一种钛合金列车防撞防爬梁及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钛合金列车防撞防爬梁及制备工艺，属于列车被动安全设计技术领域；防撞防爬梁采用弧拱外形结构，包括第一立板、第二立板、边缘板、封板、防爬肋条和加强连接板，所述第一立板前后两侧分别设置边缘板，左右两侧分别设置封板，所述第二立板设置于第一立板、边缘板和封板围成的槽内，且边缘板的上侧高于第二立板，所述防爬肋条设置于第二立板外表面，所述第一立板、边缘板和第二立板围成的空腔内设置多块加强连接板，且相邻两块加强连接板呈三角形设置，所述边缘板上开设去重孔，所述去重孔呈三角形，且去重孔的每个转角处圆滑过渡；本发明专利技术重量轻、强度高，可承受多角度高速撞击，且在撞击发生时能最大限度防止列车爬跳。车爬跳。车爬跳。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金列车防撞防爬梁及制备工艺


[0001]本专利技术公开了一种列车梁及制备工艺，尤其涉及一种钛合金列车防撞防爬梁及制备工艺，属于列车被动安全设计


技术介绍

[0002]高速运行的列车，其运载量大，速度快，平稳舒适，给人们的出行带来了极大的便捷。随着列车的迅速发展，列车运行的安全性问题就更为突出，碰撞安全问题已成为列车设计中的重要组成部分。人们在提升列车主动安全性设计的同时，也越来越关注列车的被动安全性设计。从主动安全性设计，降低列车碰撞事故发生概率，到被动安全性设计，缓解事故发生后列车损伤程度并减少乘坐人员伤害的风险已经成为列车设计者需要重点考虑的技术问题。
[0003]目前列车车辆为减小发生相互撞击时对于车体结构造成巨大破坏，同时为了减少人员伤亡，通常在车体的端部设置有防爬器等安全防护装置。当车辆发生碰撞事故时，通过一对防爬齿的相互咬合，避免出现爬车和倾覆等严重后果，同时，通过设置在头车前端部的吸能装置和车体的塑性变形，吸收巨大的撞击能量，从而最大限度的保证司乘人员和乘客的安全及保证车辆主体结构的完整。
[0004]现有技术中，列车吸能防爬器设计结构复杂导致重量较重、成本较高；且吸收能量较小使得稳定性较差，列车爬车、脱轨等风险较大，在强度特性和碰撞性能等方面均需要进一步提高，如申请号为201210459269.7，专利名称为一种防爬器的中国专利技术专利申请；申请号为201320505574.5，专利名称为城铁宽轨车辆前端吸能机构的中国技术专利等。使用单位对此提出了设置高强度、轻量化的防撞/防爬梁的要求，相关单位也纷纷投入研究，但均不够理想。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本专利技术要解决的技术问题是解决现有的列车吸能防爬器设计结构复杂导致重量较重、成本较高；且吸收能量较小使得稳定性较差，列车爬车、脱轨等风险较大的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种钛合金列车防撞防爬梁，所述防撞防爬梁采用弧拱外形结构，该弧拱外形结构包括水平部和位于水平部两端的弧形部；所述防撞防爬梁包括第一立板、第二立板、边缘板、封板、防爬肋条和加强连接板，所述第一立板前后两侧分别设置边缘板，左右两侧分别设置封板，所述第二立板设置于第一立板、边缘板和封板围成的槽内，且边缘板的上侧高于第二立板，所述防爬肋条设置于第二立板外表面，所述第一立板、边缘板和第二立板围成的空腔内设置多块加强连接板，且相邻两块加强连接板呈三角形设置，所述边缘板上开设去重孔，所述去重孔呈三角形，且去重孔的每个转角处圆滑过渡。
[0009]进一步，所述第一立板和第二立板皆为弧拱形状。
[0010]进一步，所述边缘板上开设多个去重孔，所述去重孔与加强连接板错开设置。
[0011]进一步，所述加强连接板采用矩形板，其中部开设腰型孔。
[0012]进一步，本设计还包括垫板，所述第一立板两端分别设置垫板，所述垫板和第一立板的对应位置上开设贯通的安装孔。
[0013]进一步，所述第一立板、第二立板、边缘板、封板、垫板、防爬肋条和加强连接板皆采用TC4钛合金。
[0014]本专利技术还提供了一种钛合金列车防撞防爬梁的制备工艺，其包括以下步骤：
[0015]S1：将制备钛合金列车防撞防爬梁所需的所有零件、板件预制完成；
[0016]S2：按照设计焊接连接所有零部件，焊缝强度要求不低于母材强度的95％，焊缝有效截面大于母材截面的1.2倍，焊缝不得氧化，焊后探伤检测无缺陷，且焊接顺序符合对称由内向外扩散的方式，焊接完成再配合热处理去应力时效；
[0017]S3：加工安装基准面和安装孔。
[0018](三)有益效果
[0019]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：
[0020]1)本专利技术通过各种力学的模拟以及配合材料的选用、结构加工工艺的方法，设计开发出了一款重量轻、强度高，可承受多角度高速撞击，且在撞击发生时最大限度防止列车爬跳的列车防撞防爬梁。该防撞防爬梁尺寸配合列车装配位置尺寸，在列车的前后安装，且不得凸露出列车壳体，不影响列车本身的美观，不改变列车结构，发生撞击时本防撞梁将受到的力均匀扩散传导，配合防撞梁后面的吸力装置，使受到的冲撞力快速消除，减少对列车的损坏，有效保护司乘人员的人身财产安全。
[0021]2)本防撞防爬梁采用弧拱外形设计，前端设置防爬肋条，当两列车发生追尾或者是正面碰撞时，防爬肋条相互扣住，避免列车往上跳爬而脱离轨道，而弧拱设计对抗撞击力形成向心力的合力反推，然后再通过力的传导分散到更宽的截面，使其单位面积受力变小来提高抗力。
[0022]3)本专利技术为了减轻防撞防爬梁自身重量，将最重的边缘板上挖出多个三角型孔洞，三角型边缘采用圆弧过度，避免撕裂，中间配合加强连接板，第一立板和第二立板均配合边缘板弧度焊接，使本防撞防爬梁重量控制在55公斤以内。
[0023]4)本防撞防爬梁结构选用优质TC4钛合金材料，再配合高质量的焊接工艺(焊缝强度要求不低于母材强度的95％，焊缝有效截面大于母材截面的1.2倍，焊缝不得氧化，焊后探伤检测无缺陷)，且焊接顺序符合对称由内向外扩散的方式，保证焊接应力均匀，避免二次校型造成结构损伤，焊接完成再配合热处理去应力时效，再加工安装基准面和安装孔，使本防撞防爬梁能承受正面至45度角方向100吨以上的冲撞力时变形量不大于60毫米。
[0024]与现有技术相比，本专利技术在列车发生碰撞时吸能保护效果更佳，整个结构大大简化，重量较轻，轻巧新颖，吸能容量大，能有效的起到吸能缓冲的作用，以提高列车运营的安全性，避免发生碰撞事故时因无法有效吸收撞击能量导致的爬车、脱轨等风险，需要占用的安装空间较小。
[0025]除了上述所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的
优点，将结合附图作出进一步说明。以提高列车运营的安全性。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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它的附图。
[0027]图1为本专利技术轴测图示意图。
[0028]图2为本专利技术正视图示意图。
[0029]图3为本专利技术剖视图示意图。
[0030]图中：1
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水平部、2
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弧形部、3
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第一立板、4
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第二立板、5
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边缘板、6
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封板、7
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防爬肋条、8
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加强连接板、9
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去重孔、10
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垫板、11
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安装孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金列车防撞防爬梁，其特征在于：所述防撞防爬梁采用弧拱外形结构，该弧拱外形结构包括水平部(1)和位于水平部(1)两端的弧形部(2)；所述防撞防爬梁包括第一立板(3)、第二立板(4)、边缘板(5)、封板(6)、防爬肋条(7)和加强连接板(8)，所述第一立板(3)前后两侧分别设置边缘板(5)，左右两侧分别设置封板(6)，所述第二立板(4)设置于第一立板(3)、边缘板(5)和封板(6)围成的槽内，且边缘板(5)的上侧高于第二立板(4)，所述防爬肋条(7)设置于第二立板(4)外表面，所述第一立板(3)、边缘板(5)和第二立板(4)围成的空腔内设置多块加强连接板(8)，且相邻两块加强连接板(8)呈三角形设置，所述边缘板(5)上开设去重孔(9)，所述去重孔(9)呈三角形，且去重孔(9)的每个转角处圆滑过渡。2.根据权利要求1所述的钛合金列车防撞防爬梁，其特征在于：所述第一立板(3)和第二立板(4)皆为弧拱形状。3.根据权利要求2所述的钛合金列车防撞防爬梁，其特征在于：所述边缘板(5)上开设多个去重孔(9)，所述去重孔(9)与加强连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭泽友，吴斌，韦先海，彭泽贵，
申请(专利权)人：成都韵弘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：