，死亡人數(shù)共計(jì)68人；在1980～1989年10年間，死亡人數(shù)高達(dá)165人，后者比前者上升了140％，情況嚴(yán)重，迫使人們?nèi)ふ宜^的第二安全措施(相對(duì)于行車信號(hào)而言)，即車輛自身防碰撞性能的研究，這樣防撞車輛的設(shè)計(jì)研究便應(yīng)運(yùn)而生。此外，防撞車輛的設(shè)計(jì)與車輛的輕量化，提高列車運(yùn)行速度和運(yùn)用經(jīng)濟(jì)性是完全一致的。三、車輛碰撞縱向設(shè)計(jì)載荷與變形的關(guān)系對(duì)各種能量吸收元件和結(jié)構(gòu)車輛縱向設(shè)計(jì)載荷與車輛變形分級(jí)車輛縱向設(shè)計(jì)載荷(或車體縱向阻抗力)與車輛變形關(guān)系，大致分為四個(gè)等級(jí)。對(duì)應(yīng)大致有4個(gè)碰撞速度范圍：(1)速度為2.5m/s，重型調(diào)車動(dòng)能耗散主要靠車鉤緩沖器(2)碰撞速度為5m/s，為輕度碰撞考慮車體有一定的變形量(行程)約0.2m。其最大沖擊力值限制在800kN左右。(3)速度大于5m/s，小于10m/s時(shí)的碰撞，為中等碰撞。(4)速度大于10m/s時(shí)的碰撞，為嚴(yán)重碰撞事故車輛縱向設(shè)計(jì)載荷與車輛變形分級(jí)車輛縱向設(shè)計(jì)載荷(或車體縱向阻車體縱向力(阻力)與變形關(guān)系車體縱向力(阻力)與變形關(guān)系四、防撞車車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．BR防撞車用來(lái)進(jìn)行超越(爬車)和非超越碰撞試驗(yàn)(準(zhǔn)靜態(tài))各部分結(jié)構(gòu)作用：(1)牽引緩沖裝置，起牽引聯(lián)結(jié)緩沖作用，吸收一定沖擊動(dòng)能。用一個(gè)受剪切的螺栓將它與底架相聯(lián)結(jié)，螺栓的剪切破壞載荷為480kN。即當(dāng)縱向力為480kN時(shí)，緩沖器已達(dá)到最大容量，牽引緩沖裝置與底架脫離。(2)可更換式能量吸收裝置在車鉤兩側(cè)緩沖梁上，原安裝緩沖餅的位置處，各安裝一個(gè)玻璃鋼增強(qiáng)塑料(GRP)圓管。圓管的根部固定在緩沖梁上，另一端頭部裝有帶加強(qiáng)肋的防爬板。當(dāng)車輛碰撞時(shí)，使之與對(duì)面車的防爬板接觸，并阻止其垂向移動(dòng)。在塑料圓管內(nèi)防爬板的內(nèi)側(cè)焊有心軸，而心軸支承在底架上，當(dāng)GRP圓管折曲時(shí)，心軸向底架內(nèi)滑入。(3)底架結(jié)構(gòu)底架包括下側(cè)梁、橫梁、緩沖梁、斜撐和波紋地板組成。兩根斜撐上設(shè)有彎曲轉(zhuǎn)向結(jié)，以誘導(dǎo)起始屈曲。下側(cè)梁在前側(cè)門柱的下方設(shè)有幾個(gè)剪切連接結(jié)，將下側(cè)梁分為前段和后段兩部分，前段為引導(dǎo)部分，當(dāng)縱向力達(dá)到某一定值時(shí)，連接結(jié)被剪斷后，它便滑入略大一點(diǎn)的后段主下側(cè)梁內(nèi)。車體發(fā)生折曲。期間，除了車體結(jié)構(gòu)折曲吸收能量外，還需借助專門設(shè)置的能量吸收裝置以控制其阻力為常數(shù)。四、防撞車車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．BR防撞車?yán)m(xù)(4)上部結(jié)構(gòu)由端門柱(緩沖柱)、角柱、上側(cè)梁、上緩沖梁、車頂彎梁和上側(cè)門框、頂板、側(cè)墻板和端墻板等組成。上側(cè)梁和上側(cè)門框上開(kāi)有切口，使之向外折曲，以減少入侵容納司機(jī)的空間。(5)各構(gòu)件的連接結(jié)對(duì)各構(gòu)件的結(jié)合點(diǎn)處的連接結(jié)要求在大的塑性變形情況下，保持其完整性。全部焊接連接結(jié)設(shè)計(jì)的均由結(jié)點(diǎn)處較弱的構(gòu)件承受該結(jié)點(diǎn)處的全部塑性彎矩，在結(jié)構(gòu)折曲時(shí)，連接結(jié)構(gòu)繼續(xù)傳遞各構(gòu)件之間的彎矩和最終載荷續(xù)(4)上部結(jié)構(gòu)由端門柱(緩沖柱)、角柱、上側(cè)梁、上緩沖防撞車司機(jī)室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-側(cè)門上框；2-上緩沖梁；3-角柱；4-側(cè)墻板承梁；5-端墻板承梁；6-端門柱；7-防爬緩沖器；8-緩沖梁；9-車鉤；10-能量吸收牽引裝置；11-斜撐；12-CRP能量吸收元件；13-下側(cè)梁；14-鋁質(zhì)蜂窩扳；15-下側(cè)梁剪切連接鉸；16-下側(cè)梁導(dǎo)板；17-橫粱；18-牽引緩沖盒；19-后門柱；20-前門柱；2l-車頂彎梁防撞車司機(jī)室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-側(cè)門上框；2-上緩沖梁；3-角柱；4BR防撞車在實(shí)驗(yàn)室非

超越碰撞后的結(jié)構(gòu)變形情況BR防撞車在實(shí)驗(yàn)室非

超越碰撞后的結(jié)構(gòu)變形情況2．ORE防撞車與前述BR防撞車主要不同點(diǎn)為(1)牽引緩沖裝置安裝能吸收彈性能的緩沖器，在縱向力為600kN時(shí)，可吸收能量80kJ。用一受剪切的連接結(jié)使之與底架聯(lián)結(jié)，該連接結(jié)的破壞載荷為750kN。(2)司機(jī)室側(cè)墻和端墻(瞭望窗臺(tái)以下)內(nèi)敷設(shè)能量吸收襯層