动车组车头结构的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种动车组车头结构。

背景技术：

动车组是指具有至少两个动车和多个拖车组合构成的列车。动车，即带动力的车厢；拖车，即被拖着走的车厢。动车组车头结构一般设计成流线型。

随着我国动车组车速的提高，对动车组车头结构的安全性要求也越来越高。

因此，如何保证车头结构对碰撞能量的吸收及传递效率，以满足高速行驶工况对于碰撞能量吸收与分配的要求，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动车组车头结构，采用在车头前后方向上通长延伸布置的主纵梁，能够保证车头结构对碰撞能量的吸收及传递效率，满足高速行驶工况对于碰撞能量吸收与分配的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动车组车头结构，包括骨架和蒙皮，所述骨架包括环框、第一主纵梁、第二主纵梁和竖梁，其中：

所述动车组车头结构中的一位侧墙、二位侧墙和车顶的尾端均与所述环框连接；

所述一位侧墙和所述车顶之间相交的位置、所述二位侧墙和所述车顶之间相交的位置分别设置有一组所述第一主纵梁，每组所述第一主纵梁均由所述动车组车头结构的前墙延伸至所述环框；

所述一位侧墙的车窗下方和所述二位侧墙的车窗下方分别设置有多条并列布置的所述第二主纵梁，并且，所述一位侧墙的下方用于与车底连接的位置、所述二位侧墙的下方用于与车底连接的位置分别设置有所述第二主纵梁，每条所述第二主纵梁分别由所述前墙延伸至所述环框；

所述一位侧墙、所述二位侧墙和所述车顶上分别设置有多条平行布置的所述竖梁，所述竖梁与动车组前进方向垂直。

优选地，在上述动车组车头结构中，所述竖梁为板状结构。

优选地，在上述动车组车头结构中，还包括多条车顶纵梁和多条侧墙纵梁，其中：

多条所述车顶纵梁并列布置于所述车顶上；

多条所述侧墙纵梁分别布置于所述一位侧墙和所述二位侧墙上。

优选地，在上述动车组车头结构中，每组所述第一主纵梁中分别包括对称布置的两个所述第一主纵梁，每个所述第一主纵梁分别为横截面为l形或日字形或矩形的型材。

优选地，在上述动车组车头结构中，对称布置的两个所述第一主纵梁之间，设置有多条平行布置的板状连接梁。

优选地，在上述动车组车头结构中，所述蒙皮包括车顶蒙皮和侧墙蒙皮，所述车顶蒙皮和所述侧墙蒙皮分别与所述板状连接梁焊接固连。

优选地，在上述动车组车头结构中，所述一位侧墙和所述二位侧墙上，除了位于所述车窗的上下位置的所述竖梁之外，所述第一主纵梁和与其相邻的所述第二主纵梁之间的多个所述竖梁、彼此相邻的两个所述第二主纵梁之间的多个所述竖梁，分别在竖向延伸方向上一一对应。

优选地，在上述动车组车头结构中，所述车窗的前后两侧分别设置有第一加强梁，所述第一加强梁与所述动车组前进方向垂直，每根所述第一加强梁分别与所述第一主纵梁连接且延伸至车底，且被所述第二主纵梁分割成多个加强竖梁单元。

优选地，在上述动车组车头结构中，所述车顶上设置有第二加强梁，所述第二加强梁与所述动车组前进方向垂直，所述第二加强梁的两端分别与一组所述第一主纵梁连接。

优选地，在上述动车组车头结构中，所述蒙皮包括车顶蒙皮和侧墙蒙皮，所述车顶蒙皮和所述侧墙蒙皮分别采用带有多条t型加强筋的铝型材拉伸而成，所述t型加强筋位于所述蒙皮的内侧，所述t型加强筋沿车头前后方向延伸。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的动车组车头结构的骨架中，采用贯穿车头总长的多根第一主纵梁和第二主纵梁，作为车头中用于吸收和传递对碰撞能量的主传力梁柱，其中，一位侧墙和车顶之间相交位置的一组第一主纵梁、二位侧墙和车顶之间相交位置的一组第一主纵梁分别构成主传力区。

试验证明，本发明提供的动车组车头结构能够使车头受到的头部载荷有效地传递至车底和后部车体结构中，保证车头结构具有较高的对碰撞能量吸收效率和对碰撞能量传递效率，能够满足高速行驶工况对于碰撞能量吸收与分配的要求。

从而可见，本发明提供的动车组车头结构中的梁柱布置合理，能够将部分碰撞能量安全、迅速地传递到车体、底架等高强度模块，同时以竖梁为支撑加强车头结构强度，最终达到有效传递碰撞能量、极大提高安全性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的动车组车头结构的整体示意图；

图2是本发明实施例提供的侧墙骨架的布置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的侧墙骨架受力传导路线示意图；

图4是本发明实施例提供的蒙皮型材的断面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的车顶的外侧面的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的车顶的内侧面的骨架布置结构示意图；

图7是本发明实施例提供的板状连接梁的布置结构示意图；

图8是本发明实施例提供的动车组车头结构的主传力区的布置结构示意图；

图9是本发明实施例提供的主传力区的断面结构示意图。

其中：

1-一位侧墙，2-二位侧墙，3-前墙，4-车顶，5-环框，

6-第一主纵梁，7-第二主纵梁，

8-竖梁，9-t型加强筋，10-板状连接梁，

11-第一加强梁，12-第二加强梁，

a-主传力区。

具体实施方式

本发明公开了一种动车组车头结构，采用在车头前后方向上通长延伸布置的主纵梁，能够保证车头结构对碰撞能量的吸收及传递效率，满足高速行驶工况对于碰撞能量吸收与分配的要求。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图9，图1是本发明实施例提供的动车组车头结构的整体示意图，图2是本发明实施例提供的侧墙骨架的布置结构示意图，图3是本发明实施例提供的侧墙骨架受力传导路线示意图，图4是本发明实施例提供的蒙皮型材的断面结构示意图，图5是本发明实施例提供的车顶的外侧面的结构示意图，图6是本发明实施例提供的车顶的内侧面的骨架布置结构示意图，图7是本发明实施例提供的板状连接梁的布置结构示意图，图8是本发明实施例提供的动车组车头结构的主传力区的布置结构示意图，图9是本发明实施例提供的主传力区的断面结构示意图。

本发明实施例提供的动车组车头结构，包括骨架和蒙皮，骨架包括环框5、第一主纵梁6、第二主纵梁7和竖梁8，其中：

动车组车头结构中的一位侧墙1、二位侧墙2和车顶4的尾端均与环框5连接；

一位侧墙1和车顶4之间相交的位置、二位侧墙2和车顶4之间相交的位置分别设置有一组第一主纵梁6，每组第一主纵梁6均由动车组车头结构的前墙3延伸至环框5(即第一主纵梁6在车头前后方向上通长延伸布置，或者说第一主纵梁6贯穿车头总长)，以吸收车头受到的对碰撞能量载荷并将其有效地传递到后部车体；

一位侧墙1的车窗下方和二位侧墙2的车窗下方分别设置有多条并列(本文中所说的“并列”包括平行或非平行)布置的第二主纵梁7，其中：一位侧墙1的下方用于与车底连接的位置、二位侧墙2的下方用于与车底连接的位置分别设置有第二主纵梁7，以吸收车头受到的对碰撞能量载荷并将其有效地传递到车底和后部车体；每条第二主纵梁7分别由前墙3延伸至环框5(即第二主纵梁7在车头前后方向上通长延伸布置，或者说第二主纵梁7贯穿车头总长)，以吸收车头受到的对碰撞能量载荷并将其有效地传递到后部车体；

一位侧墙1、二位侧墙2和车顶4上分别设置有多条平行布置的竖梁8，竖梁8与动车组前进方向垂直(即位于垂直于动车组前进方向的竖向平面内)，竖梁8用于对车头结构起到支撑和进一步巩固强度的作用。

在此需要说明的是，本文中所说的“纵”和“纵向”是指动车组前后方向(“前”即车头前方，“后”即用于连接其它车厢的车头后方)，“竖”和“竖向”是指位于与动车组前后方向垂直的竖向平面内。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供的动车组车头结构的骨架中，采用贯穿车头总长的多根第一主纵梁6和第二主纵梁7，作为车头中用于吸收和传递对碰撞能量的主传力梁柱，其中，一位侧墙1和车顶4之间相交位置的一组第一主纵梁6、二位侧墙2和车顶4之间相交位置的一组第一主纵梁6分别构成主传力区a。

试验证明，本发明实施例提供的动车组车头结构，能够使车头受到的头部载荷有效地传递至车底和后部车体结构中，保证车头结构具有较高的对碰撞能量吸收效率和对碰撞能量传递效率，能够满足高速行驶工况对于碰撞能量吸收与分配的要求。

从而可见，本发明实施例提供的动车组车头结构中，梁柱布置合理，能够将部分碰撞能量安全、迅速地传递到车体、底架等高强度模块，同时以竖梁8为支撑加强车头结构强度，最终达到有效传递碰撞能量、极大提高安全性的目的。

在具体实施例中，一位侧墙1和车顶4之间相交的位置设置有两个第一主纵梁6中，二位侧墙2和车顶4之间相交的位置设置有两个第一主纵梁6，分别用于吸收与传导碰撞能量；而且，如图2所示，一位侧墙1的车窗下方和车底之间、二位侧墙的车窗下方和车底之间，分别设置有两根第二主纵梁7，用于吸收与传导碰撞能量；而且，一位侧墙1的下方用于与车底焊接，二位侧墙2的下方与车底焊接，该焊接位置分别设置有一根第二主纵梁7，用于吸收与传导碰撞能量。

从而可见，本发明实施例提供的动车组车头结构能够保证一位侧墙1和二位侧墙2的上、中、下部均有用于吸收和传递对碰撞能量的主传力梁柱。其中，位于侧墙下部的第二主纵梁7，不仅能够吸收车头受到的对碰撞能量载荷并将其有效地传递到后部车体，而且还能够将对碰撞能量载荷有效地传递到车底。

但是并不局限于此，在其它具体实施例中，还可以将第一主纵梁6设置成三个一组或四个一组或其它数量，且分别布置于一位侧墙1和车顶4之间相交的位置、二位侧墙2和车顶4之间相交的位置；也可以在一位侧墙1和/或二位侧墙2上设置两个或四个或其它数量的第二主纵梁7。本发明对于第一主纵梁6、第二主纵梁7以及竖梁8的具体设置数量不作具体限定。

在具体实施例中，如图2所示，布置竖梁8时，以其安装位置两侧的两根主纵梁(本文中，第一主纵梁6和第二主纵梁7统称为“主纵梁”)为基准，按照碰撞能量分配布置两根主纵梁之间的竖梁8，以保证侧墙(本文中，一位侧墙1和二位侧墙2统称为“侧墙”)的结构强度。骨架焊接以工装进行定位，保证了各型材梁柱之间的尺寸精度。

在具体实施例中，一位侧墙1和二位侧墙2按照车头纵向中心线对称布置。

在具体实施例中，竖梁8优选采用板状结构，其相对其它拉伸结构的竖梁来说，有利于降低加工难度和生产成本，提高加工效率。

在具体实施例中，上述动车组车头结构中还包括多条车顶纵梁和多条侧墙纵梁。其中，多条车顶纵梁并列布置于车顶2上，多条侧墙纵梁分别布置于一位侧墙1和二位侧墙2上。车顶纵梁和侧墙纵梁也可传导受力，利于头部载荷有效地传递至后部车体结构中。

在具体实施例中，上述第一主纵梁6、第二主纵梁7、车顶纵梁、侧墙纵梁均为型材拉伸结构，其横截面为矩形、日字形或l形等。此外，由于第一主纵梁6为用于传导车头上部受力的主传导梁柱、侧墙上靠近车窗布置的第二主纵梁7为用于传导车头中部受力的主传导梁柱、侧墙上靠近车底布置的第二主纵梁7为用于传导车头底部受力的主传导梁柱，而车顶纵梁和侧墙纵梁，主要用于支撑和安装蒙皮，并且在第一主纵梁6和第二主纵梁7的基础上辅助加强车头强度，从而，第一主纵梁6和第二主纵梁7的横截面积均大于车顶纵梁和侧墙纵梁的横截面积。

具体地，上述第一主纵梁6、第二主纵梁7、车顶纵梁、侧墙纵梁统称为纵梁梁柱，各纵梁梁柱之间通过上述竖梁8竖向连接和支撑，组成符合强度要求的车头骨架。

在具体实施例中，上述第一主纵梁6、第二主纵梁7、竖梁8、环框5、车顶纵梁、侧墙纵梁与蒙皮之间的相接位置分别焊接固定。

在具体实施例中，每组第一主纵梁6中分别包括对称布置的两个第一主纵梁6，每个第一主纵梁6分别为横截面为l形或日字形或矩形的型材，从而令主传力区a的截面通过型材端面构成型腔式结构，保证受力传导的强度与可行性，具体可参照图8和图9。

进一步地，对称布置的两个第一主纵梁6之间设置有多条平行布置的板状连接梁10，具体可参照图7。

具体地，上述蒙皮包括车顶蒙皮和侧墙蒙皮，车顶蒙皮和侧墙蒙皮分别与板状连接梁10焊接固连。

在具体实施例中，如图2所示，一位侧墙1和二位侧墙2上，除了位于车窗的上下位置的竖梁8之外，第一主纵梁6和与其相邻的第二主纵梁7之间的多个竖梁8、彼此相邻的两个第二主纵梁7之间的多个竖梁8，分别在竖向延伸方向上一一对应。

在具体实施例中，如图2所示，上述车窗的前后两侧分别设置有第一加强梁11，第一加强梁11与动车组前进方向垂直(即位于垂直于动车组前进方向的竖向平面内)。并且，每根第一加强梁11分别与第一主纵梁6连接，且延伸至车底，且被第二主纵梁7分割成多个加强竖梁单元。

在具体实施例中，如图6所示，车顶4上设置有第二加强梁12，第二加强梁12与动车组前进方向垂直(即位于垂直于动车组前进方向的竖向平面内)，第二加强梁12的两端分别与一组第一主纵梁6连接。

在具体实施例中，如图4所示，上述蒙皮包括车顶蒙皮和侧墙蒙皮，车顶蒙皮和侧墙蒙皮分别采用带有多条t型加强筋9的铝型材拉伸而成，t型加强筋9位于蒙皮的内侧，t型加强筋9沿车头前后方向延伸，以此保证车头强度、保证车头受力传导的分配，对受力传导起到加强的作用。

在具体实施例中，上述骨架和蒙皮均为铝型材结构，骨架和蒙皮焊接固连。

综上可见，本发明实施例提供的动车组车头结构，不仅可以有效地传递与吸收车头碰撞能量，使其分配均匀，提升安全性，而且生产工艺简便、误差低，易于焊接，组装方便、可靠。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。