人车一体化运输模式下铁路小汽车运输专用车车厢设计

摘要

铁道车辆中专用于小汽车铁路运输的被称为小汽车运输专用车。近几年来，小汽车产业通过国家政策的大力扶持，发展较为迅速，带动其运输市场不断向前推进，小汽车铁路运输因具有较好的科技、技术及经济优势，受到大众的广泛青睐。与此同时，随着时代发展步伐的加快，铁路需携车出行的旅客数量稳步提升，针对此部分业务需求，前人研究出人车一体化的铁路运输模式，可实现旅客及携带小汽车的同步运输与到达，满足铁路旅客的个性化需求。新型铁路运输模式下，对小汽车运输专用车提出新的装载运输要求，本论文针对人车一体化运输模式下的铁路运输小汽车设备-小汽车运输专用车车厢进行分析设计。
　　通过对国内外铁路小汽车运输专用车的发展现状进行归纳总结，针对人车一体化运输模式，提出小汽车运输专用车车厢设计要求，选取车体长、宽、高等相关参数，确定小汽车运输专用车车厢侧向装载的总体布局方案，以车辆曲线通过能力的计算验证车辆尺寸设计的合理性。借助对小汽车运输专用车载重梁弯曲强度和刚度的计算，设计车厢上层底架、下层底架、内部隔墙、车顶及两侧端墙内部主体结构，后期根据SOLIDWORKS三维建模，施加载荷，赋予材料特性后进行ANSYS静强度分析计算，得出车体主体钢结构设计的合理性，在此基础上对车厢进行模态分析，保证车辆的平稳运行。最后，结合车厢侧门功能要求，对小汽车运输专用车车厢侧门及其操控系统进行设计;通过对现有铁路小汽车运输专用车车厢文字标记、涂装色彩以及防腐涂装等设计相关因素的分析，对涂装色彩的组合与搭配进行理论上的阐述，确定小汽车运输专用车外观色彩涂装方案。
　　经过研究分析，最终得出结论:人车一体化运输模式下小汽车运输专用车侧向装载的单元格形式能够满足用户的装载要求，车体相关尺寸参数设计合理，车体钢结构能够满足铁道车辆强度和刚度验证的相关要求，车厢侧门可通过操控系统进行正常工作，具有一定的可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 国内外铁路小汽车运输专用车的历史及其特点

1．2．1 我国铁路小汽车运输专用车简介

1．2．2 国外铁路小汽车运输专用车发展

1．2．3 对国内铁路小汽车运输专用车发展现状总结

1．3 客运特点下的人车一体化运输方式

1．4 本论文主要研究内容

1．5 论文结构与章节安排

2 小汽车运输专用车车厢总体方案设计

2．1 运输小汽车对车辆的技术要求

2．2 方案设计思想与原则

2．3 车体长、宽、高等相关参数的选取

2．3．1 车体长度等参数的确定

2．3．2 车辆高度方向尺寸的确定

2．3．3 车体宽度方向尺寸的确定

2．4 小汽车运输专用车车厢总体方案的确定

2．5 曲线通过能力计算

2．6 本章小结

3 小汽车运输专用车车厢主体结构设计

3．1 载重梁弯曲强度和刚度的计算

3．1．1 上层地板

3．1．2 中部下层地板

3．1．3 车厢一、二位端下层地板

3．2 下层底架的结构设计

3．3 上层底架的结构设计

3．4 车顶的结构设计

3．5 端墙的结构设计

3．6 内部隔墙的结构设计

3．7 转向架与车钩缓冲装置的选取

3．7．1 密接式车钩缓冲装置

3．7．2 209T型转向架

3．8 可行性分析

3．9 本章小结

4 车体静强度分析和模态分析

4．1 ANSYS Workbench软件简介

4．2 车体静强度计算

4．2．1 结构简介

4．2．2 建立力学模型与材料的确定

4．2．3 划分网格

4．2．4 计算载荷

4．3 车体静强度分析

4．3．2 在工况Ⅱ情况下的静强度分析结果

4．4 车体模态分析

4．5 本章小结

5 车厢侧门及操控系统设计

5．1 车厢侧门设计

5．1．1 车厢侧门功能要求

5．1．2 各类车厢侧门结构原理

5．1．3 小汽车运输专用车车厢侧门设计

5．2 车厢侧门操控系统设计

5．2．1 操控系统组成总体结构

5．2．2 操控系统硬件设计

5．2．3 操控系统软件设计

5．3 本章小结

6 小汽车运输专用车车辆外观涂装设计

6．1 我国铁路小汽车运输专用车外观涂装设计分析

6．1．1 铁路小汽车运输专用车车厢文字标记

6．1．2 铁路小汽车运输专用车涂装色彩分析

6．1．3 铁路小汽车运输专用车防腐涂装分析

6．2 铁路小汽车运输专用车涂装色彩的构建

6．2．1 涂装色彩的组合方式

6．2．2 涂装色彩的搭配方式

6．3 25G型客车外观涂装色彩分析

6．4 人车一体化运输模式下铁路小汽车运输专用车车厢外观涂装设计

6．4．1 设计方案一

6．4．2 设计方粟二

6．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果