轨道车辆车体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁路运输技术领域，更具体地，涉及一种轨道车辆车体。此外，本发明还涉及一种制备上述轨道车辆车体的方法。
【背景技术】
[0002]轨道车辆包括高铁、动车、地铁、轻轨、磁悬浮列车等，轨道车辆车体主要是由车头部的头车车体和后面连接的若干个中间车车体构成，头车车体和中间车车体均是由车顶、侧墙、端墙、底架围成，头车车体的车头部还设置有司机室结构及罩在其外面的车头罩。底架一般是由底板及连接在其下面的边梁、横梁、缓冲梁、枕梁等承载梁构成。为了满足空气动力学性能，车头设置为细长流线型状，车体外表面均平滑过渡。为了追求动车、高铁等轨道车辆更快的运行速度，车体的轻量化设计成为必要措施。实现车体轻量化主要有两种途径:一是采用新材料，二是合理优化结构设计。传统的轨道车辆车体采用耐候钢车体和不锈钢车体，车体结构是采用单层外壳内部骨架的结构，目前是采用铝合金车体，制成中空型材结构，减重效果突出，得到快速的推广和普及。但作为金属结构，其自重依然很大，限制车速的进一步提高；并且铝是有限资源，限制其大规模的应用。
[0003]综上所述，如何使车体重量更轻、资源不受限制，是本领域技术人员需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的以上问题，本发明的目的在于提供一种轨道车辆车体，重量轻且原材料资源可再生。本发明的另一目的是提供一种制备上述轨道车辆车体的方法。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种轨道车辆车体，包括车顶、端墙、侧墙、底架，所述底架包括底板和承载结构，所述侧墙、车顶、底板围成车体车身，所述侧墙与车顶、侧墙与底板之间均通过圆角过渡，所述车体车身是由竹篾和树脂缠绕一体成型，所述端墙固定在所述车体车身的端部，所述车体车身固定在所述承载结构上。
[0006]优选地，所述端墙是由竹篾和树脂缠绕而成的曲面，所述端墙的轮廓形状与所述车体车身内表面相适应，使所述端墙恰好能够固定在所述车体车身端部的内表面上。
[0007]优选地，所述车体车身预埋有连接件，所述车体车身与所述承载结构通过所述连接件连接固定。
[0008]优选地，所述车体车身的内表面固设有承力构件。
[0009]优选地，所述车体车身的内表面和外表面均涂覆有防腐防水涂料。
[0010]优选地，所述承载结构为镁合金结构，所述镁合金结构表面涂覆有防腐涂料。
[0011 ] 优选地，所述轨道车辆车体包括头车车体，所述头车车体包括司机室结构和罩在所述司机室结构外部的车头罩，所述车头罩是由竹篾和树脂缠绕而成。
[0012]本发明还提供了一种制备上述轨道车辆车体的方法，包括: 树脂改性处理:向树脂中添加改性剂和阻燃剂，增大树脂韧性和强度，并使其具有阻燃性；
竹篾预处理:将原竹的竹青、竹黄去掉，剩余部分剖切成竹蔑，将所述竹篾进行脱水防腐处理，之后连接成连续长的竹篾带；
制作芯模:根据具体车型制作相应芯模；
缠绕车体车身:将所述竹篾带横向、纵向、螺旋交叉缠绕在芯模上，边缠绕边淋浇改性后的树脂，使所述竹篾带浸润所述改性后的树脂并粘结固化成型，脱模后制成车体车身；制作端墙和承载结构；
将端墙固定在制作好的车体车身的端部；
将制作好的车体车身固定在承载结构上。
[0013]优选地，所述树脂为氨基树脂。
[0014]优选地，所述制备方法还包括端墙的制作:
制作端墙芯模，所述端墙芯模横截面形状为所述端墙的轮廓形状，所述端墙芯模被所述横截面分为相同的两半；
竹篾和树脂采用车体车身所使用的经过预处理的竹篾带和经过改性处理的树脂；
将所述竹篾带缠绕在所述端墙芯模上，边缠绕边淋浇所述改性后的树脂，使所述竹篾带浸润所述改性后的树脂并粘结固化成型，之后沿所述端墙芯模横截面将缠绕好的成品切分为2半，脱模后制成2个相同的端墙。
[0015]本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于车体车身采用竹材作为原材料，资源可再生，不会受到资源限制，而且竹材质量轻，强度高，韧性好，利用长竹篾的高比强度、比模量，采用不破坏竹材自身结构、充分发挥其力学性能的缠绕工艺，辅以树脂的粘结固化作用，使制得的车体车身强度高、质量轻，缠绕一体成型使车体车身整体性能好，刚度高，并且使车体的侧墙、车顶、底板之间没有多余零部件连接，减少噪音和振动，且缩短制造周期，降低成本。由于采用竹材和树脂作为车身，重量大幅降低，保证车体轻量化、有助于提速的同时，降低车轮与轨道的接触力，减少对地面的振动，从而降低车外辐射的噪声，并且竹材与树脂构成的复合材料，本身具有良好的高阻尼特性，声衰减高，极大改善列车的抗振性能和声学性能。另外，由竹材与树脂复合后的材料经试验得出导热系数低于0.2，具有保温功能。所以，车体车身内部不需要再加其他减振、降噪、保温材料，就具有上述功能，降低成本，减少生产步骤，缩短制造周期。
[0016]本发明还提供一种制备上述轨道车辆车体的制备方法，该方法通过树脂改性处理，增大树脂的韧性、强度，并使其具有阻燃性能，使制得的车体整体具有防火性；去掉强度低的竹黄和不易浸胶的竹青，留下强度高且与树脂易结合的竹肉部分剖切成竹篾，脱水防腐处理使竹篾强度高、寿命长；缠绕车身时采用横向、纵向、螺旋交叉缠绕多种方向的缠绕，使车身表面各个方向均具有高力学强度。整个制备方法使制备出的车体强度高、寿命长，稳固耐用。
【附图说明】
[0017]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。
[0018]图1是本发明中一种【具体实施方式】所提供的轨道车辆车体结构示意图；
图2是图1中车体车身的结构示意图；
图3是本发明中一种【具体实施方式】所提供的轨道车辆车体结构纵向剖面图。
[0019]附图中标记如下:
1-车体车身、11-车顶、12-侧墙、13-底板、14-车头罩、2-端墙、3-承载结构。
【具体实施方式】
[0020]本发明的核心是提供一种轨道车辆车体及其制备方法，利用竹篾和树脂一体缠绕成型车体车身，有效地降低了轨道车辆车体的重量并使车体整体性能好。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。
[0021]请参考图1至图3，图1是本发明中一种【具体实施方式】所提供的轨道车辆车体结构示意图；图2是图1中车体车身的结构示意图；图3是本发明中一种【具体实施方式】所提供的轨道车辆车体结构纵向剖面图。
[0022]在一种【具体实施方式】中，本发明所提供的轨道车辆车体，包括车顶11、端墙2、侧墙12、底架，所述底架包括底板13和承载结构3，所述侧墙12、车顶11、底板13围成车体车身1，所述侧墙12与车顶11、侧墙12与底板13之间均通过圆角过渡，所述车体车身1是由竹篾和树脂缠绕一体成型，所述端墙2固定在所述车体车身1的端部，所述车体车身1固定在所述承载结构3上。车体车身1主要承受空气动力，车体自重由承载结构3承载。
[0023]承载结构3为现有技术中的常规结构，如具体可以包括两个纵向的边梁及与其相连的横梁、缓冲梁、枕梁，缓冲梁与车钩相连接，枕梁用以支持车体重量并与转向架相接，横梁用以支持车重并吊装下方的机器，材质可以为碳钢、不锈钢、铝合金等金属结构；端墙2的结构与材质也为现有技术中的常规结构，如碳钢、不锈钢、铝合金等金属结构；承载结构3和端墙2具体采用何种结构和材质，本发明对此不做进一步限制，都在保护范围内。车体车身1采用竹篾和树脂通过缠绕工艺一体成型，充分利用竹材自身优异的力学性能，采用可以充分发挥出其拉伸强度的缠绕工艺，与树脂复合，粘结固化为整体性能好、质量轻、强度高、弹性模量高、绿色环保的车体车身1。车体车身1表面均由圆角过渡，使满足空气动力学的要求的同时，便于竹篾缠绕过程中强度的充分发挥。车体车身1的截面形状为现有技术中的常规形状，如鼓形，或其他符合空气动力学要求的，四面均为凸弧面且相互之间平滑过渡的形状。车体车身1固定在承载结构3上，固定方式可以采用粘结度高的胶黏剂进行粘接，可以在车体车身1的底部通孔，采用螺栓螺母、方头法兰、定位销等方式与承载结构3连接固定，优选在缠绕车体车身1过程中，在车体车身底面缠绕上金属结构，之后再将该金属结构与承载结构3焊接固定；连接方式在本发明中不作进一步限制，都在保护范围内。端墙2固定在车体车身1的端部，可以固定在内表面也可以固定在外表面，固定方式可以采用粘结度高的胶黏剂粘接，也可以采用螺栓螺母、方头法兰、定位销等连接件固定，具体采用何种方式固定，本发明不做进一步限制，都在保护范围内。
[0024]在上述实施方式的基础上，端墙2是由竹篾和树脂缠绕而成的曲面，端墙2的轮廓形状与车体车身1内表面相适应，使端墙2恰好能够固定在车体车身1端部的内表面上。端墙2也采用竹篾和树脂缠绕制成，可