CRH3型车体结构.doc

`
高寒地区列车车体隔热系数计算方法汇总
车体结构
根据资料查询,我国列车分为普速列车、快速列车系列、高速列车(CRH)系列。现取CRH380BL予以说明列车结构。由CRH380B经由需求而改制性能的型号。在查询相关资料后,我们将车体传热的部分划分为以下部位:(车头部位不予传热考虑)
(CRH3系列中间车车体结构分析图)
分析部位即:端墙、侧墙、底架、车顶

车顶结构:车顶结构由大型中空铝合金拼焊而成,把车顶组装成一个单元,在安装完大型车内设备后,再与其他车体构架焊在一起;车顶端部设加强结构,它由横梁、纵梁、盖板等构成。

侧墙:由大型中空铝合金拼焊而成,在型材内侧有T型槽或L型导轨,用来安装内装件或设备;附件的生根方式有粘接、铆焊和焊接等;其铆接的吊码与侧墙之间有塑料垫板,具有减震的功能。侧墙上有开口,用于固定车床、车门柱、车门安装托架等也是侧墙的一部分。


端墙:主要由四部分组成:门框、角柱、端墙板和端墙附件组成。端墙用防寒材需要一种具有良好性能的耐火矿物防寒材(岩棉)。
在车顶横梁下焊接内端墙,其与端部车顶、底架通过台部分形成整体承载框架结构,增加整车刚度。

底粱:主要由支持车体重量和转向架相接的枕梁;传达前后方向里的侧梁、端梁、中梁;支持客室设备和乘客等并吊装地板下机械部分的横梁几大部分组成。
车体各部分传热系数计算
考虑到高寒地区气温较低,需考虑温度对材料传热系数的影响,详见附表一。
将不同部位视作多层平壁进行计算
式中:
为车体内侧换热系数,;
为车体隔热壁中某层材料的厚度,m;
为车体隔热壁中材料的导热系数,;
为车体外侧换热系数,。
对静止列车,参照相关标准,内表面换热系数取,外表面换热系数取16。
参考车体各部分材料见附表二,部分材料传热系数见附表三。
门窗结构较为简单,K值可通过实验测得。如由于现有条件不满足实验测量,可按单层平壁进行计算。
三、车厢整体的传热系数计算
,忽略冷热桥的作用
计算Re,判断其是否为重力起作用的有限空间自然对流,从而决定是否采用boussinesq假设进行计算,忽略P变化引起的密度变化,只考虑温度变化引起的密度变化。同时忽略辐射换热。
将列车整体,围护结构简化为多层平壁进行计算,根据车体内的导热和壁面的对流换热的特点,进行传热计算,得到传热系数K值。
根据车厢各部分的K值,可求得整车的平壁K值KP:

由于车体连接形式比较复杂,隔热层处会出现断点,导致热桥的出现,使车体传热出现不均匀性,一维稳态多层平壁传热计算已不能满足精确度,因而必须对热桥进行传热分析。
车体各部分壁面自外向内一般分为3层:车体、隔热层、、,在计算车体K值时,可先按无热桥的平壁结构计算各部分车体的传热系数,然后按照热桥的影响性,对车体K值进行修正.
热桥可以通过热工计算、模拟测试或者实测得出定量的结果。现在已有一些计算机模拟软件,可以显现出在不同条件下热桥部位的温度与热流状况。
(1)根据中国铁标算法,
未给出具体修正系数
(2)由网络上查询的某动车生产企业内部经验公式:,KS取值固定为1。
(