[發明專利]一種軌道交通車輛車窗粘接部位設計驗證方法

在審

• 申請號: 202010594965.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111859538A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 楊德要;李健儀;朱文戰;李健立;曾立華;馮橋穎;陳錦輝;梁潤朝
• 申請（專利權）人: 中車廣東軌道交通車輛有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

1.一種軌道交通車輛車窗粘接部位設計驗證方法，其特征在于：

(1)將軌道交通車輛車窗簡化為近似的矩形或三角形；

(2)靜態載荷計算。僅考慮重力的前提下，分析粘接部位在全局坐標中X、Y、Z方向上的受力情況，即計算Fx、Fy、Fz的大小。同時依據坐標轉化公式：

計算局部坐標下X’、Y’、Z’方向上Fx’、Fy’、Fz’的大小。根據粘接部位設計尺寸計算粘接面積A，同時依據拉伸強度計算公式σ＝F/A，剪切強度計算公式τ＝F/A分別計算局部坐標下粘接部位在各主方向上的拉剪強度。再根據等效應公式：

計算等效應力σM；

(3)動態載荷計算。根據各個工況下三個方向上的最大加速度，分別計算出全局坐標下Fx、Fy、Fz的大小。同時依據坐標轉化公式計算局部坐標下X’、Y’、Z’方向上Fx’1、Fy’1、Fz’1的大小。動載荷工況條件還需考慮疊加作用在窗玻璃上方向X’或Y’或Z’方向的最大風壓產生的力Fx’2或Fy’2或Fz’2)，其中Fx’2＝P×S，P為作用在車窗上最大風壓，S為車窗面積。與此同時，計算作用在X’方向上的合力Fx’＝Fx’1+Fx’2或Y’方向上的合力Fy’＝Fy’1+Fy’2或Z’方向上的合力Fz’＝Fz’1+Fz’2。根據粘接部位設計尺寸計算粘接面積A，同時依據拉伸強度計算公式σ＝F/A，剪切強度計算公式τ＝F/A分別計算局部坐標下粘接部位在各主方向上的拉剪強度。再根等效應力公式，計算等效應力σM；

(4)溫差導致的熱載荷計算。根據升溫段的最大溫差ΔT1計算粘接膠層的最大應變tanγT1＝ΔLT1/t＝Δα×ΔT1×L/2/t，其中ΔL為車窗長度方向(或寬度方向)的變化值，Δα為鋁合金與玻璃基材間的熱膨脹系數差異值。同理，根據降溫段的最大溫差ΔT2可計算出車窗各邊長方向上的最大應變tanγT2＝ΔLT2/t。根據τ＝G×tanγ，分別計算升溫段及降溫段溫差引起的玻璃邊緣處最大應力τT1、τT2，并將其與同向的動態載荷進行疊加，得到車窗在該方向上經動態載荷及熱載荷疊加后最大應力值。同時，根據ε＝σ/E，tanγ＝τ/G，得到對應工況下的最大疊加應變值。通過等效應力公式，可計算最大等效應力σM，而通過等效應變公式，計算出最大等效應變εM。

(5)疲勞載荷計算。根據疲勞載荷工況條件下車窗在各個方向上的最大加速度，分別計算出粘接部位在全局坐標中X、Y、Z方向上的受力值Fx、Fy、Fz的大小。同時依據坐標轉化公式計算局部坐標下X‘、Y’、Z‘方向上Fx’、Fy’、Fz’的大小。根據粘接部位設計尺寸計算粘接面積A，同時依據拉伸強度計算公式σ＝F/A，剪切強度計算公式τ＝F/A分別計算局部坐標下粘接部位在各主方向上的拉剪強度。再根據等效應力公式，計算等效應力σM；

(6)各載荷工況條件下安全系數的計算。重力載荷工況條件下，通過計算膠粘劑的蠕變強度與車窗在該條件下的最大應力的比值，可獲得該條件下的安全系數。溫差導致的熱載荷與動態載荷疊加工況條件下，通過計算膠粘劑的濕熱老化后剪切強度特征值與車窗在該條件下的最大等效應力的比值，可獲得該條件下的安全系數。通過計算膠粘劑的濕熱老化后剪切斷裂伸長率特征值與車窗在該條件下的最大等效應力應變的比值，可獲得該條件下的安全系數。疲勞載荷工況條件下，通過計算膠粘劑的疲勞強度與車窗在該條件下的最大等效應力的比值，可獲得該條件下的安全系數；

(7)分析結果評估。通過前期的計算結果和分析，評估車窗的所受到各類載荷是否均小于膠粘劑的承載極限，安全系數是否遠大于2，遠大于2即是有充足的安全裕度，從而判定該車窗粘接部位設計尺寸是安全可靠，能滿足車輛正常運營需求的。