一种蒙皮承力型车体肩部结构的制作方法

本发明涉及轨道交通设备技术领域，尤其涉及一种蒙皮承力型车体肩部结构。

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车顶进行肩部连接的过程中多采用位于侧墙和车顶间的连接梁体作为承力结构而承受载荷；而为了保证连接梁体的稳定性，通过环梁的设置而与连接梁体共同形成车身稳定的整体框架，从而确保最终车身外部轮廓的稳定性。

在上述环梁与连接梁体而组成的整体框架建立的过程中，鉴于承力的需求，使得环梁的设置密度以及环梁和连接梁体材料的使用量难以降低，无形中增加了生产难度和成本。

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，以期设计一种蒙皮承力型车体肩部结构。

技术实现要素：

本发明提供了一种蒙皮承力型车体肩部结构，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种蒙皮承力型车体肩部结构，包括：车顶结构和侧墙结构；

所述车顶结构包括：

顶部框架，包括若干横梁和至少两个第一纵梁，所述第一纵梁沿车身长度方向设置，所述横梁与所述第一纵梁垂直连接；

顶板，覆盖所述顶部框架；

所述侧墙结构包括：

侧框架，包括若干侧梁和至少一个第二纵梁，所述第二纵梁沿车身长度方向设置，所述侧梁与所述第二纵梁垂直连接；

侧板，覆盖所述侧框架；

其中，所述顶部框架、顶板、侧框架和侧板均为复合材料结构；

所述侧板边缘相对于所述第二纵梁向车体顶部延伸，且延伸部分与位于所述顶部框架边缘的所述第一纵梁固定连接。

进一步地，所述延伸部分与所述顶板间形成密封空间，所述密封空间用于对密封条进行容纳。

进一步地，所述车顶结构还包括第一连接板；

所述第一连接板与所述顶板连接，且与所述顶板间形成对所述第一纵梁进行容纳的第一腔体。

进一步地，所述第一连接板边缘向所述横梁与所述顶板间延伸，且所述横梁端部具有第一缩进区域，用于对所述第一连接板边缘进行容纳。

进一步地，所述侧墙结构还包括第二连接板；

所述第二连接板与所述侧板连接，且与所述侧板间形成对所述第二纵梁进行容纳的第二腔体。

进一步地，所述第二连接板边缘向所述侧梁与所述侧板间延伸，且所述侧梁端部具有第二缩进区域，用于对所述第二连接板边缘进行容纳。

进一步地，所述侧板包括：

固定板，与所述第一纵梁固定连接；

主板体，提供车体的局部外表面；

过渡板，为弯折结构，连接所述固定板和主板体，与所述顶板间形成所述密封空间；

其中，部分所述过渡板与所述固定板构成所述延伸部分，所述过渡板的另一部分与所述主板体局部以及第二连接板围设成所述第二腔体；所述第二连接板边缘与所述过渡板中构成所述延伸部分的结构局部贴合。

进一步地，所述固定板的厚度大于所述过渡板和主板体的厚度。

进一步地，还包括金属板体，分别与所述第一纵梁和第二纵梁固定连接。

进一步地，所述第一纵梁和/或第二纵梁为空心腔体结构。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中改变了原本通过梁体进行主要承力的方式，使得原本连续的环梁被间断为横梁和侧梁，且间断的部分通过侧板的延伸部分来实现连接，从而形成了以侧板承力为主的肩部结构，通过上述方式使得横梁和侧梁的设置密度有效降低，受力方式的改变同样可降低二者材料的用量，从而使得生产成本及生产难度有效降低。

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为蒙皮承力型车体肩部结构的结构示意图；

图2为车顶结构的示意图；

图3为车顶结构的分体示意图；

图4为第一腔体的使用示意图；

图5为侧墙结构的示意图；

图6为侧墙结构的分体示意图；

图7为第二腔体的使用示意图；

图8为侧板的结构示意图；

图9为蒙皮承力型车体肩部结构设置金属板体后的结构示意图；

附图标记：

a、车顶结构；1、顶部框架；11、横梁；11a、第一缩进区域；12、第一纵梁；2、顶板；6、第一连接板；61、第一腔体；

b、侧墙结构；3、侧框架；31、侧梁；31a、第二缩进区域；32、第二纵梁；4、侧板；41、延伸部分；42、固定板；43、主板体；44、过渡板；5、密封空间；7、第二连接板；71、第二腔体；

8、金属板体。

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1~9所示，一种蒙皮承力型车体肩部结构，包括：车顶结构a和侧墙结构b；车顶结构a包括：顶部框架1，包括若干横梁11和至少两个第一纵梁12，第一纵梁12沿车身长度方向设置，横梁11与第一纵梁12垂直连接，此处优选设置两个第一纵梁12，且设置于横梁11两端；顶板2，覆盖顶部框架1；侧墙结构b包括：侧框架3，包括若干侧梁31和至少一个第二纵梁32，第二纵梁32沿车身长度方向设置，侧梁31与第二纵梁32垂直连接；侧板4，覆盖侧框架3；其中，顶部框架1、顶板2、侧框架3和侧板4均为复合材料结构；侧板4边缘相对于第二纵梁32向车体顶部延伸，且延伸部分41与位于顶部框架1边缘的第一纵梁12固定连接。

本发明中改变了原本通过梁体进行主要承力的方式，使得原本连续的环梁被间断为横梁11和侧梁31，且间断的部分通过侧板4的延伸部分41来实现连接，从而形成了以侧板4承力为主的肩部结构，通过上述方式使得横梁11和侧梁31的设置密度有效降低，受力方式的改变同样可降低二者材料的用量，从而使得生产成本及生产难度有效降低。

通过框架结构对板体结构进行支撑的方式使得车体的主要结构单元稳定可靠，第一纵梁12和第二纵梁32设置于主体结构的边缘，同样起到了在肩部进行结构加强的作用。

作为上述实施例的优选，延伸部分41与顶板2间形成密封空间5，密封空间5用于对密封条进行容纳。密封空间5的形成满足了车体肩部的密封需求，且外部通过顶板2覆盖，车体美观性得到有效保证，密封条通过面贴合的方式夹持在顶板2和侧板4间，使用寿命和稳定性可得到有效的保证，安装也较为方便，可与顶板2和侧板4任意一者首先完成固定连接，而后与另一者自然贴合即可。

车顶结构a还包括第一连接板6；第一连接板6与顶板2连接，且与顶板2间形成对第一纵梁12进行容纳的第一腔体61。通过第一连接板6的设置，使得车顶结构a的加工获得更多工艺可能，在具体实施过程中，第一纵梁12一般为预先成型的结构，常采用复合材料拉挤工艺实现；而与之对应的顶板2可为预先成型的结构，此种形式下可通过粘接的方式或者连接件固定的方式与第一纵梁12建立连接，或者，与之对应的顶板2通过预浸料铺层的方式在模具内热压成型，顶板2所用的预浸料在模具内与第一纵梁12固定贴合，实现连接后形状的确定，最后通过热固的方式可一体成型；上述方式中，前者针对成型要求较高，难以保证顶板2与第一纵梁12的有效贴合，而后者由于二者的接触面积较小，连接处的稳定性难以得到有效保证，延伸贴合面积的方式必然会带来成本的增加。第一连接板6的使用有效的解决了上述技术问题，其中，针对第一连接板6的成型优选预浸料铺层而后固化成型对顶板2和第一纵梁12进行连接的方式，此种方式可在顶板2预先成型的情况下避免连接件的使用而建立顶板2和第一纵梁12的连接，或者，与同为预浸料铺层的顶板2同步固化成型，从而保证连接的稳定性。

第一连接板6边缘向横梁11与顶板2间延伸，且横梁11端部具有第一缩进区域11a，用于对第一连接板6边缘进行容纳。此种方式下可使得横梁11与第一纵梁12以及顶板2间的整体性有效增强，尤其在第一连接板6通过预浸料铺层而固化的方式下。

出于与第一连接板6同样的设置目的，侧墙结构b还包括第二连接板7；第二连接板7与侧板4连接，且与侧板4间形成对第二纵梁32进行容纳的第二腔体71。第二连接板7边缘向侧梁31与侧板4间延伸，且侧梁31端部具有第二缩进区域31a，用于对第二连接板7边缘进行容纳。上述第二连接板7的设置方式此处不再赘述。

为了保证起到主要承力作用的侧板4能够保证足够的强度，作为上述实施例的优选，侧板4包括：固定板42，与第一纵梁12固定连接；主板体43，提供车体的局部外表面；过渡板44，为弯折结构，连接固定板42和主板体43，与顶板2间形成密封空间5；其中，部分过渡板44与固定板42构成延伸部分41，过渡板44的另一部分与主板体43局部以及第二连接板7围设成第二腔体71；第二连接板7边缘与过渡板44中构成延伸部分41的结构局部贴合。

通过弯折结构的过渡板44的设置，提供了密封空间5的结构部分，而作为固定板42和主板体43的连接结构，通过第二连接板7边缘的贴合对此部分进行了结构的加强，提高了承力的可靠性，其中，与第二连接板7连接的面积越大则可获得更好的加强效果。第二纵梁32的外侧面与过渡板44和第二连接板7局部连接，也对上述加强部分进一步提供了结构的保证。

其中，固定板42的厚度大于过渡板44和主板体43的厚度，此部分厚度的增加可在成型过程中直接获得，针对车顶结构a和侧墙结构b的连接通过连接件实现固定，厚度的增加旨在弥补因开设连接件孔位所造成的结构破坏。

作为上述实施例的优选，还包括金属板体8，分别与第一纵梁12和第二纵梁32固定连接。针对上述金属板体8的使用，在第一纵梁12和第二纵梁32之间建立了连接关系，鉴于金属所具有的韧性，此处金属板体8的使用增加了肩部结构的稳定性，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。

其中，第一纵梁12和/或第二纵梁32为空心腔体结构，从而降低材料的使用量，当然，为了保证结构的稳定性，可在空心腔体结构内设置筋体结构，当然，可同样采用拉挤的方式获得。

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。