專利名稱：鐵路車輛模型的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及教學、科研設備領域，具體涉及一種鐵路車輛模型。
背景技術：
鐵路客車是運輸旅客的重要工具，其主要承載部件的設計及制造工藝關乎旅客的舒適、安全。對于鐵路相關普通高校、高職院校、中等職業(yè)學校、鐵路培訓機構(gòu)等教學單位而言，鐵路車輛模型在其教學過程中具有非常重要的意義。目前，國內(nèi)所使用的各種鐵路車輛模型大都是采用塑料或塑鋼制品，其主要作用是用于結(jié)構(gòu)功能展示或展覽，使學生所獲得的較為直觀的感性認識，而對于鐵路車輛的承載方式、承載結(jié)構(gòu)、梁截面型式、焊接工藝以及鐵路車輛主要部件的承載能力、振動模態(tài)、防碰撞結(jié)構(gòu)、沖擊能量傳遞等教學內(nèi)容主要是通過書本進行講解。書本教學對于結(jié)構(gòu)受力、工藝分析、逆向工程等相關實驗教學存在困難，學生無法深刻理解車輛主要受力部件的重要作用，而現(xiàn)有的鐵路車輛模型由于材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的限制很難用于相似模型與真實模型之間的力學特性關系推導等科研工作，無法直觀的展示鐵路車輛各零部件之間的連接及力的傳遞關系，也無法分析各個方向力的傳遞，即使現(xiàn)有的鐵路車輛模型采用鋼結(jié)構(gòu)制作，也對很多結(jié)構(gòu)進行了簡化處理，甚至為便于生產(chǎn)對原結(jié)構(gòu)在縮小比例后進行了諸多變形設計，無法進行逆向工程教學以及推演模型與真實車輛結(jié)構(gòu)之間的力學特性對應關系等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠直觀展示鐵路車輛車體鋼結(jié)構(gòu)及各零部件之間的連接和力的傳遞關系，可進行逆向工程教學以及推演模型與真實車輛結(jié)構(gòu)之間的力學特性對應關系的 鐵路車輛模型。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:該鐵路車輛模型，包括鋼結(jié)構(gòu)的仿真車體，仿真車體底部設置有仿真轉(zhuǎn)向架，還包括車輛固定裝置，所述仿真車體、仿真轉(zhuǎn)向架上設置有加力裝置以及測力系統(tǒng)，所述仿真車體由端墻、兩側(cè)的側(cè)墻、底架、地板、端頂及圓頂構(gòu)成，地板設置在底架上，端頂連接在圓頂?shù)膬啥耍凰龆藟Πǘ藟γ善?，端墻蒙皮的?nèi)表面設置有兩根矩形角柱，在兩根矩形角柱之間設置有兩根與矩形角柱相互平行的端墻門柱，所述兩根端墻門柱之間通過門橫梁相連，在相鄰的端墻門柱與矩形角柱之間設置有端墻立柱，相鄰的矩形角柱與端墻立柱之間通過小橫梁相連，相鄰的端墻立柱與端墻門柱之間通過大橫梁相連，所述矩形角柱、端墻門柱、門橫梁、端墻立柱、小橫梁、大橫梁均固定在端墻蒙皮的內(nèi)表面；所述側(cè)墻包括側(cè)墻蒙皮，側(cè)墻蒙皮的內(nèi)表面設置有多根長縱向梁、多根側(cè)墻立柱與多根短縱向梁，側(cè)墻蒙皮的頂端設置有側(cè)墻上邊梁，在側(cè)墻兩端設置有外側(cè)門柱和門上梁；所述底架包括兩根底架邊梁，所述兩根底架邊梁之間通過多根枕間橫梁相連，在位于底架邊梁兩端的枕間橫梁上固定有牽引梁，牽引梁的外端連接有底架端梁，內(nèi)端連接有枕后縱向梁，所述枕后縱向梁固定在枕間橫梁上，在牽引梁上設置有枕梁，所述枕梁的兩端固定在底架邊梁上；所述地板由波紋地板以及位于波紋地板兩端的鐵地板構(gòu)成；所述端頂包括由彎梁蒙皮、頂部蒙皮和端部蒙皮構(gòu)成的端頂蒙皮，在頂部蒙皮的內(nèi)表面設置有多根端頂橫梁、多根短端頂縱梁與多根長端頂縱梁，在彎梁蒙皮的內(nèi)表面設置有端頂上邊梁、端頂下邊梁、端頂彎梁，所述端頂彎梁的兩端固定在端頂上邊梁與端頂下邊梁上，在端部蒙皮的內(nèi)表面設置有端頂端梁；所述圓頂包括圓頂蒙皮，所述圓頂蒙皮的內(nèi)表面設置有多根圓頂縱梁、多根圓頂彎梁，圓頂蒙皮的兩端設置有端部封板，所述圓頂蒙皮的兩側(cè)連接有小蒙皮，所述小蒙皮的內(nèi)表面設置有圓頂上邊梁、圓頂下邊梁。進一步的是，所述側(cè)墻蒙皮、波紋地板、圓頂蒙皮上均設置有觀察口。進一步的是，所述鐵地板通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在底架上，所述端頂蒙皮的頂部蒙皮與多根端頂橫梁、多根短端頂縱梁與多根長端頂縱梁通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定。進一步的是，所述可拆卸結(jié)構(gòu)為螺栓 連接結(jié)構(gòu)。進一步的是，所述加力裝置包括側(cè)向加力裝置與車端加力裝置。進一步的是，所述車輛固定裝置為鐵鞋。進一步的是，所述仿真車體與仿真轉(zhuǎn)向架表面涂刷有防銹漆。本發(fā)明的有益效果:該鐵路車輛模型不但能夠用于結(jié)構(gòu)功能展示或展覽，使學生獲得的較為直觀的感性認識，同時，該鐵路車輛模型由于材質(zhì)和仿真車體的主要承力部件結(jié)構(gòu)、仿真轉(zhuǎn)向架與真實車輛基本類似，因此，可以用于相似模型與真實模型之間的力學特性關系推導等科研工作，可以直觀的展示鐵路車輛各零部件之間的連接及力的傳遞關系，通過測力系統(tǒng)可以分析各個方向力的傳遞，從而使得學生能夠深刻理解鐵路車輛的承載方式、承載結(jié)構(gòu)、梁截面型式、焊接工藝以及鐵路車輛主要部件的承載能力、振動模態(tài)、防碰撞結(jié)構(gòu)、沖擊能量傳遞等教學內(nèi)容，使得對于結(jié)構(gòu)受力、工藝分析、逆向工程等相關實驗教學變得簡單，使學生深刻理解車輛主要受力部件的重要作用。


圖1是本發(fā)明鐵路車輛模型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明鐵路車輛模型仿真車體的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明鐵路車輛模型端墻的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明鐵路車輛模型側(cè)墻的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明鐵路車輛模型底架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明鐵路車輛模型的安裝有地板的底架結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明鐵路車輛模型端頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明鐵路車輛模型圓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖中標記說明:仿真車體10、仿真轉(zhuǎn)向架20、車輛固定裝置30、加力裝置40、端墻
1、矩形角柱101、端墻立柱102、端墻門柱103、小橫梁104、大橫梁105、門橫梁106、端墻蒙皮107、側(cè)墻2、側(cè)墻蒙皮201、長縱向梁202、側(cè)墻立柱203、外側(cè)門柱204、側(cè)墻上邊梁205、短縱向梁206、門上梁207、底架4、底架端梁401、牽引梁402、枕梁403、枕后縱向梁404、枕間橫梁405、底架邊梁406、地板5、鐵地板501、波紋地板502、端頂6、端頂上邊梁601、端頂下邊梁602、端頂彎梁603、端頂端梁604、端部蒙皮605、端頂橫梁606、短端頂縱梁607、長端頂縱梁608、彎梁蒙皮609、圓頂7、圓頂蒙皮701、圓頂縱梁702、端部封板703、圓頂上邊梁704、圓頂下邊梁705、小蒙皮706、圓頂彎梁707。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的說明。如圖1至8所示，該鐵路車輛模型，包括鋼結(jié)構(gòu)的仿真車體10，仿真車體10底部設置有仿真轉(zhuǎn)向架20，還包括車輛固定裝置30，所述仿真車體10、仿真轉(zhuǎn)向架20上設置有加力裝置40以及測力系統(tǒng)，所述仿真車體10由端墻1、兩側(cè)的側(cè)墻2、底架4、地板5、端頂6及圓頂7構(gòu)成，地板5設置在底架4上，端頂6連接在圓頂7的兩端；所述端墻I包括端墻蒙皮107，端墻蒙皮107的內(nèi)表面設置有兩根矩形角柱101，在兩根矩形角柱101之間設置有兩根與矩形角柱101相互平行的端墻門柱103，所述兩根端墻門柱103之間通過門橫梁106相連，在相鄰的端墻門柱103與矩形角柱101之間設置有端墻立柱102，相鄰的矩形角柱101與端墻立柱102之間通過小橫梁104相連，相鄰的端墻立柱102與端墻門柱103之間通過大橫梁105相連，所述矩形角柱101、端墻門柱103、門橫梁106、端墻立柱102、小橫梁104、大橫梁105均固定在端墻蒙皮107的內(nèi)表面；所述側(cè)墻2包括側(cè)墻蒙皮201，側(cè)墻蒙皮201的內(nèi)表面設置有多根長縱向梁202、多根側(cè)墻立柱203與多根短縱向梁206，側(cè)墻蒙皮201的頂端設置有側(cè)墻上邊梁205，在側(cè)墻2兩端設置有外側(cè)門柱204和門上梁207 ；所述底架4包括兩根底架邊梁406，所述兩根底架邊梁406之間通過多根枕間橫梁405相連，在位于底架邊梁406兩端的枕間橫梁405上固定有牽引梁402，牽引梁402的外端連接有底架端梁401，內(nèi)端連接有枕后縱向梁404，所述枕后縱向梁404固定在枕間橫梁405上，在牽引梁402上設置有枕梁403，所述枕梁403的兩端固定在底架邊梁406上；所述地板5由波紋地板502以及位于波紋地板502兩端的鐵地板501構(gòu)成；所述端頂6包括由彎梁蒙皮609、頂部蒙皮和端部蒙皮605構(gòu)成的端頂蒙皮，在頂部蒙皮的內(nèi)表面設置有多根端頂橫梁606、多根短端頂縱梁607與多根長端頂縱梁608，在彎梁蒙皮609的內(nèi)表面設置有端頂上邊梁601、端頂下邊梁602、端頂彎梁603，所述端頂彎梁603的兩端固定在端頂上邊梁601與端頂下邊梁602上，在端部蒙皮605的內(nèi)表面設置有端頂端梁604 ；所述圓頂7包括圓頂蒙皮701，所述圓頂蒙皮701的內(nèi)表面設置有多根圓頂縱梁702、多根圓頂彎梁707，圓頂蒙皮701的兩端設置有端部封板703，所述圓頂蒙皮701的兩側(cè)連接有小蒙皮706，所述小蒙皮706的內(nèi)表面設置有圓頂上邊梁704、圓頂下邊梁705。 該鐵路車輛模型不但能夠用于結(jié)構(gòu)功能展示或展覽，使學生獲得的較為直觀的感性認識，同時，該鐵路車輛模型由于材質(zhì)和仿真車體10的主要承力部件結(jié)構(gòu)、仿真轉(zhuǎn)向架20與真實車輛基本類似，因此，可以用于相似模型與真實模型之間的力學特性關系推導等科研工作，可以直觀的展示鐵路車輛各零部件之間的連接及力的傳遞關系，通過測力系統(tǒng)可以分析各個方向力的傳遞，從而使得學生能夠深刻理解鐵路車輛的承載方式、承載結(jié)構(gòu)、梁截面型式、焊接工藝以及鐵路車輛主要部件的承載能力、振動模態(tài)、防碰撞結(jié)構(gòu)、沖擊能量傳遞等教學內(nèi)容，使得對于結(jié)構(gòu)受力、工藝分析、逆向工程等相關實驗教學變得簡單，使學生深刻理解車輛主要受力部件的重要作用。在上述實施方式中，為了，所述便于觀察仿真車體10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在側(cè)墻蒙皮201、波紋地板502、圓頂蒙皮701上均設置有觀察口，同時，將所述鐵地板501通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在底架4上，所述端頂蒙皮的頂部蒙皮與多根端頂橫梁606、多根短端頂縱梁607與多根長端頂縱梁608通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定，也是為了便于觀察仿真車體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在觀察時只需將鐵地板501、頂部蒙皮拆下來即可。所述可拆卸結(jié)構(gòu)可以采用現(xiàn)有的各種連接方式，為了保證連接強度和牢固性，一般優(yōu)選的方式是:所述可拆卸結(jié)構(gòu)為螺栓連接結(jié)構(gòu)。為了能夠全面測量仿真車體各個主要承力部件的力學性能，所述加力裝置40包括側(cè)向加力裝置與車端加力裝置，這樣從各個方向?qū)Ψ抡孳圀w進行施加載荷，可以得到更為準確的實驗結(jié)果。在進行力學實驗的過程中，所述載荷的施加位置，以及測力系統(tǒng)的安裝位置根據(jù)具體的實驗而定。所述車輛固定裝置30是為了保證仿真車體在實驗過程中不發(fā)生移動，一般情況下，所述車輛固定裝置30優(yōu)選為鐵鞋，鐵鞋不但安裝方便，同時能夠有效防止仿真車體在實驗過程中發(fā)生移動。另外，為了延長鐵路車輛模型的使用壽命，所述仿真車體10與仿真轉(zhuǎn)向架20表面涂刷有防銹漆 。
權利要求
1.鐵路車輛模型，其特征在于:包括鋼結(jié)構(gòu)的仿真車體(10)，仿真車體(10)底部設置有仿真轉(zhuǎn)向架(20 )，還包括車輛固定裝置(30 )，所述仿真車體(10 )、仿真轉(zhuǎn)向架(20 )上設置有加力裝置(40)以及測力系統(tǒng)，所述仿真車體(10)由端墻(I)、兩側(cè)的側(cè)墻(2)、底架(4)、地板(5)、端頂(6)及圓頂(7)構(gòu)成，地板(5)設置在底架(4)上，端頂(6)連接在圓頂(7)的兩端； 所述端墻(I)包括端墻蒙皮(107)，端墻蒙皮(107)的內(nèi)表面設置有兩根矩形角柱(101)，在兩根矩形角柱(101)之間設置有兩根與矩形角柱(101)相互平行的端墻門柱(103)，所述兩根端墻門柱(103)之間通過門橫梁(106)相連，在相鄰的端墻門柱(103)與矩形角柱(101)之間設置有端墻立柱(102)，相鄰的矩形角柱(101)與端墻立柱(102)之間通過小橫梁(104)相連，相鄰的端墻立柱(102)與端墻門柱(103)之間通過大橫梁(105)相連，所述矩形角柱(101)、端墻門柱(103)、門橫梁(106)、端墻立柱(102)、小橫梁(104)、大橫梁(105)均固定在端墻蒙皮(107)的內(nèi)表面； 所述側(cè)墻(2)包括側(cè)墻蒙皮(201)，側(cè)墻蒙皮(201)的內(nèi)表面設置有多根長縱向梁(202)、多根側(cè)墻立柱(203)與多根短縱向梁(206)，側(cè)墻蒙皮(201)的頂端設置有側(cè)墻上邊梁(205 )，在側(cè)墻(2 )兩端設置有外側(cè)門柱(204 )和門上梁(207 ); 所述底架(4)包括兩根底架邊梁(406 )，所述兩根底架邊梁(406 )之間通過多根枕間橫梁(405)相連，在位于底架邊梁(406)兩端的枕間橫梁(405)上固定有牽引梁(402)，牽引梁(402)的外端連接有底架端梁(401)，內(nèi)端連接有枕后縱向梁(404)，所述枕后縱向梁(404)固定在枕間橫梁(405)上，在牽引梁(402)上設置有枕梁(403)，所述枕梁(403)的兩端固定在底架邊梁(406)上；所述地板(5)由波紋地板(502)以及位于波紋地板(502)兩端的鐵地板(501)構(gòu)成； 所述端頂(6)包括由彎梁蒙皮(609)、頂部蒙皮和端部蒙皮(605)構(gòu)成的端頂蒙皮，在頂部蒙皮的內(nèi)表面設置有多根端頂橫梁(606)、多根短端頂縱梁(607)與多根長端頂縱梁(608)，在彎梁蒙皮(609)的內(nèi)表面設置有端頂上邊梁(601)、端頂下邊梁(602)、端頂彎梁(603)，所述端頂彎梁(603)的兩端固定在端頂上邊梁(601)與端頂下邊梁(602)上，在端部蒙皮(605)的內(nèi)表面設置有端頂端梁(604)； 所述圓頂(7)包括圓頂蒙皮(701)，所述圓頂蒙皮(701)的內(nèi)表面設置有多根圓頂縱梁(702)、多根圓頂彎梁(707)，圓頂蒙皮(701)的兩端設置有端部封板(703)，所述圓頂蒙皮(701)的兩側(cè)連接有小蒙皮(706)，所述小蒙皮(706)的內(nèi)表面設置有圓頂上邊梁(704)、圓頂下邊梁(705)。
2.如權利要求1所述的鐵路車輛模型，其特征在于:所述側(cè)墻蒙皮(201)、波紋地板(502)、圓頂蒙皮(701)上均設置有觀察口。
3.如權利要求2所述的鐵路車輛模型，其特征在于:所述鐵地板(501)通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在底架(4)上，所述端頂蒙皮的頂部蒙皮與多根端頂橫梁(606)、多根短端頂縱梁(607)與多根長端頂縱梁(608)通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定。
4.如權利要求3所述的鐵路車輛模型，其特征在于:所述可拆卸結(jié)構(gòu)為螺栓連接結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項權利要求所述的鐵路車輛模型，其特征在于:所述加力裝置(40)包括 側(cè)向加力裝置與車端加力裝置。
6.如權利要求5所述的鐵路車輛模型，其特征在于:所述車輛固定裝置(30)為鐵鞋。
7.如權利要求6所述的鐵路車輛模型，其特征在于:所述仿真車體(10)與仿真轉(zhuǎn)向架(20)表面 涂刷有防銹漆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠直觀展示鐵路車輛車體鋼結(jié)構(gòu)及各零部件之間的連接和力的傳遞關系，可進行逆向工程教學以及推演模型與真實車輛結(jié)構(gòu)之間的力學特性對應關系的鐵路車輛模型。該鐵路車輛模型，包括鋼結(jié)構(gòu)的仿真車體，仿真車體底部設置有仿真轉(zhuǎn)向架，還包括車輛固定裝置，所述仿真車體、仿真轉(zhuǎn)向架上設置有加力裝置以及測力系統(tǒng)。該鐵路車輛模型不但能夠用于結(jié)構(gòu)功能展示或展覽，使學生獲得的較為直觀的感性認識，同時，可以用于相似模型與真實模型之間的力學特性關系推導等科研工作，可以直觀的展示鐵路車輛各零部件之間的連接及力的傳遞關系，通過測力系統(tǒng)可以分析各個方向力的傳遞。適合在教學、科研設備領域推廣應用。
文檔編號A63H19/16GK103239868SQ201310183049
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權日2013年5月17日
發(fā)明者王海軍, 曾京, 唐陽, 吳磊, 劉轉(zhuǎn)華 申請人:西南交通大學