一种轨道车辆高强度车头铝结构的制作方法

本发明属于轨道车辆车头设计技术领域，尤其是涉及一种高强度铝结构车头。

背景技术：

随着我国高速动车组发展日渐成熟，对车头结构功能性方面的要求越来越高。我国高速动车组的司机登车门都设置在车体结构上，驾驶员需要从头车车体上的登车门进入，并经过观光区才能够到达司机室，非常不便。而如果把司机登车门设置在车头上，这会影响车头结构的强度，降低车头结构的安全性，因此，设计一种安全性与功能性兼具的新车头结构成为当下业界很棘手的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新型的高强度车头铝结构，在保证安全性的前提下，对车头铝结构进行功能性优化改进，解决了原有轨道车辆司机登车门设置在车体结构上存在的弊端。

为实现上述目的，本发明提供一种新型的高强度车头铝结构，由骨架与蒙皮焊接而成，其特征在于：车头侧墙骨架靠近司机室侧焊接一整体门框，整体门框分为上、下门框及左右门框四部分，四部分通过焊接连接，上下门框均为两端折弯形式的高强度铝合金板，保证整体门框与侧墙骨架连接的强度，下门框底部连接区域加工成梁柱形式与底架焊接，保证焊接时的现车研配，左右门框开有长圆孔与侧墙焊接，保证侧壁与侧墙梁柱连接时，不因门框过厚产生焊缝不透现象，上门框开焊槽与顶部原棱线蒙皮焊接，同时上门框与侧墙梁柱焊接连接，保证整体侧墙强度。

进一步地，上下门框分别与侧墙骨架中沿车长方向排布的铝型材梁柱处在同一条曲线上，起到连接两侧梁柱的作用，传递载荷，有利于能量的传导分配，避免出现应力集中，保证了车头结构的强度，

进一步地，左右门框中，右门框宽度大于左门框宽度，在受到载荷时起到承载整个门框的作用，并将载荷继续向后传递。

进一步地，上下左右四个门框的焊缝处错开侧墙骨架中沿车长方向排布的铝型材梁柱，避免应力集中，降低强度。

本发明有以下优点：

1.不同于现有车体上的门框结构，本发明的门框采用高强度铝合金板拼焊而成，自身具有很高的强度，与侧墙焊接时，利用上下门框自身的横梁连接原有的梁柱，尽可能的保留了原有梁柱的排布形式，使得载荷的传递方式与原结构相似，故虽然在侧墙上增加了门框，但依旧能够保证车体强度满足相关标准的要求。

2.本发明中设计的门框位置，选择了车头弧形较为平顺的部位，门框顶部与蒙皮焊接处开槽，不破坏原有的蒙皮棱线。不仅能保证门的净通过宽度与高度，又能保证登车门安装时较为简便，不需要过多的调整就能够与车头良好随形，既不影响美观，又实现了功能。

附图说明

图1为一种带有门框的高强度车头铝结构轴侧图；

图2为整体门框结构示意图；

图3为下门框下部与底架焊接接口示意图；

图4为左右门框与侧墙梁柱接口示意图；

图5为上门框与顶部接口示意图；

图6为侧墙受力传导路线示意图；

图7为整体门框对两侧梁柱支撑力示意图。

具体实施方式

本发明中，列车行驶方向为前，所以，车头铝结构左侧为前，右侧为后。

参照图1、图2，本发明的登车门框采用高强度铝合金板机加工制造，将门框分为上门框1、下门框3、左门框6、右门框4四部分，通过焊接连接，焊接后将门框整体再次加工保证精度，最后作为整体与车头侧墙骨架焊接，完成装配。上下门框均为两端折弯形式的高强度铝合金板，上下门框通过焊接衔接两侧梁柱，同时与左右门框焊接在一起，采用折弯形式，两种焊缝不会在上下门框两端聚集，避免应力集中在同一部位，能够保证结构的强度。并且为保证与车头随型，上下门框在车长与车宽两个维度上均有曲线造型，采用折弯结构，可以将上下门框与左右门框间的焊缝布置在近似竖直的左右门框上，避免焊缝同时承受车长与车宽两个维度上的应力，提高门框的强度。登车门左右门框分别是120mm宽与200mm宽的高强度铝合金板，侧墙铝型材梁柱传递载荷至120mm宽的左门框处时，高强度铝合金板具有足够的的强度，能够承受载荷并通过上下门框向后侧的右门框传递，后侧的右门框采用200mm宽的高强度铝合金板，更大宽度的铝合金板，能够在受到载荷时起到承载整个门框的作用，并将载荷继续向后传递。

参照图3、图4、图5，整体门框与底架焊接时，将下门框3底部连接区域加工成梁柱形式，保证焊接时的现车研配。左右门框与侧墙焊接时，在门框上增加长圆孔5，保证侧壁与侧墙梁柱连接时，不因门框过厚产生焊缝不透现象。门框与顶部焊接时，保留原棱线蒙皮，将其焊接在门框上，门框开焊槽，同时上门框1与侧墙梁柱焊接连接，保证整体侧墙强度。通过上述方案，将门框整体与车头侧墙骨架焊接并完成装配，既能够保证强度，又能够保证实际操作的可行性。

参照图6，上下门框分别与侧墙骨架中沿车长方向排布的铝型材梁柱7、8处在同一条带箭头的曲线上，起到连接两侧梁柱的作用，由一端传递的载荷按箭头方向指示能够通过上、下门框向后传递，有利于能量的传导分配，避免出现应力集中，保证了车头结构的强度。上下左右四个门框的焊缝处错开侧墙骨架中沿车长方向排布的铝型材梁柱，避免应力集中，降低强度。

参照图7，登车门左、右门框是较厚的高强度铝合金板，将两侧的梁柱与门框连接成一体，起到支撑两侧梁柱的作用，并能保证在承受两侧梁柱传递的载荷时不被破坏。

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