车身和制造方法技术

本发明专利技术的实施例涉及一种车身制造方法。所述方法包括：将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度；以及固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例总体涉及一种车身(vehicle body)。其他实施例涉及轨道车辆的具有减少重量的车身和其制造方法。
技术介绍
在轨道工业中，利用轨道车辆来在导轨上将乘客和/或货物从一个位置运输到另一位置。通常，机车为列车提供动力。机车通常具有两种车身型式中的一种，即平台型式(platform style)(也被称为机罩单元型式(cowl unit style))或车身单元型式(carbody unit style)。在平台型式机车情况中，机车具有全宽封闭车身。这种车身仅是一种壳体或帐篷状结构，并且不承载载荷。实际上，平台型式机车的所有强度处在位于底盘下方的机车平台结构/框架中。具有平台车身型式的机车通常是十分重的，因为需要大梁和其他大量结构构件来支撑机车部件如发动机、燃料、交流发电机、冷却系统等的全重。对比平台设计，车身单元或简称为车身，从位于侧部和车顶中覆盖机车全宽的桥式桁架(bridge-truss)架构来得到其结构强度。当构造车身时，残余应力(residual stresses)由于构架的制造过程和/或形状而累积。因此，为了安全支撑机车部件全重，车身架构实际必须过度设计(over-engineered)以考虑到车身中的残余应力。这种过度设计可采用较厚框架构件形式，从而使重量增加。然而，在某些情形中，机车重量是一个主要关心的问题。例如，轨道安全组织可具有最大重量要求。具体地说，当行进通过某些桥梁或者其他导轨区域时，机车重量可能是一个主要关心的问题。因此，可能期望通过以下方式来减少机车的重量：消除与机车制造相关的残余应力，从而不再需要过度设计车身的结构构件来补偿车身中的残余应力。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种车身制造方法。所述方法包括将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起(cambered)且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度(degree of play)(例如，非零的游隙度)。(所述车身包括联接在一起的所述框架组件和所述平台。)所述方法进一步包括固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在车身中提供大致零残余应力。本专利技术的另一个实施例涉及一种车身。所述车身包括在载荷的作用下可在拱起位置与非拱起位置之间移动的底部框架以及固定到所述底部框架的顶部框架。当底部框架处于拱起位置并且顶部框架被固定到底部框架时，在顶部框架和底部框架中都存在大致零残余应力。本专利技术的另一个实施例涉及一种具有车身的车辆。所述车身包括：平台组件，所述平台组件在载荷下可在拱起位置与大致非拱起位置之间移动；框架组件，所述框架组件具有多个结构构件；以及第一滑动接板，所述第一滑动接板将所述顶部框架组件固定到所述平台组件。所述第一滑动接板可配合地接合到所述框架组件的所述结构构件中的至少一个并且被固定附接到所述平台组件，以便当所述平台处于所述拱起位置时，所述车身中展现出大致零残余应力。根据本专利技术的另一个实施例，一种方法包括：将车辆的框架组装在大致非拱起位置中；以及将车辆的平台组装在拱起位置中。所述方法进一步包括：当所述车辆(包括固定到所述平台的所述框架)处于所述拱起位置时，将所述非拱起的框架固定到所述拱起平台，其中在框架与平台之间存在较少或无应力；以及对所述拱起车辆施加载荷，以便将拱起度减少到约零的拱起度。根据本专利技术的另一个实施例，一种用于减少车身重量的方法包括选择用于提供车身中大致1:1比率的计算应力与容许应力所仅需的结构和材料，其中所述计算应力包括大致零残余应力。所述方法可进一步包括基于所述选定结构和材料来制造所述车身。附图说明参考附图阅读以下非限制性实施例的描述将会更好地理解本发明，其中：图1是根据本专利技术实施例的机车车身的透视图；图2是图1所示机车车身一部分的放大的透视图；图3是图1所示机车车身的底部框架部分的侧正视图，所述底部框架部分被示出为处于拱起状态；图4是定位在第一制造夹具上的图3所示底部框架部分的侧正视图；图5是定位在第二制造夹具上的图3所示底部框架部分的侧正视图；图6是图1所示机车车身的顶部框架部分的侧正视图，示出所述顶部框架部分的单独区段；图7是图3所示底部框架部分的侧正视图；图8是图1所示机车车身的侧正视图，所述机车车身被示出为处于组装状态；图9是图6所示顶部框架部分的透视图，示出联结在一起的单独区段；图10是图1所示机车车身的侧正视图，所述机车车身被示出为处于非拱起的充分服务(fully-serviced)状态，并且示出焊接序列；图11是用来将顶部框架部分连接到底部框架部分的滑动接头的放大的透视图；以及图12是用来使顶部框架部分的单独侧壁区段彼此连接的滑动接头的放大的透视图。具体实施方式下文将会详细参考本专利技术的示例性实施例，这些实施例的实例在附图中示出。在可能情况下，附图中使用的相同参考数字是指相同或类似的部分。虽然本专利技术的示例性实施例针对机车进行描述，但是本专利技术的各实施例一般也适用于表示构造用于沿着轨道或导轨来行进的任何车辆的轨道车辆，或者一般也适用于其他车辆。本专利技术的各实施例涉及轨道车辆的具有减少重量的车身和制造此类车身的方法。所述车身包括底部框架(under frame)和由多个焊接部固定到底部框架的顶部框架(upper frame)。底部框架被制造成处于拱起(cambered)位置，并且在底部框架处于拱起位置时将顶部框架固定到底部框架，以确保车身中未形成残余应力。图1示出轨道车辆的车身10的实施例。车身10一般包括底部框架12以及在底部框架12的上表面上固定到底部框架12的顶部框架14。底部框架12在本说明书中也称作“平台(platform)”或“平台组件”，并且顶部框架14称作“框架”或“框架组件”。如图1和图3所示，底部框架12包括多个区段(sections)，即底部框架中心区段16和一对底部框架末端区段18、20，这对底部框架末端区段18、20固定到底部框架中心区段16的相应末端。在一个实施例中，中心区段16包括用于容纳燃料罐的空腔。顶部框架14一般也包括多个不同区段。在一个实施例中，如图1和图6所示，顶部框架14包括中心区段22以及一对末端区段24、26。末端区段24、26固定到中心区段22的相应末端，如以下将详细论述。如图所示，中心区段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造车身的方法，所述方法包括：将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起且无载荷的状态，并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度；以及固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所述车身中提供大致零残余应力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造车身的方法，所述方法包括：
将框架组件联接到平台，其中所述平台处于拱起且无载荷的状态，
并且其中所述框架组件在与所述平台的联接点处具有游隙度；以及
固定所述联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下在所
述车身中提供大致零残余应力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述车身中的所述大致零残余应力是所述车身中可操作地承载载
荷的部件中的大致零残余应力。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
对所述平台施加载荷，以便将所述平台状态改变成未拱起且有载荷
的状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
对所述平台施加载荷包括将静载荷添加到所述平台，以使计算静载
荷应力与操作应力的总和大约是所述车身中容许应力的100％。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
通过有限元分析来预先确定所述平台中的拱起幅度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述平台包括多个不同区段并且在夹具中组装成所述拱起状态。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
在夹具处将所述框架组件联接到所述平台，所述夹具具有对应于所
述平台中的拱起幅度的多个垂直止动件。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述框架组件包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段各自
单独地联接到所述平台。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包括：
将所述多个不同侧壁区段中的至少一个联接到所述多个不同侧壁

\t区段中的另一个，并且其中所述多个不同侧壁区段中的所述至少一个
在与所述不同侧壁区段中的所述另一个的侧壁联接点处具有游隙度；
以及
固定所述侧壁联接点以消除所述游隙度并由此在所述拱起状态下
在所述车身中提供大致零残余应力。
10.一种车身，所述车身包括：
底部框架，所述底部框架在载荷的作用下可在拱起位置与大致非拱
起位置之间移动；以及
顶部框架，所述顶部框架固定到所述底部框架；
其中当所述底部框架处于所述拱起位置并且所述顶部框架固定到
所述底部框架时，所述顶部框架和所述底部框架两者的可操作地承载
载荷的部件中存在大致零残余应力。
11.根据权利要求10所述的车身，其中：
所述底部框架包括多个不同区段，所述多个不同区段在所述拱起位
置中焊接在一起。
12.根据权利要求10所述的车身，其中：
所述顶部框架通过至少一个下部滑动接板固定到所述底部框架，所
述至少一个下部滑动接板提供在所述顶部框架与所述底部框架之间
的游隙度。
13.根据权利要求10所述的车身，其中：
所述顶部框架包括多个不同侧壁区段，所述多个不同侧壁区段至少
包括一个中心侧壁区段和两个末端侧壁区段。
14.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：H肯达尔，D甘策尔，Z刘，A蒋，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US