朱亮 廖平
中车南京浦镇车辆有限公司,江苏 南京 210031
1 概述
CR200J型复兴号动车组是根据中国铁路总公司运输和经营发展要求,提高既有线铁路运输服务品质,充分利用既有线的运输资源和既有客车的检修资源,依托25T型客车技术平台,由中国铁路总公司组织铁科院及中国中车旗下机车、客车主机公司联合开发的新型动力集中电动车组。动车组于2019年开始陆续投入运营,被昵称为“绿巨人”。
动车组运行速度160km/h,轨距采用标准轨距,限界符合GB146.1《标准轨距铁路机车车辆限界》中的电力机车限界和TG/01-2014《铁路技术管理规程》(高速铁路部分)中“客运专线铁路机车车辆限界”的要求。拖车车体钢结构强度符合TB/T1335《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的规定。
2 动车组编组形式
动车组编组模式分为短编组、长编组和灵活编组,其中
短编组:1Mc+7T+1Tc;
典型编组:1Mc+18T+1Tc;
灵活编组:1Mc+(9~16)T +1Mc。
注:Mc为带司机室的动力车,T为拖车,Tc为带司机室的拖车,即控制车。
3 拖车主要技术参数(表1)
4 拖车车体钢结构
车体采用模块化和轻量化设计,车下安装设备应采用吊挂安装方式,保证运用安全和安装方便。拖车车体外轮廓采用鼓型断面(图1),使座椅及过道空间更充裕。
图 1 车体断面图
拖车车体钢结构采用筒形整体承载结构,主要由底架、侧墙、车顶、端墙等部分组成(图2),均为板梁组焊结构。
1.底架;2.侧墙;3.车顶;4.端墙。
图 2 车体结构图
底架侧梁采用修正斜度的槽钢,车顶边梁采用C型断面,侧墙立柱和车顶弯梁交圈设计, 车体具备较好的垂向刚度。端墙立柱和侧墙立柱采用乙型断面,避免立柱下端因焊接盲区造成的腐蚀及密封不良。端墙板、侧墙板、顶板及地板与周围接口均采用车外满焊,车内段焊涂密封胶的双侧密封设计。
通过对25T型客车腐蚀情况分析总结,车体材料优化选择。车体主要材质为高耐蚀型耐候钢,板厚≤2.5mm时采用Q350EWL1材料,板厚为3mm~6mm时采用Q350EWR1材料。车顶空调机组处平顶板、平顶与高顶过渡处的小端顶板、通过台地板、卫生间和洗面间的金属地板等易腐蚀部位采用06Cr19Ni10不锈钢板。在保持经济性的同时,整车耐腐蚀性能得到明显提升。
2. Q235A与Q345B腐蚀速率基本相同。
5 车体强度分析
根据TB/T 1335-1996《铁道客车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求,相应的计算工况为7种。分别为:工况1.垂直静载;工况2.垂直动载;工况3.压缩组合;工况4.拉伸组合;工况5.制动工况;工况6.设备冲击;工况7.顶车工况。
材料的应力值,在常用工况(工况1~5)下必须小于等于表3所示的许用应力;在超常工况(工况6、7)下必须小于等于表3所示的屈服极限。
通过有限元计算得出最大应力为工况3.压缩组合工况,在压缩组合工况下,车体整体变形如图3,整车各个部分应力最大值和安全系数见表4,图4、图5给出了整车和底架应力云图。
小结:车体结构的静强度在各计算工况下皆能满足标准的要求。
6 结束语
CR200J型动车组是复兴号系列中第一款动力集中式电动车组,普速列车的升级替代产品。其车体钢结构在耐腐蚀性能和气密性的提升,为乘客的安全和舒适提供保障,也为动力集中式电动车组向更高速度等级探索提供支撑。