XX工程学院车辆工程系本科毕业设计(论文)题目:C R H2型高速动车组车辆车体结构总体设计专业:机械设计制造及其自动化(城市轨道车辆)班级:城轨081学号:215080301学生姓名:指导教师:副教授起迄日期:2012.3~2012.6设计地点:车辆工程实验中心摘要随着科技和生活水平的提高,城市之间的距离越来越小,高速动车作为一种新的交通工具,正逐步代替原有的交通。
本文对CRH2型200km/h的高速动车组车体结构进行了总体设计。
根据国内外高速动车的发展概况和最新研究成果,以及为实现列车车体气密性和轻量化为目的,完成了CRH2型动车组的车体结构总体设计。
基本编组方案采用2动2拖,整车由8辆车组成,主要对头车车体进行了详细研究。
首先,是对车体的材料选择,经过对耐候钢,不锈钢和铝合金的比较可以看得出,采用铝合金是最合适的。
它可以降低车重,提高车辆加速度,降低运能消耗、牵引及制动能耗,减轻了对线路的磨耗及冲击,扩大了运输能力。
其次是对车体的结构进行选择,主要以双壳结构为主,并引入了模块化的概念,把铝合金车体分成若干模块,包块底架模块,侧墙模块,车顶模块,端部模块和车体附件等五大部分,每一种模块单独加工,互不影响。
最后把所有模块整合在一起,组成铝合金车体。
关键词:车辆工程;高速动车组;车体;铝合金ABSTRACTWith the technology and the improvement of living standards, the distance between the cities getting shorter and shorter. High-speed EMU as a new means of transport is replacing the existing traffic gradually. This paper introduces the design of overall body structure for 200 km/h of CRH2 EMU. According to the development overview and the latest research results of domestic and foreign high-speed EMUs, as well as to achieve the air tightness and weight of train for purpose, completing the design of overall body structure for the 200km /h EMU. 2M2T is selected as the basic formation program and it’s made up of eight vehicles, mainly taking some study on the rival car body. First of all, the choice of body material, compared with weathering steel, stainless steel and aluminum alloy, aluminum alloy is the most suitable. It can reduce the vehicle weight and improve vehicle acceleration. It also can reduce consumption of transport capacity, traction and braking, and even can reduce wear on the line and the impact, expand the transport capacity. Secondly, choose the structure of the body, mainly double-shell structure. It introduces the modular concept, the aluminum alloy body is to be divided into several modules, including block chassis modules, side-wall modules, roof modules, the end modules and annex to the bottom of vehicle, each module processes separately. Finally, form the aluminum alloy body with all modules together.Keywords: Vehicle Engineering; High-speed EMU; Body structure; Aluminum alloy目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 世界各国高速铁路发展概况 (1)1.3模块化铝合金车体发展现状 (3)1.3.1 动车车体模块化概念 (3)1.3.2 车体材料的选用 (3)1.4 主要研究内容及本文结构 (5)1.4.1 主要研究内容 (5)1.4.2 本文结构 (5)第二章CRH2动车组介绍 (7)2.1 编组 (7)2.2 主要技术参数 (7)2.3 其余参数 (8)2.3.1车门 (8)2.3.2座椅 (9)2.3.3车窗 (9)2.4 设计标准 (9)第三章高速动车车体结构设计 (10)3.1 概述 (10)3.1.1车体承载结构特点 (10)3.1.2车体用铝合金材料 (10)3.2 车体轻量化 (11)3.2.1 轻量化的目的 (11)3.2.2 车体轻量化的主要措施 (11)3.3 动车组车体结构 (12)3.3.1 国外典型的铝合金车体结构 (12)3.3.2单壳车体和双壳车体的比较 (15)3.3.3 断面结构的选择 (17)3.4动车组车体的结构组成 (18)3.4.1底架 (19)3.4.2 侧墙 (20)3.4.3 车顶 (21)3.4.4 端墙 (21)3.4.5 司机室头部结构 (22)3.4.6 车下设备舱 (25)3.4.7 前罩开闭装置 (25)3.4.8前头排障装置 (25)第四章车体气密性与校核 (26)4.1 车体气密性要求 (26)4.1.1 压力波对旅客舒适性的影响 (26)4.1.2 气密性要求 (27)4.1.3气密性处理 (27)4.2 车体气密性的意义 (27)4.3 车体垂向静载荷校核 (28)4.3.1 作用在车体上的垂向静载荷P st (28)4.3.2 校核 (29)第五章结论 (30)5.1 论文总结 (30)5.2 感想 (30)致谢 (32)参考文献 (33)附录A:英文资料 (34)附录B:英文资料翻译 (41)附件: 1.高速动车组头车车体图和司机室图2.毕业论文光盘资料第一章绪论1.1 选题背景与意义社会的进步和生产力的发展,推动着现代交通运输业的飞速发展。
轨道交通历史悠久,由于其自身的特点和优势,成为地面交通的主要支柱之一。
从世界第一条铁路建成开始并通车,铁路逐渐成为交通运输中的重要运输方式之一。
在几百公里内的短途运输中,内燃动车组和电力动车组是一种理想的交通工具。
由这种固定编组、自带动力的列车,运用灵活,前后行驶无需调头,可增加发车密度,且污染小,能耗低,特别适用于小编组、大密度的客运组织形式。
因此,动车组被一些发达国家普遍用于城际旅客运输。
2007年4月,我国成功实施了第六次铁路大面积提速,和谐号CRH动车组首次出现在中国铁路上,在既有线上实现了最高时速250公里的高速运营。
这标志着我国既有线提速达到了世界先进水平,铁路技术装备进入了世界先进行列。
铝合金车体是轨道交通设备的重要组成部分,它体现了一个国家的工业技术水平,同时也反应了一个国家的人文特征。
随着轨道交通事业的迅速发展和人们生活水平的提高,对车体综合性能的要求越来越高。
动车组的车体结构设计不同于我国现行普通客车车体结构设计。
为了满足高速列车的运用要求,对车体结构的要求也更加严格:第一是因为高速列车在交会和进入隧道时,压力波动明显增加,并且随着高速化、现代化的实现,需要增加许多设备安装在车体上,所以需要增加车体的强度;第二是由于车速的提高,轮轨间的动力作用加剧,单位重量需要的功率增加,所以需要努力减轻车辆自重。
因此,高速动车组车体结构研究就成为一个重要的课题。
1.2 世界各国高速铁路发展概况近半个多世纪以来,世界各国都在努力进行铁路的技术装备和现代管理的研究,努力推进铁路运输技术的进步,在很多发方面取得了突破性的发展。
与此同时,随着世界各国经济的发展和人民生活水平的提高,人们对于出行条件、旅行环境的要求越来越高。
高速铁路的出现,无疑对铁路复兴产生了积极影响。
铁路技术在20世纪60年代开始进入实用阶段。
1964年10月1日,日本率先建成世界上第一条高速铁路—东海道新干线,在东京—大阪间铁路线上,高速列车运行速度达到210km/h,年运送旅客1.3亿人次,相当于10条高速公路的运量。
1983年9月,法国巴黎—里昂间的TGV东南高速线(全长398km)通车运营,列车速度进一步提高到270km/h。
在短短的20年内,铁路高速运输发展已经遍及欧、亚、北美许多国家,在世界范围内引发了一场深刻的“交通革命”。
高速铁路之所以得到快速发展并受到世人的青睐,其主要优点在于能够满足旅客对缩短旅行时间、舒适方便且节省票价等需求。
与航空和高速公路相比,它还具有节约能源和减少环境污染的优势,有利于改善生态环境和实现可持续发展。
日本和法国自高速铁路开通运营以来,从没有发生过因高速技术本身造成的行车事故,增强了旅客乘车旅行的安全感。
高速铁路的兴起和发展是社会经济发展的必然结果,也是不断采用现代科技成果从低水平逐渐向高级阶段发展的必然产物。
世界各国经过第二次世界大战结束后的10年经济复苏,从20世纪50年代中期开始进入发展期。
由于经济和科技发展较快,对交通运输提出了高效、快速的要求。
这时,铁路开始引入现代科技新成果,以改变列车运行速度较低的被动局面。
首先将航空工业的新技术、新材料移植到机车车辆的结构之中,使车辆的自重大幅度减轻;电气化铁路的崛起,为高速运行提供了牵引动力的保证;电子和计算机信息技术的发展,又为列车牵引采用先进的交—直—交传动装置和实现列车的自动化控制开辟了广阔的前景。
最早致力于铁路高速运行的国家是法国,早在20世纪60年代初,其客运列车最高运行速度已达到160km/h。