軌道車輛車體及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鐵路運輸技術領域，更具體地，涉及一種軌道車輛車體。此外，本發明還涉及一種制備上述軌道車輛車體的方法。
【背景技術】
[0002]軌道車輛包括高鐵、動車、地鐵、輕軌、磁懸浮列車等，軌道車輛車體主要是由車頭部的頭車車體和后面連接的若干個中間車車體構成，頭車車體和中間車車體均是由車頂、側墻、端墻、底架圍成，頭車車體的車頭部還設置有司機室結構及罩在其外面的車頭罩。底架一般是由底板及連接在其下面的邊梁、橫梁、緩沖梁、枕梁等承載梁構成。為了滿足空氣動力學性能，車頭設置為細長流線型狀，車體外表面均平滑過渡。為了追求動車、高鐵等軌道車輛更快的運行速度，車體的輕量化設計成為必要措施。實現車體輕量化主要有兩種途徑:一是采用新材料，二是合理優化結構設計。傳統的軌道車輛車體采用耐候鋼車體和不銹鋼車體，車體結構是采用單層外殼內部骨架的結構，目前是采用鋁合金車體，制成中空型材結構，減重效果突出，得到快速的推廣和普及。但作為金屬結構，其自重依然很大，限制車速的進一步提高；并且鋁是有限資源，限制其大規模的應用。
[0003]綜上所述，如何使車體重量更輕、資源不受限制，是本領域技術人員需要解決的問題。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術的以上問題，本發明的目的在于提供一種軌道車輛車體，重量輕且原材料資源可再生。本發明的另一目的是提供一種制備上述軌道車輛車體的方法。
[0005]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種軌道車輛車體，包括車頂、端墻、側墻、底架，所述底架包括底板和承載結構，所述側墻、車頂、底板圍成車體車身，所述側墻與車頂、側墻與底板之間均通過圓角過渡，所述車體車身是由竹篾和樹脂纏繞一體成型，所述端墻固定在所述車體車身的端部，所述車體車身固定在所述承載結構上。
[0006]優選地，所述端墻是由竹篾和樹脂纏繞而成的曲面，所述端墻的輪廓形狀與所述車體車身內表面相適應，使所述端墻恰好能夠固定在所述車體車身端部的內表面上。
[0007]優選地，所述車體車身預埋有連接件，所述車體車身與所述承載結構通過所述連接件連接固定。
[0008]優選地，所述車體車身的內表面固設有承力構件。
[0009]優選地，所述車體車身的內表面和外表面均涂覆有防腐防水涂料。
[0010]優選地，所述承載結構為鎂合金結構，所述鎂合金結構表面涂覆有防腐涂料。
[0011 ] 優選地，所述軌道車輛車體包括頭車車體，所述頭車車體包括司機室結構和罩在所述司機室結構外部的車頭罩，所述車頭罩是由竹篾和樹脂纏繞而成。
[0012]本發明還提供了一種制備上述軌道車輛車體的方法，包括: 樹脂改性處理:向樹脂中添加改性劑和阻燃劑，增大樹脂韌性和強度，并使其具有阻燃性；
竹篾預處理:將原竹的竹青、竹黃去掉，剩余部分剖切成竹蔑，將所述竹篾進行脫水防腐處理，之后連接成連續長的竹篾帶；
制作芯模:根據具體車型制作相應芯模；
纏繞車體車身:將所述竹篾帶橫向、縱向、螺旋交叉纏繞在芯模上，邊纏繞邊淋澆改性后的樹脂，使所述竹篾帶浸潤所述改性后的樹脂并粘結固化成型，脫模后制成車體車身；制作端墻和承載結構；
將端墻固定在制作好的車體車身的端部；
將制作好的車體車身固定在承載結構上。
[0013]優選地，所述樹脂為氨基樹脂。
[0014]優選地，所述制備方法還包括端墻的制作:
制作端墻芯模，所述端墻芯模橫截面形狀為所述端墻的輪廓形狀，所述端墻芯模被所述橫截面分為相同的兩半；
竹篾和樹脂采用車體車身所使用的經過預處理的竹篾帶和經過改性處理的樹脂；
將所述竹篾帶纏繞在所述端墻芯模上，邊纏繞邊淋澆所述改性后的樹脂，使所述竹篾帶浸潤所述改性后的樹脂并粘結固化成型，之后沿所述端墻芯模橫截面將纏繞好的成品切分為2半，脫模后制成2個相同的端墻。
[0015]本發明所構思的以上技術方案，與現有技術相比，由于車體車身采用竹材作為原材料，資源可再生，不會受到資源限制，而且竹材質量輕，強度高，韌性好，利用長竹篾的高比強度、比模量，采用不破壞竹材自身結構、充分發揮其力學性能的纏繞工藝，輔以樹脂的粘結固化作用，使制得的車體車身強度高、質量輕，纏繞一體成型使車體車身整體性能好，剛度高，并且使車體的側墻、車頂、底板之間沒有多余零部件連接，減少噪音和振動，且縮短制造周期，降低成本。由于采用竹材和樹脂作為車身，重量大幅降低，保證車體輕量化、有助于提速的同時，降低車輪與軌道的接觸力，減少對地面的振動，從而降低車外輻射的噪聲，并且竹材與樹脂構成的復合材料，本身具有良好的高阻尼特性，聲衰減高，極大改善列車的抗振性能和聲學性能。另外，由竹材與樹脂復合后的材料經試驗得出導熱系數低于0.2，具有保溫功能。所以，車體車身內部不需要再加其他減振、降噪、保溫材料，就具有上述功能，降低成本，減少生產步驟，縮短制造周期。
[0016]本發明還提供一種制備上述軌道車輛車體的制備方法，該方法通過樹脂改性處理，增大樹脂的韌性、強度，并使其具有阻燃性能，使制得的車體整體具有防火性；去掉強度低的竹黃和不易浸膠的竹青，留下強度高且與樹脂易結合的竹肉部分剖切成竹篾，脫水防腐處理使竹篾強度高、壽命長；纏繞車身時采用橫向、縱向、螺旋交叉纏繞多種方向的纏繞，使車身表面各個方向均具有高力學強度。整個制備方法使制備出的車體強度高、壽命長，穩固耐用。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發明中一種【具體實施方式】所提供的軌道車輛車體結構示意圖；
圖2是圖1中車體車身的結構示意圖；
圖3是本發明中一種【具體實施方式】所提供的軌道車輛車體結構縱向剖面圖。
[0019]附圖中標記如下:
1-車體車身、11-車頂、12-側墻、13-底板、14-車頭罩、2-端墻、3-承載結構。
【具體實施方式】
[0020]本發明的核心是提供一種軌道車輛車體及其制備方法，利用竹篾和樹脂一體纏繞成型車體車身，有效地降低了軌道車輛車體的重量并使車體整體性能好。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]請參考圖1至圖3，圖1是本發明中一種【具體實施方式】所提供的軌道車輛車體結構示意圖；圖2是圖1中車體車身的結構示意圖；圖3是本發明中一種【具體實施方式】所提供的軌道車輛車體結構縱向剖面圖。
[0022]在一種【具體實施方式】中，本發明所提供的軌道車輛車體，包括車頂11、端墻2、側墻12、底架，所述底架包括底板13和承載結構3，所述側墻12、車頂11、底板13圍成車體車身1，所述側墻12與車頂11、側墻12與底板13之間均通過圓角過渡，所述車體車身1是由竹篾和樹脂纏繞一體成型，所述端墻2固定在所述車體車身1的端部，所述車體車身1固定在所述承載結構3上。車體車身1主要承受空氣動力，車體自重由承載結構3承載。
[0023]承載結構3為現有技術中的常規結構，如具體可以包括兩個縱向的邊梁及與其相連的橫梁、緩沖梁、枕梁，緩沖梁與車鉤相連接，枕梁用以支持車體重量并與轉向架相接，橫梁用以支持車重并吊裝下方的機器，材質可以為碳鋼、不銹鋼、鋁合金等金屬結構；端墻2的結構與材質也為現有技術中的常規結構，如碳鋼、不銹鋼、鋁合金等金屬結構；承載結構3和端墻2具體采用何種結構和材質，本發明對此不做進一步限制，都在保護范圍內。車體車身1采用竹篾和樹脂通過纏繞工藝一體成型，充分利用竹材自身優異的力學性能，采用可以充分發揮出其拉伸強度的纏繞工藝，與樹脂復合，粘結固化為整體性能好、質量輕、強度高、彈性模量高、綠色環保的車體車身1。車體車身1表面均由圓角過渡，使滿足空氣動力學的要求的同時，便于竹篾纏繞過程中強度的充分發揮。車體車身1的截面形狀為現有技術中的常規形狀，如鼓形，或其他符合空氣動力學要求的，四面均為凸弧面且相互之間平滑過渡的形狀。車體車身1固定在承載結構3上，固定方式可以采用粘結度高的膠黏劑進行粘接，可以在車體車身1的底部通孔，采用螺栓螺母、方頭法蘭、定位銷等方式與承載結構3連接固定，優選在纏繞車體車身1過程中，在車體車身底面纏繞上金屬結構，之后再將該金屬結構與承載結構3焊接固定；連接方式在本發明中不作進一步限制，都在保護范圍內。端墻2固定在車體車身1的端部，可以固定在內表面也可以固定在外表面，固定方式可以采用粘結度高的膠黏劑粘接，也可以采用螺栓螺母、方頭法蘭、定位銷等連接件固定，具體采用何種方式固定，本發明不做進一步限制，都在保護范圍內。
[0024]在上述實施方式的基礎上，端墻2是由竹篾和樹脂纏繞而成的曲面，端墻2的輪廓形狀與車體車身1內表面相適應，使端墻2恰好能夠固定在車體車身1端部的內表面上。端墻2也采用竹篾和樹脂纏繞制成，可