一种高速动车组车体肩部连接异形结构的制作方法

本发明涉及轨道交通设备技术领域，尤其涉及一种高速动车组车体肩部连接异形结构。

背景技术：

目前，高速动车组车体大多数采用全承载式铝合金结构，全承载式铝合金车体由底架、侧墙、车顶、端墙以及司机室几大部分组成，各个组成部分由大型铝合金挤压型材进行拼焊，各个组成部分之间进行焊接连接，这种全承载式铝合金车体承载着高速动车组运行过程中的所有载荷。

在技术发展过程中，为了满足高速动车组的轻量化需求，众多厂家通过复合材料对侧墙、车顶及端墙进行成型，极大程度上的降低了车身的重量，使得高速动车组的运行速度进一步提升，在对上述材料的侧墙及顶板进行肩部连接的过程中多采用连接梁体，为了保证此处的连接梁体的结构稳定性，往往通过做大连接梁体尺寸的方式实现结构的加强，无形中增加了连接梁体的材料使用和加工成本。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期设计一种高速动车组车体肩部连接异形结构。

技术实现要素：

本发明提供了一种高速动车组车体肩部连接异形结构，可有效解决背景技术中问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高速动车组车体肩部连接异形结构，包括：

由顶梁提供的顶梁连接板，所述顶梁连接板包括第一顶板和第一侧板；

由侧梁提供的侧梁连接板，所述侧梁连接板包括第二顶板和第二侧板；

连接梁，包括连接面和外支撑面，所述连接面包括第一贴合面和第二贴合面；所述第一贴合面至少与所述第一侧板局部贴合设置，所述第二贴合面至少与所述第二顶板和/或第二侧板局部贴合设置；

侧墙，覆盖所述第二顶板且至少局部嵌入所述侧梁连接板和第二贴合面之间；

上顶板，覆盖所述第一顶板和外支撑面，且与所述侧墙的转弯处对接；

所述顶梁、侧梁、连接梁、侧墙和上顶板均为复合材料结构。

进一步地，所述连接梁包括第一凸沿结构，所述第一顶板边缘设置有局部的缩进区域，所述第一凸沿结构对所述缩进区域进行填充而形成平滑的表面。

进一步地，所述顶梁和连接梁为独立成型结构，所述上顶板在自身成型过程中与所述顶梁和连接梁固化连接。

进一步地，还包括连接板体，所述第一顶板边缘设置有局部的缩进区域，所述连接板体一端对所述缩进区域进行填充而形成平滑的表面，所述连接板体中部插入所述第一侧板和第一贴合面、以及第二贴合面与第二顶板和/或第二侧板之间，所述连接板体另一端与所述上顶板边缘贴合。

进一步地，所述侧梁上设置有局部的凹陷区域，所述上顶板覆盖所述凹陷区域的局部位置，且与所述凹陷区域之间形成密封件的安装空间。

进一步地，所述连接梁包括第二凸沿结构，所述第二凸沿结构在所述安装空间内对所述上顶板进行支撑。

进一步地，所述连接面还包括第三贴合面，所述第三贴合面位于所述第一贴合面和第二贴合之间；

所述顶梁和/或侧梁边缘设置支撑沿，所述侧墙边缘插入所述支撑沿与所述第三贴合面之间。

进一步地，所述连接面还包括第三贴合面，所述第三贴合面位于所述第一贴合面和第二贴合面之间；

还包括金属弯折板，所述金属弯折板分别与所述第三贴合面及第二侧板连接。

进一步地，还包括金属连接板，所述金属连接板连接所述第二侧板与所述第一侧板相对于所述连接梁安装侧的背面。

进一步地，还包括t型金属板，所述t型金属板的第一边与所述第二贴合面贴合连接，且局部插入所述第二贴合面与所述第二顶板之间，与所述第一边中部垂直连接的第二边与所述第二侧板贴合连接。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

在本发明中，提供了一种可有效降低连接梁尺寸的肩部连接形式，其中，连接梁通过第一贴合面与第一侧板的贴合，以及上顶板对第一顶板和外支撑面的覆盖，使得连接梁与顶梁形成了相对整体的结构形式，上顶板、连接梁和顶梁之间建立了稳定的位置关系。当上述结构形成稳定的整体后，共同对侧梁施压，侧梁通过第二贴合面与第二顶板和/或第二侧板的贴合设置对上述整体结构进行支撑固定，可获得稳定的肩部连接结构。

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中记载的一些实施例，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为高速动车组车体肩部连接异形结构一种实施方式的分解示意图和对应的总体示意图；

图2为顶梁的局部示意图；

图3为侧梁的局部示意图；

图4为连接梁的结构示意图；

图5为高速动车组车体肩部连接异形结构的第二种实施方式的结构示意图；

图6为高速动车组车体肩部连接异形结构的第三种实施方式的结构示意图；

图7为高速动车组车体肩部连接异形结构的第四种实施方式的结构示意图；

图8为高速动车组车体肩部连接异形结构的第五种实施方式的结构示意图；

图9为连接梁的优化示意图；

图10为图5中a处的局部放大图；

图11为图6中b处的局部放大图；

图12为支撑沿的设置示意图；

图13为图7中c处的局部放大图；

图14为图5中d处的局部放大图；

图15为图1中e处的局部放大图；

附图标记：

1、顶梁连接板；11、第一顶板；11a、缩进区域；12、第一侧板；2、侧梁连接板；21、第二顶板；22、第二侧板；23、凹陷区域；3、连接梁；31、连接面；31a、第一贴合面；31b、第二贴合面；31c、第三贴合面；32、外支撑面；33、第一凸沿结构；34、第二凸沿结构；4、侧墙；5、上顶板；6、连接板体；7、安装空间；8、支撑沿；9、金属弯折板；10、金属连接板；101、t型金属板。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1~15所示，一种高速动车组车体肩部连接异形结构，包括：由顶梁提供的顶梁连接板1，顶梁连接板1包括第一顶板11和第一侧板12；由侧梁提供的侧梁连接板2，侧梁连接板2包括第二顶板21和第二侧板22；连接梁3，包括连接面31和外支撑面32，连接面31包括第一贴合面31a和第二贴合面31b；第一贴合面31a至少与第一侧板12局部贴合设置，第二贴合面至少与第二顶板21和/或第二侧板22局部贴合设置；侧墙4，覆盖第二顶板21且至少局部嵌入侧梁连接板2和第二贴合面之间；上顶板5，覆盖第一顶板11和外支撑面32，且与侧墙4的转弯处对接；顶梁、侧梁、连接梁3、侧墙4和上顶板5均为复合材料结构。

在本发明中，提供了一种可有效降低连接梁3尺寸的肩部连接形式，其中，连接梁3通过第一贴合面31a与第一侧板12的贴合，以及上顶板5对第一顶板11和外支撑面32的覆盖，使得连接梁3与顶梁形成了相对整体的结构形式，上顶板5、连接梁3和顶梁之间建立了稳定的位置关系。当上述结构形成稳定的整体后，共同对侧梁施压，侧梁通过第二贴合面31b与第二顶板21和/或第二侧板22的贴合设置对上述整体结构进行支撑固定，可获得稳定的肩部连接结构。

在实施过程中，由于连接梁3获得与顶梁的相对整体性，因此可借助顶梁本身的强度而实现连接梁3结构的增强，与连接梁3分别独立与顶梁和侧梁进行连接的形式而言，可有效降低连接梁3的尺寸，且获得同样的结构强度。

在实施过程中，如图1和5所示，分别展示了第二贴合面31b与第二顶板21局部贴合设置的结构形式；如图6和图7中，分别展示了第二贴合面31b与第二侧板22全部和局部贴合设置的两种结构形式；如图8所示，展示了第二贴合面31b与第二侧板22和第二顶板21局部贴合设置的结构形式，以上结构形式均在本发明的保护范围内。

当然，针对上述各结构形式，需要强调的是，无论是第一贴合面31a、第二贴合面31b、第一侧板12、第二顶板21或第二侧板22均可采用平整的表面或者具有弯折区域的表面，只需保证贴合关系即可；而各顶面和侧面的划分方式，即以普通技术人员对于顶面和侧面的方位理解即可。

其中，连接梁3包括第一凸沿结构33，第一顶板11边缘设置有局部的缩进区域11a，第一凸沿结构33对缩进区域11a进行填充而形成平滑的表面。

如图2、5~9所示，为了进一步提升连接梁3与顶梁的整体性，本优选方案中通过第一凸沿结构33的设置有效增加了二者的连接面31积，从而使得连接后的结构稳定性有效提升，其中，连接梁3的形状设计并不对上述整体性造成任何影响。

针对复合材料自身的成型特点，为了提高肩部连接的完整性，本优选方案中充分利用上顶板5的成型过程实现与顶梁和连接梁3的一体化连接，顶梁和连接梁3为独立成型结构，上顶板5在自身成型过程中与顶梁和连接梁3固化连接。

当然，上述连接形式在上顶板5成型过程中对顶梁和连接梁3的定位要求较高，因此作为上述实施例的替代形式，上顶板5也可为独立成型结构，而通过粘接或者连接件固定的方式与顶梁和连接梁3建立连接，上述形式均在本发明的保护范围内。

出于与上述实施例同样的技术目的，作为一种优选的方式，还包括连接板体6，第一顶板11边缘设置有局部的缩进区域11a，连接板体6一端对缩进区域11a进行填充而形成平滑的表面，连接板体6中部插入第一侧板12和第一贴合面31a、以及第二贴合面31b与第二顶板21和/或第二侧板22之间，连接板体6另一端与上顶板5边缘贴合；其中，连接板体6在自身成型过程中与顶梁、侧梁和连接梁3固化连接。

在此优优选方案中，上顶板5可为预先成型的独立结构，也可与连接板体6共同固化成型，通过连接板体6的设置，使得连接梁3被整体的包覆与上顶板5和连接板体6之间，且同时被固定于顶梁和上顶板5之间，从而一方面在提高顶梁和连接梁3的整体性同时，还可在一定程度上建立连接梁3和侧梁的连接。

当然，针对连接板体6的使用，也可采用预先成型的独立结构，通过粘接或者连接件固定的方式与其他结构建立连接，本优选方案中提供的仅为一种较佳的实施方式，但是具体的方式选择可根据具体的应用场景和生产条件进行选择。

作为上述实施例的优选，侧梁上设置有局部的凹陷区域23，上顶板5覆盖凹陷区域23的局部位置，且与凹陷区域23之间形成密封件的安装空间7。

通过本发明中的肩部连接形式，不可避免的会在上顶板5与侧墙4之间形成间隙，此种间隙的形成降低了产品的美观程度，且容易造成杂质的堆积，从而对连接处造成腐蚀，为了避免上述问题，本优选方案中通过安装空间7的形成供密封件设置，从而对此区域实现了完全的密封，同时也可起到缓冲减震的作用，有效的提升此结构位置处的使用寿命。

其中，在具体实施过程中，如图10所示，凹陷区域23可位于第二顶板21上的对应区域，在此区域内侧墙4与第二顶板21适应性成型而在外表面形成凹陷区域23，或者，如图11所示，凹陷区域23可位于第二顶板21与第二侧板22的连接区域，在此区域内侧墙4同样进行适应性成型即可。针对密封件的使用，可采用常规的密封条形式。

连接梁3包括第二凸沿结构34，第二凸沿结构34在安装空间7内对上顶板5进行支撑。参见图9~11，通过第二凸沿结构34的设置，使得上顶板5的边缘得到了加强，从而有效的提升了密封件的安装稳定性。具体的，密封件与上顶板5或者第二凸沿结构34贴合均可，因为其本身具有弹性，对结构的强度要求较小。通过凹陷区域23对密封件进行容纳，有效提升密封件的使用寿命，且保证其位置的稳定性。

作为上述实施例的优选，连接面31还包括第三贴合面31c，第三贴合面31c位于第一贴合面31a和第二贴合之间；顶梁和/或侧梁边缘设置支撑沿8，侧墙4边缘插入支撑沿8与第三贴合面31c之间。

本优选方案中，通过支撑沿8的设置，使得支撑梁在支撑沿8和上顶板5之间获得了更好的定位，其中，优选顶梁和测量边缘均设置支撑沿8，从而可使得上述定位效果更优，且使得侧墙4与顶梁和连接梁3之间均可建立一定的连接关系。

针对连接梁3，优选通过拉挤的方式进行成型，且在成型的过程中，同步形成内腔结构，出于结构加强的目的考虑，腔体内也可同步成型加强筋体，上述内腔结构的形成有利在通过连接件建立连接时的连接件固定问题。

或者，连接面31还包括第三贴合面，第三贴合面位于第一贴合面31a和第二贴合面31b之间；还包括金属弯折板9，金属弯折板9分别与第三贴合面及第二侧板22连接。

针对上述金属连接件的使用，如图13所示，在连接梁3和侧梁之间建立了连接关系，鉴于金属所具有的韧性，此处金属连接件的使用增加了由顶梁和连接梁3建立的结构整体与侧梁之间的稳定连接，在遇到较强外力的情况下，金属件的使用可获得更好的柔韧性，提高抗冲击能力。

出于同样的技术目的，还包括金属连接板10，金属连接板10连接第二侧板22与第一侧板12相对于连接梁3安装侧的背面。参见图14，此种方式则直接建立了顶梁与侧梁之间的连接关系，作为另一种优化方式，如图15所示，还包括t型金属板101，t型金属板101的第一边与第二贴合面31b贴合连接，且局部插入第二贴合面31b与第二顶板21之间，与第一边中部垂直连接的第二边与第二侧板22贴合连接。此种方式下，金属结构同样建立的是连接梁3与侧梁之间的固定关系，但是不同的是，形成了对侧梁的局部包覆结构，相对于上述第一种形式在两个方向上限制了侧梁的相对位置，为了提高t性金属板的结构强度，可增设加强筋结构。

在发明实施的过程中，针对金属结构的连接固定优选通过连接件进行，如图中的线条所示，通过连接件对板体进行连接较为容易实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。