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城市轨道车辆车体分析和结构说明首先，城市轨道车辆的车体通常由铝合金或不锈钢材料构成，这些材料具有较轻的重量和高的强度，能够提供良好的结构支撑和碰撞吸能性能。
车体结构以箱型结构为主，具有强度高、刚性好的特点，能够抵抗外部冲击和扭曲变形。
此外，车体采用分割式结构设计，方便维修和更新车辆的各个组件，降低了维护成本。
其次，城市轨道车辆的车体结构包括车头、车体和车尾三个部分。
车头通常配备了自动驾驶系统和防撞装置，以保证列车在行驶过程中能够准确无误地运行，同时提供紧急制动功能，确保乘客的安全。
车体部分由若干车厢组成，车厢之间通过连接节进行连接。
车厢内部设有座椅、扶手、垂直支撑杆等设施，以提供乘客的座位和站立空间，并通过各种装饰和灯光设计，提供舒适和宜人的乘坐环境。
车尾部分通常安装有备用能源设备和故障排除系统，以应对紧急情况和故障发生时的处理。
另外，为了提高乘客的安全性和舒适性，城市轨道车辆还采用了一系列的防振、减噪和减震设计。
例如，车轮和轨道之间安装了减震橡胶垫，用于减少车辆和轨道之间的冲击和振动。
车厢底部和车体的结构也采用了一些减震和吸震材料，以降低乘客的震动感和噪音。
车厢内的扶手和座位也采用了防滑和减振材料，提供更好的乘车体验。
此外，城市轨道车辆还配备了先进的空调和通风系统，以保持车厢内的舒适温度和空气流通。
车体上还安装了紧急开门装置和灭火设备，确保乘客在紧急情况下的安全疏散和火灾防控。
总之，城市轨道车辆的车体设计和结构旨在提供乘客的安全、舒适和便利性。
通过采用适当的材料和结构设计，车体具有较轻的重量和高的强度，能够抵抗冲击和变形。
同时，车体还配备了各种防振、减噪和减震设计，以提供更加舒适的乘车环境。
通过不断改进和创新，城市轨道车辆的车体设计和结构将进一步满足乘客的需求，并为城市交通提供更加高效和智能的解决方案。
大运量高安全性地铁车辆结构设计研发随着城市化进程的不断加速，城市交通拥堵成为一大隐患，轨道交通作为城市快速交通的一种有效手段，已经成为城市交通解决方案的一部分。
地铁作为城市轨道交通的主体，其车辆结构设计的发展是城市轨道交通发展的重要组成部分，高运量和安全性是地铁车辆结构设计的核心目标。
为了实现这一目标，需要进行大运量高安全性地铁车辆结构设计研发，以满足日益增长的城市轨道交通需求。
（1）车辆结构合理布局在大运量地铁车辆结构设计中，需要合理布局车辆内部空间，以最大限度地提高乘客的承载量。
通过科学的内部布局设计，可以增加座位和站立空间，从而提高车辆的乘载量。
还需要考虑车辆的通行能力，以确保乘客上下车和站内行走的顺畅。
（2）高效能动力系统大运量地铁车辆需要配备高效的动力系统，以实现车辆对多乘客的高负载运输。
动力系统的选择和设计需要考虑车辆的最大运行速度、加速度和启动性能，以满足大运量的需求。
还需要考虑动力系统的能源利用效率和环保性能，以降低运营成本和减少对环境的影响。
（3）车辆空调系统在大运量地铁车辆结构设计中，空调系统的设计也至关重要。
高效的空调系统可以有效地调节车辆内部的温度和湿度，提高乘客的舒适度和乘坐体验。
空调系统还需要具备足够的制冷/制热能力，以应对不同季节和气候条件下的运行需求。
（4）车辆智能控制系统智能控制系统是大运量地铁车辆的关键组成部分，它可以实现车辆的自动控制和监测，提高运行效率和安全性。
通过智能控制系统，可以实现车辆的自动驾驶、列车间的自动调度、车辆设备的自动检修等功能，从而提高运营效率和降低运营成本。
高安全性地铁车辆的车身结构设计需要具备足够的抗挤压和抗撞击能力，以保证车辆在意外情况下乘客的安全。
车身结构设计需要考虑车辆的强度和刚度，以抵抗外部力的作用，确保车辆在运行中的稳定和安全。
（2）防撞设施设计为了提高地铁车辆的安全性，需要在车辆的前后部分设置防撞设施，以减少车辆在碰撞或追尾事故中的受损程度。
城市轨道交通车辆结构与设计摘要：轨道交通作为一种重要的陆上交通工具，得益于该种交通模式人员承载能力强，建设成本投入低，整体运营速率较快等优势，现已成为广大人民群众日常通行当中的首选交通模式。
轨道列车是一个非常复杂的系统，其中结构设计尤为重要，直接关系到列车的运行安全。
关键词：城市；轨道交通；车辆结构；设计1车身轻量化设计策略在进行轨道交通车辆结构设计的过程中，相关工作人员必须要对车身当中的板梁结构进行着重关注。
由于板单元的应力较大，它主要用于建造车体的主梁，而梁单元是小梁形成的单元之一，同时混合了焊接技术。
车身的总体结构是结合多年来的设计和试验验证结果确定的。
因此，在车体结构轻量化的过程中，车体的梁柱布置不会发生变化。
主要通过高新技术减轻车体结构所用材料的重量，不影响车体的承载条件。
主要工作是优化局部板梁的厚度，梁单元的厚度不会因结构承载而消除。
1.1科学选择最佳变量1.1.1分组优化为了提高轨道交通车辆的运行速度，减少车辆运行过程中的能源消耗，现代化技术人员会对车身进行轻量化设计，选择的轻量化结构越多，其轻量化效果越显著。
然而，在对车辆结构进行轻量化设计的过程中，为其添加过多的轻质结构单元部件，其设计过程就会涉及到多方面因素，还要对车辆的自身稳定性作出全面考量，这就导致轻量化设计效率无法达到令人满意的效果。
因此，在实际的轻量化设计的过程中，技术人员可采取分组轻量化设计模式，并根据厚度的相似性和差异进行分组。
但值得技术人员关注的是，采取整体化的板梁结构设计模式，能够让轻量化设计效率更具优势，相关技术人员必须要对整体结构当中质量较大的结构部件进行优化设计，并应考虑质量较小构件的应力和灵敏度分析。
轻量化前，技术人员需要提前对轨道交通车辆的具体结构状况进行深入的了解和分析，从而制定出最佳的设计方案，以达到轻量化后的理想效果。
1.1.2变量的进一步划分结合初始变量，相关工作人员便能获取较为初期的变量信息参数，随后要对各类变量的参数状况进行调整，还要对变量变化对应的结构质量改变进行严格监管，以此来保障结构质量到达理想标准，同时还不会对车辆主体结构的强度造成影响。
大运量高安全性地铁车辆结构设计研发随着城市化进程的加速，城市交通问题日益突出。
地铁作为城市交通系统中的重要组成部分，承载着大量的乘客出行需求。
为了应对不断增长的客流量和确保乘客的安全，地铁车辆的结构设计研发显得尤为重要。
本文将从大运量和高安全性两个方面探讨地铁车辆结构设计研发的相关内容。
一、大运量方面地铁车辆的大运量设计旨在确保车辆能够承载大量的乘客，并且能够稳定、高效地运行。
在大运量方面，地铁车辆的结构设计需要考虑以下几个方面：1. 车辆长度和设计载客量：地铁车辆的长度和设计载客量直接影响着车辆的运载能力。
在设计阶段，需要根据城市交通状况和乘客出行需求确定车辆的长度和设计载客量，以满足不同城市的实际需求。
2. 车辆内部空间设计：地铁车辆内部空间应设计得宽敞舒适，以容纳更多的乘客。
合理的车厢布局和座椅设计能够最大限度地利用空间，并提高乘客的乘坐舒适度。
3. 车辆运行速度和加速度：车辆的运行速度和加速度直接关系到车辆的运载效率。
在设计阶段需要考虑如何提高车辆的运行速度和加速度，从而缩短列车的运行时间，提高运载效率。
4. 车辆排列方式：地铁车辆的排列方式也是影响运载能力的关键因素。
合理的车辆排列方式能够最大限度地减少列车之间的间隔，提高运载效率。
二、高安全性方面地铁作为城市交通系统中的重要组成部分，乘客的安全是至关重要的。
地铁车辆的结构设计需要具备高安全性，以确保乘客出行的安全。
在高安全性方面，地铁车辆的结构设计需要考虑以下几个方面：1. 车辆车体结构：车辆车体是地铁车辆的重要组成部分，其结构设计直接关系到车辆的安全性。
在设计阶段需要考虑车体的材料选择、强度设计等因素，以保证车体的牢固性和抗击碰撞的能力。
2. 车辆安全系统：地铁车辆需要配备一系列安全系统，包括防撞系统、制动系统、紧急停车系统等，以应对突发情况并确保乘客的安全。
3. 火灾安全设计：地铁车辆需要考虑火灾的安全设计，包括火灾探测系统、烟雾排放系统等，以最大限度地减少火灾对乘客和车辆的影响。
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第17期·47·文章编号：2095－6835（2020）17－0047－03大连地铁1号线南关岭车辆基地架大修工艺优化张汉冰（中国铁路设计集团有限公司，天津300308）摘要：通过对大连地铁1号线南关岭车辆段的架大修检修工艺的优化，结合国内城市轨道交通车辆段的检修标准、规范及运营部门的使用经验，制定了更适合运营的地铁车辆架大修工艺流程。
重点介绍了南关岭车辆段架大修库的检修工艺流程，解决了车辆段架大修工艺设计的几个关键问题。
随着城市轨道交通在中国更为广泛的推广，还有更好的车辆架大修检修工艺流程值得分析、探讨。
关键词：城市轨道交通；架大修；检修工艺；车辆段中图分类号：U239.5文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.17.018大连地铁1号线是大连市第四条建成运营的城市轨道交通线路，于2015-10-30开通运营，全长28.3km ；共设车站22座，列车采用6节编组B 型车。
目前1号线车辆已运营4年多，部分车辆已走行50余万千米。
根据《地铁设计规范》要求，车辆即将进行架修。
1号线设南关岭车辆段，承担大连地铁1、2、5号线的车辆架修任务。
南关岭车辆段设计架大修能力为3列位。
原工艺流程不够顺畅、合理，本次设计根据运营部门的使用需求及使用习惯，对南关岭架大修原工艺流程进行了优化及调整，在此与大家探讨、分享。
1架大修基本流程及设备需求地铁车辆的架修作业主要包含：①对车辆的重要部件，特别是转向架及轮对、电机、电器、空调机组、车钩缓冲器装置、制动系统等进行分解、清洗、检查、探伤、修理[1]，更换报废或即将报废的零部件；②对电子部件进行清洗及测试；③对蓄电池进行清洗及充放电作业；④对车辆各系统进行全面检测、调试及试验。
地铁车辆的大修作业主要包含：对车辆各部件和系统包括车体在内进行全面的分解、检查及整修，结合技术改造对部分系统进行全面的更换，对车辆各系统进行全面检测、调试及试验。
大连地铁1、2号线车辆车体结构设计
0 前言
随着我国国民经济的持续快速发展，城市化进程的不断加快，市内交通需求持续增长，城市交通设施与城市化发展的矛盾逐渐显现。
轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠、准点舒适等优势成为我国城市公共交通的发展方向。
大连地铁1号线起自姚家，终至河口，线路全长28.339km；2号线起自东海公园，终至南关岭，线路全长36.562km。
车辆要适应大连市的自然环境和地铁线路条件，能在地下、地面和高架线路上运行，车辆采用3动3拖六辆编组方式。
为此，大连地铁1、2号线车辆研发设计成B2型不锈钢车辆，车体采用不锈钢材料的轻量化整体承载焊接结构，具有列车自动驾驶功能，采用模块化设计。
以下介绍大连地铁1、2号线车辆车体结构、部件和轻量化等方面的具体设计。
1 车体结构设计
1.1 车体钢结构组成
大连地铁1、2号线车辆为6辆/列编组，车辆分为带司机室拖车（Tc车）、带受电弓动车（Mp车）和不带受电弓动车（M车）三种。
车体是车辆运输的载体，要承受各种静载荷、动载荷、冲击、振动，应该满足构造速度运行的要求，保证车辆运输安全。
除此之外，还要满足密封、减振、隔热和防火性能要求，考虑在各种条件下的架车、起吊、高空作业安全、救援、调车、连挂、多车编组回送、事故状态下的应急措施。
大连地铁车辆车体结构采用不锈钢轻量化设计，是典型的薄壁筒型整体承载的点焊传力结构。
车体的主体结构由底架、左右侧墙、端墙、顶棚、司机室等结构焊接组成。
下图为Tc车体钢结构装配三维图。
图1 Tc车体钢结构装配
1.2 底架装配
车体底架为无中梁结构，主要由端底架、不锈钢横梁、波纹地板、不锈钢底架边梁等组成。
Tc车底架I位端有防爬装置和吸能区，II位端与Mp车前后端基本相同。
枕梁和牵引梁部位采用耐候钢材料，波纹地板选用标准的型材断面，在底架前后部，与枕梁和端梁塞焊焊接为一体。
Tc车I位端底架由吸能结构、牵缓组成、枕梁等组成。
图2 Tc车底架装配
1.3 侧墙装配
侧墙钢结构由侧墙板、立柱、横梁、底部横梁和门框等焊接成为整体。
侧墙结构采用分块模块化设计，由门口隔开。
车体左右侧墙完全对称，每侧设有5个门和3个侧窗。
图3 Tc车侧墙装配
分块侧墙组成由门立柱装配、窗立柱装配、窗上梁装配、窗下梁装配、底部横梁等组成，部件之间均采用点焊连接。
各分块侧墙组成框架结构在专用焊接胎具上，通过自动点焊与蒙皮支撑板、窗中板、窗下板装配、窗角焊接形成一个分块侧墙组成单元。
车体侧墙两侧设有一定数量的安装座、安装梁及走线架，与侧墙钢结构刚性连接，用来安装门系统、客室座椅、内墙板、门立柱及走线等。
1.4 顶棚装配
顶棚钢结构由两个上弦梁、顶部弯梁、侧顶板及两个空调机组平台一起焊接组成，在顶棚骨架上面铺设波纹板。
图4 顶棚装配
空调机组平台模块化设计，组焊后的空调机组平台整体与顶棚弯梁、波纹顶板及车顶上弦梁组焊为一体。
空调机组平台设计时充分考虑整个平台的强度和刚度。
整个平台由横梁、纵梁等几部分组成，装配各梁之间使用点焊形成框架结构。
弯梁上铺有波纹顶板组成。
波纹顶板两端增加补强板以保证车顶的强度及刚度。
1.5 端墙装配
端墙钢结构由不锈钢外板，门口立柱、顶部弯梁、小横梁和贯通
道安装梁、底部横梁组成。
1.6 司机室钢结构
司机室采用含钢结构骨架的整体玻璃钢结构，与车体的底架、侧壁和顶棚连接到一起。
玻璃钢司机室主要由玻璃钢外罩组成（含钢结构骨架）、裙板、挡板、脚蹬等组成。
玻璃钢外罩钢结构骨架与玻璃钢外罩之间的螺栓连接方式，可以进行上下和前后的调节。
2 车体材料的选择
轻量化是指采用现代设计方法和有效手段对产品进行优化设计，或使用新材料在确保产品性能指标的前提下，尽可能降低产品自身质量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。
城轨车辆车体轻量化通过选用强度更高、质量更小的新材料及设计更合理的车体结构来实现，车体轻量化是大连地铁1、2号线车辆车体材料选择的重要衡量标准。
2.1 奥氏体不锈钢
车体材料的选择关系到车辆成本、重量、安全性、美观性等，因此车体选材是车体设计必须考虑的重要问题。
目前城市地铁车辆车体材料有普通钢、不锈钢和铝合金三种。
不锈钢和铝合金相比，耐热性不锈钢优于铝合金。
根据国内外地铁车辆车体采用不锈钢和铝合金的实践经验，地铁车辆耐候钢车体自重约9～10t，不锈钢车体约7～8t，铝合金车体约5～6t，然而铝合金的抗拉强度不如不锈钢，而且铝合金刚度低，为保证车体具有足够的承载强度和刚度，铝合金车体必须采用大型中空型材及其组合件，并且加大板厚。
耐腐蚀性方面，二者都具有较好的耐腐蚀性，但不锈钢车体比铝合金车体更优越，不锈钢车体在制造过程中不用进行防腐保护，完工后也不需涂漆。
经济型方面分析，铝合金车的平均采购价格约是普通钢车的1.8倍，不锈钢车的采购价格约是普通钢车的1.2倍。
维修费用方面，不锈钢车体最优。
整个地铁车辆寿命周期来看，铝合金车体高于普通钢车体高于不锈钢车体。
综合考虑成本、维护等多方面因素，大连地铁1、2号线车辆车
体材料采用车辆专用奥氏体不锈钢，不锈钢化学成分、机械性能、质量等级符合德国标准EN*****-2或日本标准*****5：1999（底架牵引梁及枕梁部位采用满足EN*****标准的耐候钢），其化学成分、力学和物理性能及焊接特征如下。
2.2 不锈钢化学成分和力学性能
车体不锈钢化学成分和力学性能如表1和表2。
*****中的Ni和Cr含量低于SUS304，其屈服极限比（屈服强度/抗拉强度）亦不大于0.8，因而具有更加良好的冲压加工性能，且能通过冷冲压加工提高其抗拉强度。
*****通过冷加工可以得到不同的强度，然后根据应用部位不同采用屈服强度为200～700N/mm2不等的材料。
2.3 物理性能及焊接特征
由于奥氏体钢特殊的物理性能，在焊接过程中会引起较大的应力与变形。
奥氏体不锈钢加热到450～850摄氏度时会发生敏化，钢材中的Cr的碳化物会沿晶界析出，使得晶界附近因含Cr量下降而出现晶界腐蚀，同时屈服强度和抗拉强度会急剧下降。
另外，不锈钢材料的热膨胀系数为钢的1.5倍，因此相同热量的变形量会比普通钢材大的多。
因此，不锈钢车体制造工艺中一般避免采用电弧满焊，多采用电阻点焊工艺。
3 车体强度与刚度计算
根据标准EN*****：2010“铁道车辆车体结构要求”，大连地铁1、2号线车辆类型归属于其中的P-III，即地下快速轨道交通车辆。
车体能够承受垂直、纵向、扭转、自重、载重、牵引力、横向力、制动力等动、静载荷及作用力，在其使用期限（30年）内能承受正常载荷的作用而不产生永久变形和疲劳损伤，具有足够的刚度和强度，满足维修和纠正脱轨等要求，车体可承受的纵向压缩和拉伸静载荷分别不低于800kN和640kN。
以下以Tc车为例，介绍车体强度刚度计算模型和结果分析。
本次静强度和刚度计算工况共17个，通过计算，大连地铁1、2
号线不锈钢点焊地铁Tc车车体的静强度和刚度的分析结果表明：在垂直静载荷的作用下，车体中央断面底架边梁下翼缘的垂直挠度值小于挠跨比1/1000的设计要求；根据各工况下的应力云图显示，车体在垂直载荷工况、纵向压缩工况、纵向拉伸工况、救援工况、吊装工况及扭转载荷工况等作用下，所有部位应力均不超出该部位所选材料的许用应力。
因此该车刚度和强度均满足设计要求。
4 车体静强度试验
2021年12月，由青岛四方车辆研究所按*****5-2006《铁道车辆车体的静载荷试验方法》和EN*****标准对大连地铁1、2号线车辆车体钢结构进行垂向载荷试验、车端压缩载荷试验、车端拉伸载荷试验、扭转试验和三点支承试验。
试验结果表明，车体结构设计均满足要求，并且与计算结果基本相符。
5 结语
通过以上设计和试验验证的首批38列大连地铁车辆已经交付使用，运用良好。
该车辆的设计过程中采用CREO软件三维技术，使用PLM系统进行数据的管理和使用，采用了自顶向下的设计方法，实现了设计整车参数化和各部门并行工作，不仅达到了设计要求，实现了预期目标，而且极大提高了工作效率和设计水平。
