玻璃钢与碳纤维头罩应用对比分析

以城轨车辆头罩为研究对象,对比分析了玻璃钢和碳纤维头罩在结构设计、力学性能及与车体连接结构的差异性。头罩与车体的连接方式可采用“粘接”或“粘接+机械连接”的方式。从轻量化角度考虑,碳纤维头罩相比玻璃钢头罩更轻,在未来轨道交通装备的轻量化发展中具有更好的应用前景,在力学性能方面碳纤维头罩要优于玻璃钢头罩,但在隔声降噪方面玻璃钢头罩性能更优,且碳纤维头罩对电磁波信号有着明显的减弱作用,不利于车辆天线信号的接收。结合仿真计算分析和冲击试验检测结果表明玻璃钢和碳纤维材质的头罩均可以满足其使用性能要求。

轨道车辆头罩虚拟装配技术研究

虚拟装配技术是提升轨道车辆大尺寸部件装配精度并进行尺寸控制的有效方法。文章针对某地铁车辆司机室,利用高精度三维扫描仪获取骨架与头罩两个子装配体装配面的三维形貌图,采用最佳拟合对齐、平面对齐和手动对齐三种方法进行虚拟装配,得出装配间隙和垂直面差。结果显示,在设置10 mm偏置(粘胶厚度)情况下,采用最佳拟合对齐法的装配间隙分布在4.906~17.156 mm,垂直面差分布在4.807~6.374 mm。而采用平面对齐法时,部分区域装配间隙为负值,这表明装配存在干涉。通过手动对齐法对子装配体进行平移或旋转后,又可避免装配干涉,且装配间隙分布在4.654~16.519 mm,与最佳拟合对齐法基本一致,证明了不同对齐方法虚拟装配结果的自洽性。对该司机室骨架和头罩进行实物装配,装配间隙偏差较大的区域与虚拟装配结果基本一致,证明了虚拟装配结果的真实性和有效性。

地铁车辆司机室碳纤维复合材料头罩的分步优化设计

以某款地铁车辆司机室头罩结构为研究对象,通过自由尺寸优化、尺寸优化以及铺层顺序优化,结合制造约束和工程经验,对碳纤维内外面板的铺层方向、厚度及顺序进行优化,得到最终设计方案。仿真结果表明,在满足强度、刚度和稳定性要求下,优化得到的复合材料司机室头罩相比优化前质量下降27%,比原玻璃纤维材质头罩质量下降37%,达到了较理想的轻量化效果。

时速160公里智能市域动车组司机室头罩的结构设计

基于目前城镇化发展趋势及市民通勤的需求,装备集团自主研制的快速度、大运量、高舒适性的市域快轨D型车辆,时速高达160公里/小时。在该项研发项目中,司机室头罩设计流线化外形,以相关标准为基础完成设计。在整个头罩结构设计中,经历了材料选型-结构设计-结构验证整个过程,过程中的相关方案将为以后的头罩设计提供参考。