高強(qiáng)度大型中空廂車底板型材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)

1 背景

廂式貨車具有機(jī)動(dòng)靈活、操作方便，工作高效、運(yùn)輸量大，充分利用空間及安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。廂式貨車廣泛使用于運(yùn)輸各類貨物，各大工廠、超市、個(gè)人均適用。它是全天候的，既可以在市際各種公里上，也可在城市市區(qū)內(nèi)完成運(yùn)輸任務(wù)，其比普通貨車更加安全、美觀且下雨不會(huì)淋濕貨物。

隨著我國(guó)快遞行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)也帶動(dòng)汽車運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展，也帶來了環(huán)境污染和能源短缺等問題。社會(huì)對(duì)廂式貨車也提出了更高的要求

。汽車輕量化全鋁廂車就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，全鋁廂車不僅完美繼承了原有廂式貨車的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)同時(shí)新增節(jié)能減排、改善道路運(yùn)輸安全、提高運(yùn)營(yíng)效率，使用壽命長(zhǎng)，可循環(huán)回收，并且沒有靜電、沒有磁性和耐腐蝕，可以運(yùn)載危險(xiǎn)物資等優(yōu)勢(shì)。

本文針對(duì)運(yùn)輸行業(yè)對(duì)廂式貨車高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、大容量、節(jié)能降耗、降低運(yùn)輸成本和提高使用壽命等實(shí)際使用需求，設(shè)計(jì)出高強(qiáng)度大型中空廂車底板結(jié)構(gòu)型材。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

廂式汽車是一種新興的工業(yè)化產(chǎn)品，發(fā)展十分迅速。目前在發(fā)達(dá)國(guó)家的公路貨運(yùn)車輛中，廂式汽車的比例在90%以上，美國(guó)高速公路上運(yùn)行的載貨車無一不是封閉的廂式車。

我國(guó)交通部在《關(guān)于道路運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見》中提出：“加快貨運(yùn)車輛廂式化進(jìn)程，力爭(zhēng)用5-8年時(shí)間逐步淘汰現(xiàn)有普通敞篷貨車，實(shí)現(xiàn)貨物無裸露運(yùn)輸”。在《道路運(yùn)輸業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要（2001-2010）》中又進(jìn)一步明確要求：貨物運(yùn)輸大力發(fā)展集裝箱車、廂式貨車、特種專用車輛和載重量在8噸以上的重型柴油車，加快普通敞篷貨車的廂式化進(jìn)程。

在運(yùn)營(yíng)貨車中，廂式貨車力爭(zhēng)達(dá)到50%，重型貨車力爭(zhēng)達(dá)到10%，特種專用貨車力爭(zhēng)達(dá)到15%。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物流運(yùn)輸業(yè)的日益繁榮，廂式汽車的需求量日益增長(zhǎng)，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景

。

廂式貨車是物流公司十分常用的運(yùn)輸工具之一，可以算得上是在貨運(yùn)物流公司之間占有量、使用頻率都很高的貨車類型。廂式貨車的車身本身是封閉式的，所以不怕下雨下雪，可以全天運(yùn)送貨物；而且加封閉的廂體可以對(duì)貨物起到支撐保護(hù)作用，因而廂式貨車運(yùn)貨相對(duì)于其他類型的貨車更為安全、可靠。

底架是整個(gè)車廂的安裝基礎(chǔ)，受力比較大。整個(gè)底架包括廂車底板、縱梁、橫梁、邊梁等部件組成。廂車底板是廂車的重要組成部分，廂車的側(cè)墻板需通過廂車的邊梁與底板組成連接。底板與廂車下部的牽引系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)相連接。廂車底板還需承載整個(gè)車廂包括整車貨物的重量。因此廂車底板設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整車的安全性能，并且由于底板的工作環(huán)境比較惡劣所以對(duì)底板的強(qiáng)度、安全系數(shù)、平穩(wěn)性、承載能力要求較高。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在承受力方面廂車底板受力方向主要為由上而下，高強(qiáng)度中空廂車底板型材結(jié)構(gòu)下部采用扣接的拼接方式，在受到由上而下的作用力時(shí)，扣接部位會(huì)因?yàn)閴毫ψ饔枚古浜细泳o密，不會(huì)出現(xiàn)因外部壓力而使廂車底板松動(dòng)，開裂的情況，提高了底板拼裝的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性及延長(zhǎng)了廂車的使用壽命。

原有廂車配合方式為對(duì)接配合。兩個(gè)單層底板配合后先進(jìn)行雙側(cè)點(diǎn)焊再對(duì)縱向通長(zhǎng)方向進(jìn)行打膠處理。首先焊接加工工藝對(duì)于鋁合金型材來說，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就會(huì)下降40%。雙側(cè)焊接焊縫處金屬受熱不均勻因素增加，型材焊接收縮變形量大，形量增大。而且焊道數(shù)量多、焊接加工工時(shí)長(zhǎng)，加工成本增高。

廂車底板為廂車的主要受力部位，所承受的力的方向?yàn)橛缮隙?，單層底板的裝配方式對(duì)由上而下的力承受能力比較差，在運(yùn)輸?shù)倪^程中受到貨物及路況的影響容易松動(dòng)。降低廂車整車的使用壽命。

焊接的方法很多，按焊接過程的特點(diǎn)不同可分為：熔焊、壓焊和釬焊三大類。廂式貨車底板采用對(duì)接的方式，熔焊，如圖2所示。熔焊的特點(diǎn)：加熱溫度高，而且使局部加熱。焊縫附近金屬受熱極不均勻，可能造成工件變形、產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及組織轉(zhuǎn)變與性能變化的不均勻。加熱速度快（1500度/秒），溫度分布不均勻，可能出現(xiàn)在熱處理中不應(yīng)出現(xiàn)的組織和缺陷

。熱源是移動(dòng)的，加熱和冷卻的區(qū)域不斷變化。

高強(qiáng)度中空廂車底板型材結(jié)構(gòu)采用獨(dú)創(chuàng)的先扣接再焊接的接頭方式及加工工藝，改變?cè)袀鹘y(tǒng)雙面焊接工藝的弊端，如圖4所示。只需將兩個(gè)底板型材下部先進(jìn)行扣接配合，上部進(jìn)行搭接配合后再對(duì)型材上部進(jìn)行焊接，兩種型材組裝后只存在一道焊縫位置，該設(shè)計(jì)方案減少了焊道數(shù)量、焊接變形收縮量以及焊接加工工時(shí)，降低了生產(chǎn)加工成本

。

由于廂車底板母材原設(shè)計(jì)方式為單層結(jié)構(gòu)，母材結(jié)構(gòu)比較單薄，母材在搬運(yùn)和運(yùn)輸?shù)倪^程中容易產(chǎn)生變形，造成母材的彎曲度、扭擰度發(fā)生變化，型材的形位公差產(chǎn)生變化后將使母材在拼接的過程中拼接間隙過大，增大拼裝難度

。對(duì)型材后期的安裝配合產(chǎn)生影響，導(dǎo)致型材組裝困難甚至無法完成拼裝。

那段時(shí)間，陳清經(jīng)常給我打電話，詢問身體反應(yīng)情況。起先我沒有一點(diǎn)生理反應(yīng)，也沒有惡心、嗜酸等早孕反應(yīng)。幸運(yùn)的是，手術(shù)二十多天后，妊娠反應(yīng)出現(xiàn)了，而且反應(yīng)非常強(qiáng)烈。惡心，嘔吐，吃下的都被吐了出來，一點(diǎn)胃口都沒有。但為了給胎兒增加營(yíng)養(yǎng)，又不得不吃，這樣吃了吐、吐了吃，痛苦不堪。

焊接是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種方法。

高強(qiáng)度中空廂車底板采用雙層中空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，如圖3所示，型材的外輪廓為雙層鋁板平面，中間內(nèi)腔添加多根豎直立筋。豎直立筋不僅增加了型材的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)保證了上下平面的平面度，避免了擠壓生產(chǎn)過程中平面凹陷情況的出現(xiàn)，減少了擠壓過程中的變形。

在現(xiàn)代社會(huì)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們接受的東西越來越多，視野也更加開闊，更加具有包容的心態(tài)。當(dāng)代工筆人物畫在表達(dá)質(zhì)感方面有自己的技法，它用自己的語言傳達(dá)著自己的思想，新技法，新語言形態(tài)的豐富性，多樣性為當(dāng)代工筆人物的探索提供了廣闊的空間。但無論是什么樣的語言，什么樣的表現(xiàn)形式，關(guān)鍵是要處理好“器”與“道”的關(guān)系，要使藝術(shù)的功能對(duì)人的心靈做出某些有價(jià)值的貢獻(xiàn)。

《太湖流域管理?xiàng)l例》（以下簡(jiǎn)稱《條例》），是我國(guó)首部流域綜合性行政法規(guī)?！稐l例》的出臺(tái)開創(chuàng)了流域立法的先河，標(biāo)志著我國(guó)在流域綜合管理立法方面取得了重要進(jìn)展，對(duì)于推進(jìn)流域綜合管理具有重大意義，同時(shí)也是太湖流域治水史上具有里程碑意義的一件大事。

有一次小區(qū)里的一樣?xùn)|西被偷走了，監(jiān)控里雖然拍到了小偷，但是小偷戴了頭套，沒有拍到小偷的面容。于是，我用我的千里眼看到了小偷，又看到了小偷的面容，我迅速報(bào)了警。沒過多久，小偷就被抓住了，東西物歸原主。

原有廂車底板為單層結(jié)構(gòu)，如圖1所示，擠壓變形大，后期使用車廂易產(chǎn)生變形，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)較低。

水旱輪作共調(diào)查32塊田，全部秸稈還田，其中撒播田塊占56.25%，條播田塊占43.75%。苗期雜草有豬殃殃、看麥娘、繁縷、藜、硬草、通泉草、薺菜、窄葉野豌豆等8種，拔節(jié)前期有豬殃殃、硬草、繁縷、看麥娘、通泉草、薺菜、藜、羊蹄、早熟禾、刺兒菜(小薊)、葎草、臭蒿、婆婆納、窄葉野豌豆等14種，分屬10科14屬，其中禾本科3種、玄參科2種、菊科2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以硬草+看麥娘+繁縷+豬殃殃+薺菜為優(yōu)勢(shì)的雜草群落。表6列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、 平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對(duì)雜草的發(fā)生沒有影響。

2.2 加工工藝

原有廂車底板型材結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖5所示，型材擠壓鋸切方向長(zhǎng)度與廂車車廂長(zhǎng)度方向一致。加工工藝方式為沿廂車縱向方向?qū)雍蠛附有纬烧w底板部件，再在整體底板部件下面加裝下橫梁。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組裝過程為先將所有底板進(jìn)行拼裝并焊接，整體底板部件完成后再將下橫梁通過與整體底板部件縱向垂直方向上進(jìn)行焊接，且需進(jìn)行多根下橫梁的拼裝焊接。該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)使焊道數(shù)量增多、焊接變形收縮量增大，焊接加工工時(shí)邊長(zhǎng)，生產(chǎn)加工成本增高。在廂車使用過程中存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、安全系數(shù)低、使用壽命短、平穩(wěn)性差、承載能力低等問題。

利用污水源熱泵系統(tǒng)，將冷凝器側(cè)的管網(wǎng)與現(xiàn)狀供熱管網(wǎng)的回水連接，通過提升鍋爐一次管網(wǎng)回水溫度的方式，向供熱管網(wǎng)補(bǔ)充熱量。熱量補(bǔ)充原理圖如圖2所示。

本新型高強(qiáng)度大型中空廂車底板型材結(jié)構(gòu)如圖6所示，采用廂車底板整體框架結(jié)構(gòu)為中空底板型材，沿廂車橫向方向通過先扣接再焊接的加工工藝方式，形成整體底板部件，型材擠壓鋸切方向長(zhǎng)度與廂車車廂寬度方向一致。達(dá)到提高整體底板部件框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安全系數(shù)以及使用壽命的效果。

本新型高強(qiáng)度大型中空廂車底板型材結(jié)構(gòu)采用將廂車底板與車載橫梁相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，廂車底板拼裝完成后無需再重新加裝下橫梁，減少了焊接變形量，焊道數(shù)量。提高底板整體框架的平穩(wěn)性、承載能力，減少底板整體框架組件數(shù)量及裝配加工工時(shí)。

3 結(jié)論

該新型高強(qiáng)度大型中空廂車底板型材設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了提高底板整體框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安全系數(shù)、平穩(wěn)性、承載能力以及使用壽命，滿足了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)大型鋁合金廂車高強(qiáng)度、大容量140m

～160m

的要求；提高底板整體框架的平穩(wěn)性、承載能力，減少底板整體框架組件數(shù)量、裝配加工工時(shí)、焊道數(shù)量、焊接收縮變形量、焊接加工工時(shí)等。

[1]劉旭東．貨廂底板焊接變形的控制方案[J]．工程機(jī)械與維修,2013(8)：2．

[2]張玉新,楊忠馳．全承載廂式車底板焊接工藝：,CN105290631A[P]．2016．

[3]雷鈞．整車環(huán)境下重型商用車貨廂結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)．吉林大學(xué)．

[4]韋學(xué)麗．某微型客車車身底板應(yīng)力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]．吉林大學(xué),2012．

[5]孫江萍．一種廂車底板結(jié)構(gòu)：,CN208344356U[P]．2019．

[6]何西平,韓鋒．自卸汽車貸廂底架焊接工藝性分析[J]．陜西汽車,1991(3)：6．

[7]張玉新,楊忠馳．全承載廂式車底板焊接工藝：,CN105290631A[P]．2016．