高速动车组车辆车体结构总体设计

摘要

随着科技和生活水平的提高，城市之间的距离越来越小，高速动车作为一种新的交通工具，正逐步代替原有的交通。本文对CRH2型200km/h的高速动车组车体结构进行了总体设计。根据国内外高速动车的发展概况和最新研究成果，以及为实现列车车体气密性和轻量化为目的，完成了CRH2型动车组的车体结构总体设计。基本编组方案采用2动2拖，整车由8辆车组成，主要对头车车体进行了详细研究。首先，是对车体的材料选择，经过对耐候钢，不锈钢和铝合金的比较可以看得出，采用铝合金是最合适的。它可以降低车重，提高车辆加速度，降低运能消耗、牵引及制动能耗，减轻了对线路的磨耗及冲击,扩大了运输能力。其次是对车体的结构进行选择，主要以双壳结构为主，并引入了模块化的概念，把铝合金车体分成若干模块，包块底架模块，侧墙模块，车顶模块，端部模块和车体附件等五大部分，每一种模块单独加工，互不影响。最后把所有模块整合在一起，组成铝合金车体。

关键词：车辆工程；高速动车组；车体；铝合金

ABSTRACT

With the technology and the improvement of living standards, the distance between the cities getting shorter and shorter. High-speed EMU as a new means of transport is replacing the existing traffic gradually. This paper introduces the design of overall body structure for 200 km/h of CRH2 EMU. According to the development overview and the latest research results of domestic and foreign high-speed EMUs, as well as to achieve the air tightness and weight of train for purpose, completing the design of overall body structure for the 200km /h EMU. 2M2T is selected as the basic formation program and it’s made up of eight vehicles, mainly taking some study on the rival car body. First of all, the choice of body material, compared with weathering steel, stainless steel and aluminum alloy, aluminum alloy is the most suitable. It can reduce the vehicle weight and improve vehicle acceleration. It also can reduce consumption of transport capacity, traction and braking, and even can reduce wear on the line and the impact, expand the transport capacity. Secondly, choose the structure of the body, mainly double-shell structure. It introduces the modular concept, the aluminum alloy body is to be divided into several modules, including block chassis modules, side-wall modules, roof modules, the end modules and annex to the bottom of vehicle, each module processes separately. Finally, form the aluminum alloy body with all modules together.

Keywords: Vehicle Engineering; High-speed EMU; Body structure; Aluminum alloy

国内外高速动车组的关键技术分析.

国内外高速动车组的关键技术分析 学生姓名李资源 专业班级车辆工程 学号 14925424 日期 2016.10.14

目录 （一）世界高铁的发展 (3) （二）高速铁路的主要技术特征 (5) （三）中国高铁的发展历程 (6) （四）高速动车组的关键技术 (7) (五)新一代中国高速铁路动车组将面临的技术挑战与策略研究 (12) （六）我眼中的中国高铁 (16) (七)参考文献 (17)

（一）世界高铁的发展 高铁简介： 高速铁路是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。 发展历程： 1.第一次浪潮 1964年~1990年 1959年4月5日，世界上第一条真正意义上的高速铁路东海道新干线在日本破土动工，经过5年建设，于1964年3月全线完成铺轨，同年7月竣工，1964年10月1日正式通车。每小时270公里，营运最高时速300公里。 2.第二次浪潮 1990年至90年代中期 法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国等欧洲大部分国家，大规模修建该国或跨国界高速铁路，逐步形成了欧洲高速铁路网络。 这次高速铁路的建设高潮，不仅仅是铁路提高内部企业效益的需要，更多的是国家能源、环境、交通政策的需要。 3.第三次浪潮 从90年代中期至今~ 在亚洲（韩国、中国台湾、中国）、北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚）世界范围内掀起了建设高速铁路的热潮。 高铁典型技术： 1.日本新干线（号称世界安全线） 从1964年第一条新干线开通以来，日本对新干线高速铁路进行多次重大技术改进和革新。平均时速早在90年代初就已经达到230公里/小时，在世界独占鳌头。现，与“磁浮”速度相差无几。机车车辆也有很大改在提高到近300公里，试验速度已经达到443公里进，从最初的“0系列”，以后又相继开发出“100系列”、“200系列”、“300系列”、“400系列”、“500系列”、“700系列”和适合北方地区气候特点、地形特点的“E1系列”“E2系列”、“E3系列”和“E4系列”。改进后的车辆在行驶速度、乘坐舒适程度、大量运输性能、车身重量和功率等方面都达到世界领先水平。 2.法国TVG技术 TGV可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品。所谓TGV 是Train à Grande Vitesse（法语“高速铁路”）的简称。

车辆工程-《汽车车身结构与设计》

《汽车车身结构与设计》教学大纲 课程名称：汽车车身结构与设计 课程代号：01337090 学时数：32 学分数：2 适用专业：车辆工程 一、本课程的地位、任务和作用 本课程为车辆工程专业方向课，是学生走向汽车企业或科研院所应掌握的一门课程。本课程的目的与任务是让学生学习和掌握汽车车身的基本组成与结构，车身的设计方法，包括：汽车车身的结构形式、车身的布置方法、汽车造型的工艺美学、汽车空气动力学、车身空间曲梁的绘制、车身有限元计算等。通过本课程的学习，可以为后继其他专业课程的学习及汽车车身设计打下基础。 二、本课程的相关课程 本课程的前续课程为：汽车构造、汽车理论、汽车设计等。 三、本课程的基本内容及要求： 第一章车身绪论 车身设计的任务、领域：《汽车车身结构与设计》研究的目的、意义、国内发展的状况、研究的主要内容和方法。 本章要求了解车身设计的任务、领域，研究的主要内容。 第二章车身设计方法 车身设计方法有传统设计方法和现代设计方法，现代设计方法是在传统设计方法的基础上增加了计算机辅助技术。 本章要求了解各种车身造型的设计方法，同时，本章要求学生完成大作业：采用传统手绘，或利用PHOTOSHOP、3D MAX等绘图软件设计车身彩色效果图。 第三章车身总布置设计 车身总布置设计是车身设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。 车身总布置设计内容：轿车、客车和货车车身总布置设计的内容，结合人机工程学对车身进行布置，以及车身布置的技术要求。 本章要求了解车身布置的技术要求及各种车型的车身总布置设计。 第四章人机工程学在车身设计中的应用 人机工程学在车身设计中的应用研究已有多项研究成果，主要解决车身设计如何适应人体特点，提高人机系统工作效率。

《汽车车身结构与设计》基本知识点

《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。

车辆结构与原理课程设计

车辆结构与原理课程设计学院：铁路工程学院 学生：李宇轩 学号：041514205

目录 1. 绪论………………………………………………………………………………错误！未定义书签。 2.城市轨道背景研究 (2) 2.1城市轨道交通研究背景 (2) 2.2城市轨道动力学数值研究概括 (2) 3. 城市轨道交通车辆垂向动力学模型 (5) 3.1车辆模型 (5) 3.2程序研究流程 (8) 3.3 计算参数的选取 (10) 4. 转向架减震器最优参数选定（负责工作内容） (10) 4.1 转向架减振器参数对减振效果的影响(方案一) (10) 4.2 转向架减振器参数对减振效果的影响（方案二) (12) 4.3结果分析 (13) 5. 总结 (13) 6.参考文献 (14)

1 绪论 城市轨道交通发展至今，带来的不仅是方便快捷安全和绿色，更是改变了城郊布局，拓展了城市范围，改变了商业地区分布。与此同时，城市轨道交通也有其难以规避的困扰，比如振动和噪声污染。因此，对于城市轨道动力学的研究从未停止过，国内外大量学者都开展了相关研究，其中以有限元为媒介对城市轨道动力学进行分析的占多数。 2.1城市轨道交通研究背景 城市轨道交通是城市公共交通的心脏。它符合可持续发展的原则，又节能绿色，特别适应于城市的交通系统。1863年，世界上第一条地下铁在伦敦诞生，随后多个国家建成“城市铁道”、“轻轨电车”、“轻轨运输”等等。 1953年北京地铁规划伊始，国内城市轨道交通有序编织起脉络，主要城市的交通拥挤瓶颈问题得以解决。到现在全国已有30多个城市建成或拟建成城市轨道交通，发展城市轨道交通已经成为一种刚性需求。建立多层次、立体多元化的交通体系,是加快城镇化过程中城市可持续发展建设,促进城市经济新常态发展的必然方向。 事分两面，城市轨道交通蓬勃发展的同时问题也随之而来。我国城市轨道交通长期处于超负荷运输状态，轮轨相互作用问题捉襟见肘。因此，如何处理好轮轨关系，减小振动与噪声问题是近年来相关学者研究的重要课题之一。而现有的普遍研究正确性和理论框架的完善还有待于未来实践和试验验证的不断积累与修正。 2.2 城市轨道动力学数值研究概况 1992年，翟婉明创建了车辆—轨道耦合动力学理论，指出车辆系统与轨道系统并非孤立系统，两者是相互耦合、相互影响的。为更客观地反映轮轨系统的本质应将车辆系统与轨道系统作为一个整体系统，轮轨关系作为连接纽带，进行车辆—轨道耦合动力学研究。之后，翟婉明对轮轨动力分析模型进行了综述，并指出了各自的优缺点及适用范围。 2001年，王步康、谢友柏用有限元的方法建立半车模型，通过对轮轨系统进行动力学分析，研究了轨道的受力情况和摩擦系数对应力分布的影响，指出高频率的能量传播主要集中于轮轨之间。

动车组车辆构造与设计课后习题答案(商跃进)

第一章动车组基础知识 1.简述高速铁路特点及其列车划分方式。 a)特点：（1）速度快，旅行时间短。 （2）客运量大。 （3）准时性好，全天候。 （4）安全舒适可靠。 （5）能耗低。 （6）污染轻。 （7）效益高。 （8）占地少。 b)划分方式：普通列车：最高运行速度100一160 km／h； 快速列车：最高运行速度160—200 km／h； 高速列车：最高运行速度≥200km／h。 2.简述动车组的定义、类型及关键技术。 (一)定义：动车组：亦称多动力单元列车，是由动车和拖车或全部动车长期固定联挂在一起运行的铁路列车。 (二)类型：1.按牵引动力的分布方式分：①动力分散动车组②动力集中动车组 2.按动力装置分：①内燃动车组(DMU) ②电力动车组(EMU) ： 3.按服务对象分：①长途高速动车组②城轨交通动车组 (三)关键技术：动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、牵引控制系统、列车网络 控制系统、制动系统。 3.简述动车组车辆的组成及其作用。 ①车体：容纳运输对象之所，安装设备之基。 ②走行部（转向架）：车体与轨道之间驱动走行装置。 ③牵引缓冲连接装置：车体之间的连接装置。 ④制动装置：车辆的减速停车装置。 ⑤车辆内部设备：服务于乘客的车内固定附属装置。 ⑥车辆电气系统：车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按其作用和功能可分为主电 路系统、辅助电路系统和控制电路系统3个部分。 4.解释动车组车辆主要技术指标及其标记的含义。 ①.自重：车辆本身的全部质量。 ②.载重/容积：车辆允许的最大装载质量和容积。 ③.定员：以座位或铺位计算。（定员=座席数+地板面积*每平方米地板面积站立人数。） ④.轴重：车轴允许负担的最大质量（包括车轴自重）。 ⑤.每延米轨道载重：车辆总质量/车辆全长（站线有效利用指标）。 ⑥.通过最小曲线半径：调车工况能安全通过的最小曲线半径。 ⑦.构造速度：安全及结构强度允许的最大速度。 ⑧.旅行速度：路程/时间，即平均速度。最高试验速度，最高运行速度。 ⑨.持续速度：在全功率下能长时间连续运行的最低速度称为持续速度。 ⑩.轮周牵引力：动轮从牵引电动机获得扭矩，通过轮轨相互作用在轮周上产生的切向反力。 ?.粘着牵引力：机把受粘着条件限制而得到的牵引力，称为粘着牵引力 ?.持续牵引力：在全功率下，对应于持续电流的引力称为持续牵引力。 ?.车钩牵引力：克服动车本身的运行阻力以后，传到车钩处用于牵引列车运行的那部分牵引力。 ?.标称功率：各牵引电动机输出轴处可获得的最大输出功率之和。 ?.车辆全长、最大高度、最大宽度：车辆两端车钩钩舌内侧距离（19.8m/29.7m)；车顶最高点至轨

世界各国高速动车组技术的发展现状

世界各国高速动车组技术的发展现状 １．１概述 先来介绍一下“动车组”这个概念：把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车组.动车组技术源于地铁，是一种动力分散技术。一般情况下，我们乘坐的普通列车是依靠机车牵引的，车厢本身并不具有动力，是一种动力集中技术。而采用了“动车组”的列车，车厢本身也具有动力，运行的时候，不光是机车带动，车厢也会“自己跑”，这样把动力分散，更能达到高速的效果。 １．２动车组分类 按照动力排布：动力集中，动力分散 按照用途：客运，货运（比如日本M250，法国TGV行邮），特殊用途（轨道检测等） 按照性能：高性能，低性能。 １．３牵引方式 动车组有两种牵引动力的分布方式，一种叫动力分散，一种叫动力集中。 动力分散电动车组的优点是,动力装置分布在列车不同的位置上,能够实现较大的牵引力,编组灵活。由于采用动力制动的轮对多,制动效率高,且调速性能好,制动减速度大,适合用于限速区段较多的线路。

另外,列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。动力分散的电动车组的缺点是:牵引力设备的数量多,总重量大。动力集中的电动车组也有其优点,动力装置集中安装在2～3节车上,检查维修比较方便,电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。动力集中布置的缺点是动车的轴重较大,对线路不利。 1903年7月8日，在德国柏林诞生了一种“动车+无动力车厢+动车+动车+无动力车厢+动车”这样编组的列车。这种无动力车厢不会隔断动车之间的联系，因为它安装了重联线。与动车相对，这种专门为动车组准备的无动力车厢叫从车，中文翻译为拖车。 8月14日，由接触网供电的单相交流电动车组问世。 10月28日，西门子公司制造的三相交流电动车组进行高速试验，首创时速210. 2公里的历史性记录。 一战结束，内燃机车开始普及，内燃动车出现。 二战结束，内燃机车也能重联了，内燃动车组出现。 60年代，日木决心新建高速客运铁路网，于是有了世界上首列运营用高速动车组—新干线—0系。 70年代，法国试制了燃气轮机高速动车组—TGV-0。 80年代，高速铁路网在欧洲延伸，风驰电掣的各系TGV以300km/h 的速度成为法国人的骄傲。 90年代，TGV试验速度突破500km/h。 新世纪，TGV试验速度突破500km/h 。 ２．１国外动车组状况

新一代高速动车组车体结构创新设计 惠美玲

新一代高速动车组车体结构创新设计惠美玲 摘要：为满足固速度提升带来的车体评价标准改变，新一代高速动车组车体在CRHs型动车组成熟结构基础上进行结构优化设计。仿真和试验结果表明，新一代高速动车组车体结构在轻量化、强度、振动模态、空气动力学和动应力测试等方 面具有优异的性能，结构安全可靠。 关键词：高速动车组;车体结构;轻量化;振动模态;空气动力学 1车体结构优化设计 车体由司机室(仅头车)、底架、侧墙、车顶和端墙组成。司机室采用接近旋转抛物体特征的流线形造型，车体表面进行平顺化设计，具有空气动力学性能;底架 为边梁承载的无中梁形式铝合金焊接结构，车下设备采用横梁滑槽吊挂方式，便 于设备安装;侧墙和车顶为大型超薄中空铝合金型材的通长拼焊结构;端邮牵枕缓 使用高强度铝合金型材烨接结构，强化局部承载能力，根据车内设备布置的需求，端墙分为固定式和活动式两种。 1.1司机室结构 司机室结构由头部骨架、气密隔墙及焊件、窗骨架及电线支架和焊件组成。 头部骨架由纵骨架和横骨架相互插接组焊而成，外部焊接蒙皮。为提高成型精度，所有铝合金板梁均采用数控加工，外敷蒙皮采用分幅模压和涨拉成型工艺。车窗、车门三维骨架由铝合金挤压型材经模具加工后制成，保证门窗安装精度和承载强度。 为满足因速度提升带来的气密载荷值增加，司机室结构主要改动如下: (1)增加司机室蒙皮板厚; (2)改进气密隔墙，板梁结构改为双层中空型材。为更好的提升车体空气动力 学性能，对司机室轮廓进行了截面优化，为旋转抛物体特征的楔形结构，纵断面 双拱形、水平断面扁梭形。 1.2底架 底架结构主要由牵引梁、枕梁、缓冲梁、边梁、横梁和双层中空地板等结构 组成。边梁及地板由长大铝合金型材纵向焊缝整体拼接而成;中部与端部地板保留 高度差，为空调风道，内装、转向架及车下设备保留设计空间;车下安装设备采用 特殊螺栓吊挂方式，保证运用安全和安装方便。 为满足EN 12663中纵向压缩力( 1 500kN)的要求，底架部位的优化设计主要在于: (1)增加牵引梁刀把位置上下翼面的寬度和补板; (2)在高低地板处连接部位增加纵向梁，使该部位有更大的传力截面，降低该 部位因高低差导致的应力集中; (3)底架边梁结构由原来的口字形结构改为桁架结构，增加边梁的承载刚度。 1.3侧墙结构 侧墙结构主要分为头车侧墙和中间车侧墙。由于头车同机室车头造型的需要，头车侧墙长度要比中间车侧墙短些。头车和中间车侧墙上设有侧门开口和窗开口，不同的是侧门开口位置及窗开口的大小和位置有所不同。为了满足运背需要，侧 墙上还设有车号显示开口、目的地显示开口等。 为了满足高速列车士6kPa的气密载荷要求，侧墙结构主要改动如下: (1)侧墙门袋处门口两侧结构由单板凸筋加补结构改为中空型材; (2)侧墙和边梁连接部位的侧墙型材轮廓线改为圆滑过渡，增加该部位型材的

汽车车身结构与设计

第一章：车身概论 1．车身包括：白车身和附件。 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身，此处主要用来表示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门，但不包括车身附属设备及装饰等。 2．按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三大类。 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原

因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点：①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二章：车身设计方法

动车组铝合金车体结构整体刚度的影响因素分析

动车组铝合金车体结构整体刚度的影响因素分析 发表时间：2019-12-30T13:26:38.197Z 来源：《科学与技术》2019年 15期作者：孙爱军张宁宁孙洪沿[导读] 经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。 摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。动车组以其运行平稳、速度快等优点被越来越多的人所青睐。目前,国际上的高速列车大部分采用轻质铝合金作为车体的材料,我国200km/h和300km/h级的动车组车体结构也采用了铝合金这种轻质材料。铝合金车体的制造技术和传统的车体制造有很大不同。传统的通常是钢质车体结构蒙车皮,铝合金车体主要包括闭式铝合金型材焊接结构和梁板结构。闭式型材结构的铝合金车体制造主要用到弧焊焊接技术,多应用于高速列车。梁板结构铝合金车体应用于重庆的单轨车,主要用电阻焊和弧焊的方法制造。本文就动车组铝合金车体结构整体刚度的影响因素展开探讨。 关键词：动车组；铝合金车体；刚度协调；设计原则 引言 高速动车组车体整体结构刚度决定着车体整体自振频率、部件刚度决定着车体强度特性与局部振动频率、部件间刚度协调性控制着应力集中程度，进而决定着车体疲劳寿命。与传统的板梁组合车体结构不同，高速动车组铝合金车体枕梁与底架没有焊接关系，枕梁仅与底架边梁借助螺栓连接，故车体垂向载荷要经由底架边梁通过枕梁传递到转向架支撑位置;车体纵向拉、压载荷通过底架前端一面由连接型材向地板传递，一面由边梁向侧墙传递，导致位于车体传力路径上的部件应力集中现象突出。同时，车体铝合金型材的焊接热影响区强度远远低于母材强度，这些问题已成为高速动车组车体结构设计的难点。所以，高速动车组车体设计新方法的研究势在必行。 1 铝合金车体结构特殊性 为满足不同运营线路需求，铝合金车体主结构开口具有多样性。例如:为适应城市内多站点、短距离和客流量大的特点，铝合金地铁车侧门开口数量较多且尺寸较大;而城际动车组和高速动车组由于城间载客人数较少顾侧门开口少，虽两者侧门开口数量相同，但就其开口尺寸和位置而言，高速动车组车体侧门开口尺寸小且位于底架端部裙板上方，可大大提高刚度，城际动车组车体侧门开在远离端部车体底架上方，其刚度相对较薄弱;城际动车组和铝合金地铁车车顶开有两个空调安装座安装口，而地铁车车顶空调安装口较大，高速动车组车顶开有一个空调安装口，其尺寸最小。 2 车体侧门的位置 尽管车体侧墙缺口大小对车体抗弯刚度的灵敏性较低，但是，若车体侧门距离端墙很近，纵向传力路径上的刚度是严重不连续的。所以，承受纵向压缩载荷之后的车体端部变形会主要集中在端墙和侧门立柱区域，致使侧门门角、端门门角及侧门立柱设备安装孔等位置存在着严重的应力集中现象。尤其是承受窗腰带高度端部纵向载荷时，侧门缺口不仅会造成纵向载荷无法传递到侧墙，也对端墙与底架连接处形成较大的弯矩，致使端门门角处应力值偏大。当侧门无法远离端墙时，则需要有内端墙和纵向加强梁结构，以缓解压缩载荷对侧门的纵向挤压。 3 动车组铝合金车体制造流程 在进行铝合金车体制造时,首先要根据图纸由下料工段准备材料,之后再将材料运送给相应工段进行部件的生产组焊,然后将车顶、底架、侧墙、端墙等组焊好的部件送到总成工段焊接,焊接总成后再进行车体的调修、检查和交验。整个过程中,车顶、底架以及侧墙的制造和车体总成是比较重要的工序。动车组铝合金车体制造过程中主要需要自动焊接设备、铝合金加工设备,从制造到交付要经过装配———焊接———打砂———涂装———组装———调试等程序。 4 车体支撑位置对刚度的影响 某动车组与试验车车体的最大垂向载荷、车体长度、断面型材和车辆定距，两车接近，并且两车主结构开口数量及尺寸相同，但其相当弯曲刚度为1．61×1015N·mm2，不满足相当弯曲刚度指标。对于车体而言，可以将其简化为两端外伸梁，如图1所示，其中L1代表两端底架外伸长度，L2为车辆定距，W为车体上的单位长度载荷，B和D点相当于车体支撑点。理论上，由式(1)可知，支撑点之间的距离L2决定着中央位置的垂向挠度．在受到相同均布载荷作用下等截面的两种车体，车体长度和车辆定距相同的情况下，底架边梁中央位置的垂向挠度应相同，但实际上动车组铝合金车体侧墙均有缺口(侧门、侧窗和新风口等)，属于变截面问题。由于车体开口位置不同，故车体每一段截面的横截面积不同，导致横截面惯性矩不同，每一段刚度也不同。

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第一章：车身概论 1车身包括：白车身和附件 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身， 此处主要用来表 示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门, 但不包括车身附属设备及装饰等。 2. 按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三 大类 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用 外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、 适当吸收车架的扭转变形和降 低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘 和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又 便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上 各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆， 货 车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架， 其主要原 因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。 非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载， 故必须保证 车架有足够的强度和刚度， 从而导致自重增加。 ②由于车身和底盘之 间装有车架， 使整车高度增加。 ③车架是汽车上最大而且质量最大的 零件，所以必须具备有大6—7-nra “一居立柱（弋"tt ） 2—償敢住｛ -A " in 21—寄一葩田抵23—Rira t-.Jp?. 24"歯档脱嫌爵一理动乩取26■—门窗眶 1 一就动航爼简主推橇2—水箱阳崔褪架 」一苗'烘桓 呂一匍门9—時门10—年盐捋储祓11—桔1#于柢1工一童卿駆13—疔疔赠盞 “一晞巫止适椅 怖 一后由台柢口一上加峯皿一顶魏活一即玄柱I W 如

型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二 章：车身设计方法 初步设计技术设计卩 1概念设计：包括技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型。

高速动车组转向架总体简介

高速动车组转向架总体简介 发表时间：2014-08-28T15:19:53.187Z 来源：《科学与技术》2014年第3期下供稿作者：方江南[导读] 将制动缸传来的力增大若干倍后传给执行机构进行制动。主要部件有高热容制动盘、气动夹钳、浮动式闸片。 南车青岛四方机车车辆股份有限公司方江南 摘要：转向架是高速动车组的走行装置，是负责完成整个车辆走行任务的部件。它相当于汽车的底盘和车轮，具有导向、承载、减振、牵引、制动等作用。动车组转向架主要由轮对、构架、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧装置悬挂和驱动装置、基础制动装置、安全监测系统等七部分组成。随着动车组运行速度的不断提高，对动车组转向架的综合性能要求也越高，高速动车组转向架的设计通过不断比选、优化论证，其综合性能也得到提升。 关键词：转向架；组成；结构1 高速动车组转向架组成高速动车组转向架主要由轮对、构架、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧装置悬挂和驱动装置、基础制动装置、安全监测系统等七部分组成。 轮对：轮对直接向钢轨传递车辆重量，通过轮轨间的粘着产生牵引力或制动力，并通过轮对的回转实现车辆在钢轨上的运行，为检修探伤操作方便及减轻重量，采用了合金钢空心车轴。车轮直径为Φ860mm。制动采用盘式制动。动车转向架采用轮盘方式。拖车转向架采用轮盘和轴盘并用方式。 构架：转向架的骨架，承受和传递垂向力及水平力。构架一般为钢板焊接结构，主体框架呈H 形，由两侧梁、横梁、纵向连接梁、空气弹簧支承梁及其它焊接附件构成。侧梁为箱形断面，横梁采用无缝钢管型材。 一、二系弹簧悬挂装置：用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击并保证车辆的运行平稳性。主要部件有非线性空簧、抗侧滚扭杆、半主动横向减振器、单侧双抗蛇形减振器。 驱动装置：将动力装置的功率最后传递给轮对。主要部件有铝合金箱体、联轴节。 基础制动装置：将制动缸传来的力增大若干倍后传给执行机构进行制动。主要部件有高热容制动盘、气动夹钳、浮动式闸片。安全监测系统：温度传感器、转向架失稳检测装置2 高速动车组转向架的结构特点高速动车组转向架分为动车转向架和拖车转向架，其主要部分采用的结构型式基本一致。其结构特点如下：2.1 轮对及组成轮对分为动车转向架和拖车转向架用。动车转向架用轮对由车轴、车轮（带有制动盘—简称轮盘）齿轮装置及轴承构成。 拖车转向架用轮对由车轴、车轮（也带有制动盘—简称轮盘）及轴承构成。轮盘以外的车轮、大齿轮、轴盘及轴承等为确保安全性和可靠性采用冷压法压装到车轴上。轮对组装主要包括车轮、车轴、制动盘（轮盘和轴盘）齿轮箱及轴承等。轮对分为动力轮对和拖车轮对，动车轮对一侧安装齿轮箱装置，而拖车轮对则代之以两套轴盘。此外，拖车轮对因轴端安装不同速度传感器齿轮而略显差异。轮对组成后，需逐个进行动平衡试验，超出50kg.cm 限度时，需对两侧车轮及制动盘的组装相位角进行调整。 2.2 构架构架为钢板焊接结构，主体框架呈H 形，由两侧梁、横梁、纵向连接梁、空气弹簧支承梁及其它焊接附件构成。侧梁为箱形断 面，横梁采用无缝钢管型材。 图2-1 动车转向架构架图（1）侧梁动车转向架和拖车转向架的构架侧梁为同一结构。其材质一般为用于焊接结构的耐侯钢板，牌号为SMA490BW。 侧梁端部轴箱弹簧筒，使与侧梁主体相连接的断面形成柔滑面，以此达到减缓应力集中的目标。

《汽车车身结构与设计》习题与解答.

《汽车车身结构与设计》习题与解答 第一章车身概论 1、汽车的三大总成是什么？ 答：底盘、发动机、车身。 2、简述车身在汽车中的重要性。 答：整车生产能力的发展取决与车身的生产能力，汽车的更新换代在很大程度上也决定与车身，我们所看到的汽车概念大多指车身概念，汽车的改型或改装主要依赖于车身。 3、车身有什么特点？ 答：a：汽车车身是运载乘客或货物的活动建筑物，由于其在运动中载人、载物的特殊性，所以汽车车身的设计与制造需要综合运用空气动力、空气调节、结构设计、造型艺术、机械制造、仪器仪表、复合材料、电子电器、防音隔振、装饰装潢、人体工程等不同领域的知识。 b：自1885年德国人卡尔·弗里德里希·本茨研制出世界上第一辆马车式三轮汽车，并成立了世界上第一家汽车制造公司——奔驰汽车公司以来，汽车车身的造型随着时代的推移和科技的进步经历了19世纪末20世纪初的马车车厢形车身；20世纪20、30年代的薄板冲压焊接箱形车身；第二次世界大战后50、60年代冷冲压技术生产的体现流线型、挺拔大方的车身。而到了20世纪70、80年代现代汽车的各种车身造型已初具雏形，新材料、新工艺的使用更使得汽车车身的设计制造得到了飞速发展。 4、简介车身材料。 答：现代汽车车身使用的材料品种很多，除金属（主要是高强度钢板）和轻合金（主要是铝合金）以外，还大量使用各种非金属材料如：塑料、橡胶、玻璃、木材、油漆、纺织品、皮革、复合材料等。随着汽车车身制造技术的发展，为了轻量化以及提高安全性、舒适性，非金属材料、复合材料在汽车车身的加工制造中得到日益广泛的应用。 5、车身主要包括哪些部分？ 答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。车身结构件和覆盖件焊（铆）接在一起即成为车身总成，该总成必须保证车身的强度与刚度，它可划分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板总成。车身前板制件一般是指车头部分的零部件，包括水箱框架和前脸、前翼子板、挡泥板、发动机罩以及各种加强板、固定件。6、车身有哪些承载形式？ 答：车身按照承载形式的不同，可以分为非承载式、半承载式、承载式三大类。

高速动车组转向架总体简介

高速动车组转向架总体简介 摘要：转向架是高速动车组的走行装置，是负责完成整个车辆走行任务的部件。它相当于汽车的底盘和车轮，具有导向、承载、减振、牵引、制动等作用。动车组转向架主要由轮对、构架、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧装置悬挂和驱动装置、基础制动装置、安全监测系统等七部分组成。随着动车组运行速度的不断提高，对动车组转向架的综合性能要求也越高，高速动车组转向架的设计通过不断比选、优化论证，其综合性能也得到提升。 关键词：转向架；组成；结构1 高速动车组转向架组成高速动车组转向架主要由轮对、构架、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧装置悬挂和驱动装置、基础制动装置、安全监测系统等七部分组成。 轮对：轮对直接向钢轨传递车辆重量，通过轮轨间的粘着产生牵引力或制动力，并通过轮对的回转实现车辆在钢轨上的运行，为检修探伤操作方便及减轻重量，采用了合金钢空心车轴。车轮直径为Φ860mm。制动采用盘式制动。动车转向架采用轮盘方式。拖车转向架采用轮盘和轴盘并用方式。 构架：转向架的骨架，承受和传递垂向力及水平力。构架一般为钢板焊接结构，主体框架呈H 形，由两侧梁、横梁、纵向连接梁、空气弹簧支承梁及其它焊接附件构成。侧梁为箱形断面，横梁采用无缝钢管型材。 一、二系弹簧悬挂装置：用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击并保证车辆的运行平稳性。主要部件有非线性空簧、抗侧滚扭杆、半主动横向减振器、单侧双抗蛇形减振器。 驱动装置：将动力装置的功率最后传递给轮对。主要部件有铝合金箱体、联轴节。 基础制动装置：将制动缸传来的力增大若干倍后传给执行机构进行制动。主要部件有高热容制动盘、气动夹钳、浮动式闸片。 安全监测系统：温度传感器、转向架失稳检测装置2 高速动车组转向架的结构特点高速动车组转向架分为动车转向架和拖车转向架，其主要部分采用的结构型式基本一致。其结构特点如下：2.1 轮对及组成轮对分为动车转向架和拖车转向架用。动车转向架用轮对由车轴、车轮（带有制动盘—简称轮盘）齿轮装置及轴承构成。 拖车转向架用轮对由车轴、车轮（也带有制动盘—简称轮盘）及轴承构成。轮盘以外的车轮、大齿轮、轴盘及轴承等为确保安全性和可靠性采用冷压法压装到车轴上。轮对组装主

罐式汽车结构与设计

铝合金罐体罐式汽车结构与设计 摘要：罐式汽车是指装有专用罐状容器的运货汽车。它具有运输效率高、保证运货质量、利于安全运输、减轻劳动强度、降低运输成本等优点。随着我国各行业对物流运输需求的不断增大，罐式汽车的作用愈加突出，在专用汽车中所占的比例也明显增加。 关键词：罐式汽车结构设计铝合金 1绪论： 研究表明，汽车的燃油消耗与汽车的自身质量成正比，汽车质量每减轻10%，燃油消耗将降低 6%～10%，排放降低4%[2]。在驾驶方面，汽车轻量化后，加速性提高，车辆控制稳定性、噪音、振动方面也均有改善。从安全性考虑，碰撞时惯性小，制动距离减小。节能、环保、安全、舒适是汽车发展的新技术趋势,尤其是节能和环保更是人类可持续发展的重大问题。汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要，是汽车工业发展的方向之一，也是提高汽车的燃油经济性、减少排放的重要技术途径。汽车轻量化技术的具体内容实际上是功能完善、自重轻、性价比高的结合。 2 铝合金罐体罐式汽车 2.1铝合金罐体的优势 a. 降低整车整备质量，减少燃油消耗，缩小运输成本。根据欧洲铝业协会相关研究报告，整车质量与单车燃油消耗成正向变化关系。以45 m3的铝合金液罐式汽车消耗柴油为例，它比碳钢或不锈钢材料罐体的质量约少5 t，从运输成本出发，单车整备质量每减轻1 t，车辆每行驶100 km可节省0.6 L柴油。如果一辆车每年运行里程为12万km，只按该里程的一半计算（空载行驶），则一年至少可节省柴油1 800 L，折合目前市场价约为1万元。 b. 在相同整车质量下，由于铝合金材料罐体的空载整车质量降低，承载体积变大，从而有效提高了承载经济性。按照我国道路安全法规规定，车辆总质量不得超过55 t。在规定的总质量的前提下，要想提高运输总量，只能从车辆轻量化入手，进而增加其有效承载能力获取更好的经济效益。从增加收益的角度出发，采用铝合金罐体的车辆比碳钢罐体的车辆承载量约多5 t，仍以每年12万km的里程计算，运输费用为0.5元/(km·t)，每车可额外增加收入约15万元，可以看出使用铝合金罐体的经济效益非常可观。 c. 耐氧化，化学性质较稳定，回收循环利用价值高。由于铝合金具有较强的耐腐蚀性，而且这种稳定的化学性质跟使用时间基本不存在关系。所以用户在按国家运输车辆报废有关规定将车辆报废之后，铝合金罐体整体不会出现较大损失，特别是内部不会有很大的损伤。对于按国际标准生产工艺生产的罐体，以目前国际行业出具的回收标准看，回收价值是原铝的85%以上。如一个由5 t成品铝制成的罐体使用到罐式汽车报废时，按照目前国际市场上铝的价格，仅罐体回收就有8万元的剩余价值。

高速动车组动力配置方式

高速动车组动力配置方式 把驱动列车前进的动力集中放在机车头上，还是化整为零地分散到各节车厢上，这是世界上两种不同的高速列车技术。日本首创动力分散方式，法国、德国长期坚持动力集中方式，双方在关键技术上展开竞争，40多年间，经历了多个回合的较量，你追我赶，各显神通，推动了世界高速铁路技术不断发展，走向成熟。 从1960年代动力分散方式的日本0系新干线列车一枝独秀，到1980年代动力集中方式的法国TGV列车占据优势地位，又到1990年代后日本动力分散方式和欧洲动力集中方式并驾齐驱，最后到现今动力分散方式成为世界高速列车技术的发展趋势。 20世纪50年代，日本国民经济经历战败后的复兴，得到了高速发展。作为主要公共交运输方式的铁路，旅客和货物运输量急剧增长，连接东京、名古屋和大阪的日本铁路交通大动脉--东海道线的运输能力日渐显得捉襟见肘了。日本国铁决定增建新线来缓解运输压力最大的东海道线运能不足的问题。当时提出了3种不同方案： 1．已达饱和状态的东海道复线基础上再建一条复线；2．新建一条东海道线新铁路来分流和缓解旧东海道线的运输压力；3．修建一条时速200公里以上的标准轨高速铁路。第三种新干线方案遭到日本国铁大多数人的强烈反对。然而，当时的日本国铁总裁十河信二与总工程师岛秀雄却凭借其过人的魄力与出众的技术眼光，力主新干线方案，并最终获得国会批准。1959年4月20日，日本开始正式修建东海道新干线。1964年10月1日正式通车，0系“光号”列车在高速铁路上达到创纪录的210公里的时速。新干线开通后，很快便以高速、正点、安全、大运量、全天候的独特优势，得到日本国民的广泛欢迎，大量的客流涌向新干线，乘飞机的旅客大减，最终竟迫使东京至名古屋的航班停运。新干线不仅创造了良好的经济效益，还带动了沿线城市社会经济的快速发展，取得了很好的社会效果。 0系列车最突出的技术特点是：动力分散。那么，0系新干线列车为什么要标新立异，采用动力分散方式呢？因为，尽管日本是一个铁路交通非常发达的国家，但日本修建铁路的先天性条件却并不好：地质松软，山地河流众多。早在20世纪30年代末，就有日本国铁的专家意识到，动力集中方式虽然有诸多优点，但由于机车的轴重大，亦即牵引电机集中在机车上，机车底下的车轴就要承担更大的重量，因而运行时对轨道的破坏作用也大。因此，动力集中方式列车的运行，尤其是高速运行，首先就需要坚固的轨道但对地质松软的日本来说，修建坚固的轨道是一个难题。比较而言，轴重要轻得多的动力分散方式可以减轻对轨道的要求。除此之外，当时日本专家认为采用动力分散方式的优点还有：列车动力更容易根据需要调整；在终点站没有调换车头的麻烦；制动时，分散在多个车辆下的牵引电机还可以作为发电机使用，将列车动能转换为电能从而获得制动力，减小机械制动装置的负担等等。至于动力分散方式振动和噪声大的缺点，可以通过提高减振减噪的技术来解决。 日本新干线开通后，英、法、德三国很快以极高的热情，开始大力推进本国铁路的高速化，他们并没有理会日本的动力分散方式技术，依旧坚持自己一贯擅长的动力集中技术。然而，1964 - 1980年，世界上只有日本有一条真正意义上的高速铁路，日本也只有0系列车一种车型，因此，动力分散方式的0系列车在世界上可谓是一枝独秀。

CRH2型高速动车组车辆车体结构总体设计

XX工程学院 车辆工程系 本科毕业设计（论文） 题目：C R H2型高速动车组车辆车体结构总体设计 专业：机械设计制造及其自动化 （城市轨道车辆） 班级：城轨081学号：215080301 学生姓名： 指导教师：副教授 起迄日期：2012.3～2012.6 设计地点：车辆工程实验中心

摘要 随着科技和生活水平的提高，城市之间的距离越来越小，高速动车作为一种新的交通工具，正逐步代替原有的交通。本文对CRH2型200km/h的高速动车组车体结构进行了总体设计。根据国内外高速动车的发展概况和最新研究成果，以及为实现列车车体气密性和轻量化为目的，完成了CRH2型动车组的车体结构总体设计。基本编组方案采用2动2拖，整车由8辆车组成，主要对头车车体进行了详细研究。首先，是对车体的材料选择，经过对耐候钢，不锈钢和铝合金的比较可以看得出，采用铝合金是最合适的。它可以降低车重，提高车辆加速度，降低运能消耗、牵引及制动能耗，减轻了对线路的磨耗及冲击,扩大了运输能力。其次是对车体的结构进行选择，主要以双壳结构为主，并引入了模块化的概念，把铝合金车体分成若干模块，包块底架模块，侧墙模块，车顶模块，端部模块和车体附件等五大部分，每一种模块单独加工，互不影响。最后把所有模块整合在一起，组成铝合金车体。 关键词：车辆工程；高速动车组；车体；铝合金

ABSTRACT With the technology and the improvement of living standards, the distance between the cities getting shorter and shorter. High-speed EMU as a new means of transport is replacing the existing traffic gradually. This paper introduces the design of overall body structure for 200 km/h of CRH2 EMU. According to the development overview and the latest research results of domestic and foreign high-speed EMUs, as well as to achieve the air tightness and weight of train for purpose, completing the design of overall body structure for the 200km /h EMU. 2M2T is selected as the basic formation program and it’s made up of eight vehicles, mainly taking some study on the rival car body. First of all, the choice of body material, compared with weathering steel, stainless steel and aluminum alloy, aluminum alloy is the most suitable. It can reduce the vehicle weight and improve vehicle acceleration. It also can reduce consumption of transport capacity, traction and braking, and even can reduce wear on the line and the impact, expand the transport capacity. Secondly, choose the structure of the body, mainly double-shell structure. It introduces the modular concept, the aluminum alloy body is to be divided into several modules, including block chassis modules, side-wall modules, roof modules, the end modules and annex to the bottom of vehicle, each module processes separately. Finally, form the aluminum alloy body with all modules together. Keywords: Vehicle Engineering; High-speed EMU; Body structure; Aluminum alloy