一种等断面B型不锈钢车体耐撞前端底架结构的制作方法

本发明属于城市轨道交通技术领域，尤其是涉及一种等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构。

背景技术：

国内现有的b型不锈钢地铁车辆，b型等断面不锈钢车体材料和工艺比较成熟，易于焊接，接口尺寸稳定性好，易于批量生产。b型不锈钢地铁车辆碰撞吸能结构通常采用车钩和防爬器二级吸能结构，受制于列车编组长度、b型不锈钢车辆整车技术参数、车钩防爬器整体行程等的限制，车辆无法满足列车25km/h碰撞吸能对结构的耐撞性要求，钢结构安全性风险较高，对新型交通运量及频次的适应性低，基于日益增强的列车碰撞吸能要求，现有的车体结构在应对其耐撞性需求方面力不从心。根据车辆的单车运量、运营频次等综合性要求，车体钢结构特别是前端底架的安全性需要进一步提升。

技术实现要素：

本发明目的是基于既有不锈钢车体结构使用材料及制造工艺，在整车结构不做大幅改动，且重量变化低于100kg的情况下，提供一种应用在等断面b型不锈钢车体上的耐撞前端底架，通过在前端梁防爬器安装区域设置嵌入式补强梁、上部补强板，并加长前端底架长度，在前端底架尾部设置尾部纵梁，优化和加长应力传导路径，使前端底架的耐碰撞性能满足列车25km/h碰撞吸能耐撞性需求，实现车辆碰撞过程中的安全性及综合性能的提升。

为实现上述发明目的，本发明提供一种等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，包括枕梁、牵引梁、前端梁、纵向边梁、斜边梁、前横梁、后横梁，其特征在于：还包括嵌入式补强梁、上部补强板、尾部横梁、尾部纵梁，所述嵌入式补强梁为l型结构，设置在前端梁与斜边梁连接处，前端梁上部设置凹槽，嵌入式补强梁一端嵌入到所述凹槽内并与前端梁固定连接，另一端与斜边固定连接，嵌入式补强梁上侧设置上部补强板，上部补强板固定连接在前端梁与斜边梁转角的内侧，前端延伸到前端梁凹槽内并与前端梁、斜边梁、嵌入式补强梁固定连接，所述尾部横梁设置在后横梁后面，尾部横梁和后横梁之间设置多个尾部纵梁。嵌入式补强梁结构不仅提高防爬吸能区域的局部强度，也优化了应力的传导路径，嵌入式补强梁和前端梁上侧支撑车头骨架，可以提供足够强度，加长前端底架长度，在前端底架尾部设置尾部纵梁，枕内牵引梁受力传导到后横梁位置，通过尾部纵梁分散应力，加长应力传导路径。通过优化和加长应力传导路径，提高前端底架的吸能性能，增加耐撞性，安全性提高。

进一步地，所述嵌入式补强梁前端伸出前端梁外，端部下侧为斜向上的斜面，上侧支撑车头骨架，上侧受力可以更好的传导至前端底架结构。

进一步地，所述上部补强板一直延伸到内侧前部纵梁位置，与前部纵梁固定连接，上部补强板在前端梁与前部纵梁转角处设置圆角。补强板延长至前部纵梁，增加前端底架前部强度，提高耐撞性能。

进一步地，所述尾部纵梁其中的两个尾部纵梁设置在与牵引梁对应设置，其他尾部纵梁对称设置在所述两个尾部纵梁两侧，应力分散传递，提高安全性。

进一步地，所述斜边梁与前横梁的连接位置内侧设置三角形加强件，所述加强件由一个斜拉筋和上下两个三角形构成，增加前端底架前部强度，提高耐撞性能，增加安全性。

本发明在前端梁防爬器安装区域设置嵌入式补强梁、上部补强板，并加长前端底架长度，在前端底架尾部设置纵梁，整车重量增加小，低于100kg，有利于车辆的轻量化要求；本发明结构与现阶段整车材料及制造工艺符合性很高，只在前端梁和前端底架尾部增加部分结构，无大幅成本变化；本发明结构占用底架空间较小，不占用车下设备吊装、布线布管的空间，可操作性强；本发明结构满足列车25km/h碰撞吸能时对车体钢结构的耐撞性要求。

附图说明

图1为本发明前端底架结构示意图；

图2为图1的i局部放大图；

图3为前端横梁凹槽示意图；

图4为嵌入式补强梁安装上侧视图；

图5为嵌入式补强梁安装下侧视图。

其中：1-枕梁、2-牵引梁、3-前端梁、4-纵向边梁、5-斜边梁、6-前横梁、7-后横梁、8-嵌入式补强梁、9-上部补强板、10-尾部横梁、11-尾部纵梁、12-前部纵梁、13-加强件。

具体实施方式

参照图1，本发明具体实施方式是提供一种等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，包括枕梁1、牵引梁2、前端梁3、纵向边梁4、斜边梁5、前横梁6、后横梁7、嵌入式补强梁8、上部补强板9、尾部横梁10、尾部纵梁11，前部纵梁12，其中纵向边梁4、斜边梁5、与枕梁1、前端梁3沿车体纵向通过焊接连接为一体，牵引梁2与枕梁1、前端梁3在横向通过弧焊连接为一体，形成前端底架的主体框架，通过焊接的方式进行连接，辅以前横梁6、后横梁7、连接板6、尾部纵梁11和前部纵梁12保证前端底架强度。

在前端梁3防爬器安装区域设置嵌入式补强梁8，加强碰撞吸能过程中车体受力的传导性，嵌入式补强梁8为l型结构，设置在前端梁3与斜边梁5连接处，前端梁3上部设置凹槽，嵌入式补强梁8一端嵌入到所述凹槽内并与前端梁3焊接连接，另一端与斜边梁5焊接连为一体，嵌入式补强梁8上侧设置上部补强板9，上部补强板9固定连接在前端梁3与斜边梁5转角的内侧，前端延伸到所述凹槽内并与前端梁3、斜边梁5、嵌入式补强梁8固定连接，不仅提高防爬吸能区域的局部强度，也优化了应力的传导路径，所述嵌入式补强梁8前端伸出前端梁3外，前端下侧为斜向上的斜面，嵌入式补强梁8和前端梁3上侧支撑车头骨架，在整个底架乃至整车结构中，为车头骨架的焊接及安装提供坚实的基础结构。所述上部补强板9一直延伸到内侧前部纵梁12位置，与前部纵梁12固定连接，增加前端底架前部强度，提高耐撞性能，上部补强板9在前端梁3与前部纵梁12转角处设置圆角，避开焊接应力集中区域。

所述尾部横梁10设置在后横梁7后面，尾部横梁10和后横梁7之间设置多个尾部纵梁11，所述尾部纵梁11中的两个尾部纵梁与牵引梁2对应设置，其他尾部纵梁对称设置在所述两个位置纵梁两侧，枕内牵引梁2力传导到后横梁7位置，通过尾部纵梁11分散应力，加长应力传导路径。

所述斜边梁5与前横梁6的连接位置内侧设置三角形加强件13，所述加强件由一个斜拉筋和上下两个三角形构成，增加底架前端强度，增加安全性。

技术特征：

1.一种等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，包括枕梁(1)、牵引梁(2)、前端梁(3)、纵向边梁(4)、斜边梁(5)、前横梁(6)、后横梁(7)，其特征在于：还包括嵌入式补强梁(8)、上部补强板(9)、尾部横梁(10)、尾部纵梁(11)，所述嵌入式补强梁(8)为l型结构，设置在前端梁(3)与斜边梁(5)连接处，前端梁(3)上部设置凹槽，嵌入式补强梁(8)一端嵌入到所述凹槽内并与前端梁(3)固定连接，另一端与斜边梁(5)固定连接，嵌入式补强梁(8)上侧设置上部补强板(9)，上部补强板(9)固定连接在前端梁(3)与斜边梁(5)转角的内侧，前端延伸到前端梁(3)凹槽内并与前端梁(3)、斜边梁(5)、嵌入式补强梁(8)固定连接，所述尾部横梁(10)设置在后横梁(7)后面，尾部横梁(10)和后横梁(7)之间设置多个尾部纵梁(11)。

2.根据权利要求1所述的等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，其特征在于：所述嵌入式补强梁(8)前端伸出前端梁(3)外，端部下侧为斜向上的斜面。

3.根据权利要求1所述的等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，其特征在于：所述上部补强板(9)一直延伸到内侧前部纵梁(12)位置，与前部纵梁(12)固定连接，上部补强板(9)在前端梁(3)与前部纵梁(12)转角处设置圆角。

4.根据权利要求1所述的等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，其特征在于：所述尾部纵梁(11)其中的两个尾部纵梁设置在与牵引梁对应设置，其他尾部纵梁对称设置在所述两个尾部纵梁两侧。

5.根据权利要求1所述的等断面b型不锈钢车体耐撞前端底架结构，其特征在于：所述斜边梁(5)与前横梁(3)的连接位置内侧设置三角形加强件(13)，所述加强件(13)由一个斜拉筋和上下两个三角形构成。

技术总结
本发明提供一种等断面B型不锈钢车体耐撞前端底架结构，包括枕梁、牵引梁、前端梁、纵向边梁、斜边梁、前横梁、后横梁，其特征在于：还包括嵌入式补强梁、上部补强板、尾部横梁、尾部纵梁，所述嵌入式补强梁为L型结构，前端梁上部设置凹槽，嵌入式补强梁一端固定在所述凹槽内，另一端与斜边固定连接，嵌入式补强梁上侧设置上部补强板，所述尾部横梁设置在后横梁后面，尾部横梁和后横梁之间设置多个尾部纵梁。嵌入式补强梁结构不仅提高防爬吸能区域的局部强度，也优化了应力的传导路径，加长前端底架长度，在前端底架尾部设置尾部纵梁，加长应力传导路径。通过优化和加长应力传导路径，提高前端底架的吸能性能，增加耐撞性，安全性提高。

技术研发人员：许娜;李颖;刘杰;刘恺
受保护的技术使用者：中车长春轨道客车股份有限公司
技术研发日：2020.09.11
技术公布日：2021.01.15