車身和制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例涉及一種車身制造方法。所述方法包括：將框架組件聯(lián)接到平臺，其中所述平臺處于拱起且無載荷的狀態(tài)，并且其中所述框架組件在與所述平臺的聯(lián)接點處具有游隙度；以及固定所述聯(lián)接點以消除所述游隙度并由此在所述拱起狀態(tài)下在所述車身中提供大致零殘余應(yīng)力。
【專利說明】車身和制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例總體涉及一種車身(vehicle body)。其他實施例涉及軌道車輛的具有減少重量的車身和其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在軌道工業(yè)中，利用軌道車輛來在導(dǎo)軌上將乘客和/或貨物從一個位置運輸?shù)搅硪晃恢?。通常，機車為列車提供動力。機車通常具有兩種車身型式中的一種，即平臺型式(platform style)(也被稱為機罩單元型式(cowl unit style))或車身單元型式(carbodyunit style)。在平臺型式機車情況中，機車具有全寬封閉車身。這種車身僅是一種殼體或帳篷狀結(jié)構(gòu)，并且不承載載荷。實際上，平臺型式機車的所有強度處在位于底盤下方的機車平臺結(jié)構(gòu)/框架中。具有平臺車身型式的機車通常是十分重的，因為需要大梁和其他大量結(jié)構(gòu)構(gòu)件來支撐機車部件如發(fā)動機、燃料、交流發(fā)電機、冷卻系統(tǒng)等的全重。
[0003]對比平臺設(shè)計，車身單元或簡稱為車身，從位于側(cè)部和車頂中覆蓋機車全寬的橋式祐1架(bridge-truss)架構(gòu)來得到其結(jié)構(gòu)強度。當構(gòu)造車身時，殘余應(yīng)力(residualstresses)由于構(gòu)架的制造過程和/或形狀而累積。因此，為了安全支撐機車部件全重，車身架構(gòu)實際必須過度設(shè)計(over-engineered)以考慮到車身中的殘余應(yīng)力。這種過度設(shè)計可采用較厚框架構(gòu)件形式，從而使重量增加。
[0004]然而，在某些情形中，機車重量是一個主要關(guān)心的問題。例如，軌道安全組織可具有最大重量要求。具體地說，當行進通過某些橋梁或者其他導(dǎo)軌區(qū)域時，機車重量可能是一個主要關(guān)心的問題。因此，可能期望通過以下方式來減少機車的重量:消除與機車制造相關(guān)的殘余應(yīng)力，從而不再需要過度設(shè)計車身的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來補償車身中的殘余應(yīng)力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例涉及一種車身制造方法。所述方法包括將框架組件聯(lián)接到平臺，其中所述平臺處于拱起(cambered)且無載荷的狀態(tài)，并且其中所述框架組件在與所述平臺的聯(lián)接點處具有游隙度(degree of play)(例如，非零的游隙度)。(所述車身包括聯(lián)接在一起的所述框架組件和所述平臺。)所述方法進一步包括固定所述聯(lián)接點以消除所述游隙度并由此在所述拱起狀態(tài)下在車身中提供大致零殘余應(yīng)力。
[0006]本發(fā)明的另一個實施例涉及一種車身。所述車身包括在載荷的作用下可在拱起位置與非拱起位置之間移動的底部框架以及固定到所述底部框架的頂部框架。當?shù)撞靠蚣芴幱诠捌鹞恢貌⑶翼敳靠蚣鼙还潭ǖ降撞靠蚣軙r，在頂部框架和底部框架中都存在大致零殘余應(yīng)力。
[0007]本發(fā)明的另一個實施例涉及一種具有車身的車輛。所述車身包括:平臺組件，所述平臺組件在載荷下可在拱起位置與大致非拱起位置之間移動；框架組件，所述框架組件具有多個結(jié)構(gòu)構(gòu)件；以及第一滑動接板，所述第一滑動接板將所述頂部框架組件固定到所述平臺組件。所述第一滑動接板可配合地接合到所述框架組件的所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的至少一個并且被固定附接到所述平臺組件，以便當所述平臺處于所述拱起位置時，所述車身中展現(xiàn)出大致零殘余應(yīng)力。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種方法包括:將車輛的框架組裝在大致非拱起位置中；以及將車輛的平臺組裝在拱起位置中。所述方法進一步包括:當所述車輛(包括固定到所述平臺的所述框架)處于所述拱起位置時，將所述非拱起的框架固定到所述拱起平臺，其中在框架與平臺之間存在較少或無應(yīng)力；以及對所述拱起車輛施加載荷，以便將拱起度減少到約零的拱起度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種用于減少車身重量的方法包括選擇用于提供車身中大致1:1比率的計算應(yīng)力與容許應(yīng)力所僅需的結(jié)構(gòu)和材料，其中所述計算應(yīng)力包括大致零殘余應(yīng)力。所述方法可進一步包括基于所述選定結(jié)構(gòu)和材料來制造所述車身。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]參考附圖閱讀以下非限制性實施例的描述將會更好地理解本發(fā)明，其中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的機車車身的透視圖；
[0012]圖2是圖1所示機車車身一部分的放大的透視圖；
[0013]圖3是圖1所示機車車身的底部框架部分的側(cè)正視圖，所述底部框架部分被示出為處于拱起狀態(tài)；
[0014]圖4是定位在第一制造夾具上的圖3所示底部框架部分的側(cè)正視圖；
[0015]圖5是定位在第二制造夾具上的圖3所示底部框架部分的側(cè)正視圖；
[0016]圖6是圖1所示機車車身的頂部框架部分的側(cè)正視圖，示出所述頂部框架部分的單獨區(qū)段；
[0017]圖7是圖3所示底部框架部分的側(cè)正視圖；
[0018]圖8是圖1所示機車車身的側(cè)正視圖，所述機車車身被示出為處于組裝狀態(tài)；
[0019]圖9是圖6所示頂部框架部分的透視圖，示出聯(lián)結(jié)在一起的單獨區(qū)段；
[0020]圖10是圖1所示機車車身的側(cè)正視圖，所述機車車身被示出為處于非拱起的充分服務(wù)(fully-serviced)狀態(tài),并且示出焊接序列；
[0021]圖11是用來將頂部框架部分連接到底部框架部分的滑動接頭的放大的透視圖；以及
[0022]圖12是用來使頂部框架部分的單獨側(cè)壁區(qū)段彼此連接的滑動接頭的放大的透視圖。

【具體實施方式】
[0023]下文將會詳細參考本發(fā)明的示例性實施例，這些實施例的實例在附圖中示出。在可能情況下，附圖中使用的相同參考數(shù)字是指相同或類似的部分。雖然本發(fā)明的示例性實施例針對機車進行描述，但是本發(fā)明的各實施例一般也適用于表示構(gòu)造用于沿著軌道或?qū)к墎硇羞M的任何車輛的軌道車輛，或者一般也適用于其他車輛。
[0024]本發(fā)明的各實施例涉及軌道車輛的具有減少重量的車身和制造此類車身的方法。所述車身包括底部框架(under frame)和由多個焊接部固定到底部框架的頂部框架(upperframe)。底部框架被制造成處于拱起(cambered)位置，并且在底部框架處于拱起位置時將頂部框架固定到底部框架，以確保車身中未形成殘余應(yīng)力。
[0025]圖1示出軌道車輛的車身10的實施例。車身10 —般包括底部框架12以及在底部框架12的上表面上固定到底部框架12的頂部框架14。底部框架12在本說明書中也稱作“平臺(Platform)”或“平臺組件”，并且頂部框架14稱作“框架”或“框架組件”。如圖1和圖3所示，底部框架12包括多個區(qū)段(sect1ns)，即底部框架中心區(qū)段16和一對底部框架末端區(qū)段18、20，這對底部框架末端區(qū)段18、20固定到底部框架中心區(qū)段16的相應(yīng)末端。在一個實施例中，中心區(qū)段16包括用于容納燃料罐的空腔。頂部框架14 一般也包括多個不同區(qū)段。在一個實施例中，如圖1和圖6所示，頂部框架14包括中心區(qū)段22以及一對末端區(qū)段24、26。末端區(qū)段24、26固定到中心區(qū)段22的相應(yīng)末端，如以下將詳細論述。如圖所示，中心區(qū)段22大致定位在底部框架12的中心區(qū)段16上并與中心區(qū)段16大體對齊，并且末端區(qū)段24、26大致定位在底部框架12的相應(yīng)末端區(qū)段18、20上并與相應(yīng)末端區(qū)段18、20大體對齊。
[0026]如圖1另外示出，車身可具有定位在底部框架末端上的一對操作員駕駛室28，這一對操作員駕駛室28與頂部框架的相應(yīng)末端區(qū)段24、26相鄰并固定到相應(yīng)末端區(qū)段24、26。在一個實施例中，在不背離本發(fā)明更寬泛方面的情況下，僅車身的一個末端可具有操作員駕駛室。頂部框架14的中心區(qū)段22和末端區(qū)段24、26以及操作員駕駛室28如以下所論述的通過焊接部和滑動接板來彼此固定，以便形成桁架狀的(truss-like)框架外殼。
[0027]如圖1另外示出，并且參考圖6，頂部框架14的末端區(qū)段24、26和中心區(qū)段22是由多個結(jié)構(gòu)桁架構(gòu)件組成，所述結(jié)構(gòu)桁架構(gòu)件承受置于車身10上的載荷的一部分，如以下將詳細論述。具體來說，末端區(qū)段24、26和中心區(qū)段22包括多個垂直構(gòu)件30和多個對角構(gòu)件32。它們還包括分別橫跨中心區(qū)段22和末端區(qū)段24、26的長度的上側(cè)梁(cant rail) 34和下側(cè)梁36。垂直構(gòu)件30可在焊接位置A焊接到上側(cè)梁34和下側(cè)梁36，如圖10所示。如將易于了解，上側(cè)梁34和下側(cè)梁36、垂直構(gòu)件32以及對角構(gòu)件34構(gòu)成頂部框架14的末端區(qū)段和中心區(qū)段的側(cè)壁。
[0028]如圖6最佳示出，頂部框架14的末端區(qū)段24、26中的每個在其每個側(cè)壁上包括至少一個下部滑動接板(lower slip joint plate) 38,所述下部滑動接板38位于垂直構(gòu)件30中的一個與對角構(gòu)件32中的兩個會聚的地方。同樣，頂部框架的中心區(qū)段22在其每個側(cè)壁上也包括至少一個下部滑動接板38，所述下部滑動接板38位于一個垂直構(gòu)件30與兩個對角構(gòu)件32會聚的地方。如圖11所示,每個下部滑動接板38具有凸緣41,所述凸緣41直接被焊接到底部框架12，如以下將論述。會聚在下部滑動接板38上的垂直構(gòu)件30和對角構(gòu)件32各自具有縱向狹槽，從而允許它們可滑動地接收在下部滑動接板38的凸緣41上。這些縱向狹槽分別定向在垂直構(gòu)件30和對角構(gòu)件32的中心，并且因此提供非偏心的載荷路徑。
[0029]另外參考圖6，頂部框架14的中心區(qū)段22還包括多個上部滑動接板40。如圖中示出，中心區(qū)段22包括位于中心區(qū)段22的相對末端的一對上部滑動接板40。每個上部滑動接板40配合中心區(qū)段22的上部構(gòu)件30、對角構(gòu)件32以及上側(cè)梁34和下側(cè)梁36，并且構(gòu)造用于可配合地接合頂部框架14的末端區(qū)段24、26中的一個的上側(cè)梁34和下側(cè)梁36以及對角部分32以便將末端區(qū)段24、26與中心區(qū)段22聯(lián)結(jié)在一起，如以下將論述。中心區(qū)段22還可包括中心滑動接板，所述中心滑動接板在焊接位置B將一對對角構(gòu)件32、垂直構(gòu)件30以及上側(cè)梁34和下側(cè)梁36連接，如圖10所示。
[0030]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖12，如同下部滑動接板38 —樣，會聚在上部滑動接板40上的垂直構(gòu)件30、對角構(gòu)件32以及上側(cè)梁34和下側(cè)梁36在它們的末端具有縱向狹槽。如上論述，這個縱向狹槽允許垂直構(gòu)件30、對角構(gòu)件32以及上側(cè)梁34和下側(cè)梁36被上部滑動接板40的凸緣可滑動地接收并且提供非偏心的載荷路徑。
[0031]參考圖4至圖10，將論述一種用于制造或構(gòu)造車身10的方法。參考圖4，首先在第一夾具中，如骨架夾具(backbone fixture) 50中，制造底部框架12。如圖中示出，骨架夾具包括多個垂直止動件(vertical stops) 52，這些垂直止動件52具有垂直偏移以允許底部框架12以預(yù)定的拱起量制造。拱起幅度可以通過有限元分析(finite element analysis)或其他類似方法并且基于預(yù)期靜載荷(dead load)值來預(yù)先確定。底部框架組件如上論述分三個區(qū)段制造(中心區(qū)段16以及兩個末端區(qū)段18、20)，三個區(qū)段顛倒定位在骨架夾具50中并焊接在一起以產(chǎn)生具有正拱度(positive camber)(雖然處于骨架組件50中的顛倒位置)的整體組件。在一個實施例中，三個區(qū)段一開始是平坦區(qū)段、即無拱起，隨后，它們被焊接成在骨架夾具上拱起，由此，所完成的底部框架12中存在零公稱應(yīng)力。具體地說，當被焊接在一起時，底部框架12中的中心區(qū)段16大體平坦并且水平定向，同時末端區(qū)段18、20以向下角度從中心區(qū)段16中的相應(yīng)末端延伸。在一個實施例中，三個區(qū)段可預(yù)構(gòu)造成具有正拱度，然后在骨架夾具上被焊接在一起。任何情況下，在拱起位置，底部框架12中存在大致零殘余應(yīng)力。
[0032]參考圖5，隨后將處于拱起狀態(tài)的焊接底部框架12輸送到第二夾具，即平臺夾具54，所述平臺夾具54具有高度對應(yīng)于底部框架12中的拱起幅度的垂直止動件56。如將易于了解，在后續(xù)組裝步驟過程中，垂直止動件56起保持底部框架12中的拱起的作用。在一個實施例中，可以利用拉線螺旋58來將底部框架12的末端暫時固定到底盤，以便幫助消除由于后續(xù)焊接步驟中的焊接熱量而造成的形變，如以下將詳細論述。如圖中示出，末端區(qū)段
18、20以大體向下的角度從大致水平的中心區(qū)段16延伸。
[0033]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖6，在第三夾具中將頂部框架14的末端區(qū)段24、26和中心區(qū)段22制造成平坦的即無拱起。重要的是，在一個實施例中，如上論述，當被置于底部框架12的上表面上時，頂部框架14的末端區(qū)段24、26和中心區(qū)段22的末端與底部框架區(qū)段16、18、20的分劃線、即聯(lián)結(jié)線相匹配。如上論述，將每個末端區(qū)段24、26制造成具有至少一個下部滑動接板38，如圖6示出。另外，將中心區(qū)段22制造成具有多個上部滑動接板40，其中兩個是從中心區(qū)段22末端延伸并且起將中心區(qū)段22聯(lián)結(jié)到末端區(qū)段22、24的作用，如以下將論述。會聚在下部滑動接板38或上部滑動接板40上的構(gòu)件30、32或側(cè)梁34、36中的每個在此點僅僅點焊到滑動接板38、40，以便在從一個夾具輸送到另一個夾具以供組裝的過程中將側(cè)壁幾何形狀保持在位，并且允許焊接部斷裂以使得接板38、40在最終焊接前可滑動到最終位置、即允許“游隙度(degree of play) ”，如以下將詳細論述。
[0034]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖8，頂部框架14的中心區(qū)段22定位在底部框架12頂上，以使中心區(qū)段22的垂直構(gòu)件30大致垂直于底部框架12的中心區(qū)段16的頂表面定向，并使中心區(qū)段22的上側(cè)梁34和下側(cè)梁36大致平行于底部框架12中的中心區(qū)段12的上表面。隨后，將垂直構(gòu)件30在焊接位置C直接焊接到底部框架12的中心區(qū)段16的頂表面，如圖10所示。
[0035]如果中心區(qū)段的下部滑動接板38不放置成與中心區(qū)段16的頂表面平坦對準，將對角構(gòu)件32和垂直構(gòu)件30固持到下部滑動接板38的點焊接部可以斷裂(例如通過摩擦)，以使下部滑動接板38可滑動成與中心區(qū)段16的頂表面對準。如將易于了解，通過使點焊接部斷裂，允許在滑動接板38與會聚在滑動接板38上的垂直構(gòu)件和對角構(gòu)件之間的游隙度。隨后，可將下部滑動接板38在焊接位置C和D直接焊接到底部框架12，如圖10所示。最后，一旦將下部滑動接板38焊接到中心區(qū)段16，對角部分32(以及任何適用垂直構(gòu)件30)隨后最終可在這些構(gòu)件中的狹槽兩側(cè)上焊接到下部滑動接板38，以便形成永久粘接。
[0036]一旦將中心區(qū)段22固定到底部框架12，頂部框架14的末端區(qū)段24、26就定位在底部框架12頂上、與中心區(qū)段22的相應(yīng)末端相鄰，使得每個末端區(qū)段24、26的垂直構(gòu)件30大致垂直于其上定位有末端區(qū)段24、26的底部框架12的末端區(qū)段18、20的成角度的表面。另外，在這個取向上，末端區(qū)段24、26的上側(cè)梁34和下側(cè)梁36大致平行于底部框架末端區(qū)段18、20的成角度的頂表面(即，末端區(qū)段18、20相對于中心區(qū)段16的角度)。一旦適當對齊，就將末端區(qū)段24、26的垂直構(gòu)件30焊接到底部框架12。在一個實施例中，垂直構(gòu)件30的底端在焊接位置C還具有在垂直構(gòu)件30與底部框架12之間的滑動接頭。具體地說，與滑動接板38類似，焊接位置C處的較小滑動接板僅僅接受垂直構(gòu)件30。
[0037]如同以上中心區(qū)段22那樣，如果相應(yīng)末端區(qū)段24、26的下部滑動接板38不放置成與底部框架12的末端區(qū)段18、20的成角度的頂表面平坦對準，將垂直構(gòu)件30和對角構(gòu)件32聯(lián)結(jié)到下部滑動接板38的點焊接部可以斷裂(同樣，例如通過摩擦)，以使下部滑動接板38可以移動成與相應(yīng)末端區(qū)段18、20的頂表面平坦對準。如上論述，下部滑動接板38隨后可焊接到底部框架12，并且在焊接位置D，對角部分32以及任何垂直構(gòu)件30隨后最終可在這些構(gòu)件中的狹槽兩側(cè)上焊接到下部滑動接板38，以便形成永久附接。
[0038]另外參考圖8, —旦頂部框架區(qū)段22、24、26處于它們最終正確位置,就將末端區(qū)段24、26的對角部分32、上側(cè)梁34以及下側(cè)梁36在焊接位置E永久焊接到從中心區(qū)段22的末端延伸的上部滑動接板40，如圖10所示，以便將末端區(qū)段24、26聯(lián)結(jié)到中心區(qū)段22。如同下部滑動接板38那樣，上部滑動接板40允許在末端區(qū)段24、26與中心區(qū)段22之間的游隙度。
[0039]在一個實施例中，操作員駕駛室28也可通過在焊接位置F處的焊接來固定到車身10，如圖10所示。在這個實施例中，通過在側(cè)梁34、36處將末端區(qū)段24、26焊接到操作員駕駛室，載荷可從中心區(qū)段22和末端區(qū)段24、26的側(cè)壁傳至操作員駕駛室28。
[0040]將會易于了解，在這種最終組裝狀態(tài)中，在拱起位置，車身10中存在大致零(或最小的)的殘余應(yīng)力。隨后可將車身10輸送到第四夾具，例如組件夾具，所述第四夾具用于諸如發(fā)動機、交流發(fā)電機、冷卻系統(tǒng)等機車部件(“靜載荷”施加)的最終組裝。這個第四夾具是平坦的、即非拱起或不拱起的，以便在部件被添加到車身10時，部件重量引起車身10偏轉(zhuǎn)成大致非拱起的(不拱起的)平坦構(gòu)造，這種構(gòu)造將會產(chǎn)生所計算的設(shè)計載荷應(yīng)力。在一個實施例中，車身10被設(shè)計成具有拱起底部框架，以使車身10在充分服務(wù)的固定構(gòu)造下具有零拱起率的平臺或底部框架。
[0041]當處于拱起位置的車身10中的殘余應(yīng)力大約為零時，所計算的設(shè)計載荷應(yīng)力可確信地被推升至容許應(yīng)力的100%，因為不需要因殘余應(yīng)力的不確定性所致的額外裕度。由此，可以針對更低總重和成本來優(yōu)化車身10。具體來說，在拱起位置中具有約零殘余應(yīng)力的車身10不再需要添加用于結(jié)構(gòu)增強的額外結(jié)構(gòu)構(gòu)件或更厚結(jié)構(gòu)構(gòu)件來補償未知的殘余應(yīng)力值。因此，車身10的重量得以減小。
[0042]結(jié)合上文，諸如機車車身等任何結(jié)構(gòu)中的容許應(yīng)力等于靜載荷應(yīng)力加上操作應(yīng)力、加上殘余應(yīng)力?！办o載荷應(yīng)力”包括車身所攜載的設(shè)備諸如發(fā)動機、發(fā)電機、冷卻系統(tǒng)等的重量?！安僮鲬?yīng)力”是由拉動或推動攜載載荷的列車所產(chǎn)生的應(yīng)力。如將易于了解，當機車部件重量和列車相對于期望載荷的拉力已知時，可以相當精確地計算出靜載荷應(yīng)力和操作應(yīng)力。然而，現(xiàn)有的機車車身是以殘余應(yīng)力在設(shè)計中固有的方式制造的。車身中殘余應(yīng)力的量是不可預(yù)測的和未知的，因此，無法精確地計算出車身中的總應(yīng)力。由于在已知機車車身中殘余應(yīng)力的值未知，靜載荷應(yīng)力加上操作應(yīng)力(即，計算的應(yīng)力)必須保持為約80 %容許應(yīng)力。需要這個安全因數(shù)來確保車身中的未知殘余應(yīng)力不會使車身中實際總應(yīng)力推升至超過容許極限。
[0043]相比已知車身和其制造方法，由于通過包括上部滑動接板和下部滑動接板而允許的游隙度，本發(fā)明的車身10在拱起位置中具有大致零殘余應(yīng)力。由于車身中不存在殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力不包括在總應(yīng)力等式中，并且靜載荷應(yīng)力加上操作應(yīng)力可確信地推升至容許應(yīng)力的100 %，如上論述。在一個實施例中，如在本說明書中所使用，大致零殘余應(yīng)力表示殘余應(yīng)力的標稱量。在一個實施例中，大致零殘余應(yīng)力表示少于20%的容許應(yīng)力。在一個實施例中，大致零殘余應(yīng)力可以在零殘余應(yīng)力與少于20%容許應(yīng)力之間。然而,優(yōu)選的是,大致零殘余應(yīng)力處于零殘余應(yīng)力至約3 %總?cè)菰S應(yīng)力的范圍之中。
[0044]在一個實施例中，一種車身制造方法包括:將框架組件聯(lián)接到平臺，其中平臺處于拱起且無載荷的狀態(tài)，并且其中框架組件在與平臺的聯(lián)接點處具有游隙度；以及固定聯(lián)接點以消除游隙度并由此在拱起狀態(tài)下在車身中提供大致零殘余應(yīng)力。平臺可以在拱起狀態(tài)下在第一夾具中組裝，并且可以包括多個不同區(qū)段。平臺中的拱起幅度可以通過有限元分析來預(yù)先確定。平臺可以被施加載荷，以便將平臺狀態(tài)從拱起且無載荷的狀態(tài)改變成未拱起且有載荷的狀態(tài)。對平臺施加載荷可以包括將靜載荷添加到平臺，以使所計算的靜載荷應(yīng)力與操作應(yīng)力的總和是車身中容許應(yīng)力的約100%?？蚣芙M件可以在第二夾具處被聯(lián)接到平臺，所述第二夾具具有對應(yīng)于平臺中的拱起幅度的多個垂直止動件?？蚣芙M件可以包括多個不同側(cè)壁區(qū)段，所述多個不同側(cè)壁區(qū)段單獨聯(lián)接到平臺。所述方法可進一步包括將所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的至少一個聯(lián)接到所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的另一個，以使所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的至少一個在與所述不同側(cè)壁區(qū)段中的另一個的側(cè)壁聯(lián)接點處具有游隙度。隨后，可以固定側(cè)壁聯(lián)接點以消除游隙度并由此在拱起狀態(tài)下在車身中提供大致零殘余應(yīng)力。
[0045]在另一實施例中，車身包括在載荷下可在拱起位置與非拱起的位置之間移動的底部框架以及固定到所述底部框架的頂部框架。當?shù)撞靠蚣芴幱诠捌鹞恢貌⑶翼敳靠蚣鼙还潭ǖ降撞靠蚣軙r，在頂部框架和底部框架中都存在大致零殘余應(yīng)力。底部框架可包括多個不同區(qū)段，所述多個不同區(qū)段在拱起位置中被焊接在一起。頂部框架可包括多個不同側(cè)壁區(qū)段，所述多個不同側(cè)壁區(qū)段至少包括一個中心側(cè)壁區(qū)段和兩個末端側(cè)壁區(qū)段。頂部框架可通過至少一個下部滑動接板來固定到底部框架，其中所述下部滑動接板提供在頂部框架與底部框架之間的游隙度。所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的至少一個可通過上部滑動接板來固定到所述不同側(cè)壁區(qū)段中的另一個，其中所述上部滑動接板提供這些不同側(cè)壁區(qū)段之間的游隙度。車身還可包括聯(lián)接到頂部框架的至少一個操作室。此外，車身可包括多個操作部件，所述多個操作部件限定聯(lián)接到車身的靜載荷，以使所述靜載荷引起底部框架移動到非拱起的位置，并使所述靜載荷所引起的靜載荷應(yīng)力與操作應(yīng)力的總和是車身中容許應(yīng)力的約 100%。
[0046]在另一實施例中，一種具有車身的車輛包括:平臺組件，所述平臺組件在載荷下可在拱起位置與大致非拱起位置之間移動；框架組件，所述框架組件具有多個結(jié)構(gòu)構(gòu)件；以及第一滑動接板，所述第一滑動接板將所述頂部框架固定到所述平臺組件。所述第一滑動接板可配合地接合到所述框架組件的所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的至少一個并且被固定附接到所述平臺組件，以使當平臺處于拱起位置時，車身中展現(xiàn)出大致零殘余應(yīng)力?？蚣芙M件可包括多個不同側(cè)壁區(qū)段，其中所述側(cè)壁區(qū)段中的至少一個具有第二滑動接板，所述第二滑動接板可配合地接合到所述側(cè)壁區(qū)段中另一個的所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的至少一個。平臺組件可包括多個不同區(qū)段，所述多個不同區(qū)段在拱起位置中被焊接在一起。
[0047]在另一實施例中，一種方法包括:將車輛的框架組裝在大致非拱起的位置中；將車輛的平臺組裝在拱起位置中；當所述車輛處于所述拱起位置時，將所述非拱起的框架固定到所述拱起平臺，其中在所述框架與所述平臺之間存在較少或無應(yīng)力；以及對所述拱起車輛施加載荷，以便將拱起度減少到約零的拱起度。
[0048]在另一實施例中，一種方法包括選擇用于提供車身中大致1:1比率的計算應(yīng)力與容許應(yīng)力所僅需的結(jié)構(gòu)和材料，其中所述計算應(yīng)力包括大致零殘余應(yīng)力。所述方法可進一步包括:將車輛的框架組裝在大致非拱起的位置中；將車輛的平臺組裝在拱起位置中；以提供所述大致1:1比率的計算應(yīng)力與容許應(yīng)力的方式將所述非拱起的框架固定到所述拱起平臺，其中當車輛處于所述拱起位置時，所述計算應(yīng)力包括大致零殘余應(yīng)力；以及對所述拱起車輛施加載荷，以便將拱起度減少到約零的拱起度。
[0049]在各實施例中，一旦完成車身制造(例如，頂部框架最終固定到底部框架)，車身中就存在大致零殘余應(yīng)力，例如，頂部框架和底部框架中都存在大致零殘余應(yīng)力。在各實施例中，車身的可操作地承載載荷的部件(也就是說，這些部件承載車身整個載荷的一部分)中的殘余應(yīng)力為零。因此，附接到車身但未承載載荷的部件并不被認為向車身施予殘余應(yīng)力，即使此類部件本身具有內(nèi)部殘余應(yīng)力。
[0050]應(yīng)當了解，以上描述意圖說明而非限制。例如，上述各實施例(和/或?qū)嵤├姆矫?可以彼此結(jié)合使用。另外，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出許多修改以使具體情況或者材料適應(yīng)本發(fā)明的教示。雖然本說明書中描述的材料的尺寸和類型用于定義本發(fā)明的參數(shù)，但是它們決非限制，并且是示例性實施例。在查看以上描述后，許多其他的實施例將對所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員顯而易見。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當參考所附權(quán)利要求及這些權(quán)利要求所賦予的等效物的完整范圍確定。所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括(including) ”和“其中(in which) ”是用作相應(yīng)術(shù)語“包括(comprising) ”和“其中(wherein)”的通俗英語性等效物。此外，所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“頂部”等僅用作標簽，并不意圖對它們的對象做數(shù)值或位置要求。此外，所附權(quán)利要求書中的限制并非是以裝置加功能的方式撰寫，并且不意圖基于35U.S.C.§ 112第六段解釋，除非權(quán)利要求限制明確使用措辭“裝置用于”，后跟不含進一步結(jié)構(gòu)的功能說明。
[0051]本說明書使用各個實例揭示本發(fā)明的若干實施例，包括最佳模式，同時也讓所屬領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書界定，并可包括所屬領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員所想出的其他實例。如果其他此類實例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或者如果此類實例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無實質(zhì)差別，那么此類實例意圖在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0052]如在本說明書中使用，以單數(shù)形式或者與“一個”或“一種”結(jié)合使用的元件或步驟應(yīng)理解為不排除多個所述元件或步驟，除非對此類排除做出明確說明。此外，參考本發(fā)明的“一個實施例”不意圖解釋為排除存在同樣包含所述特征的額外實施例。此外，除非明確做出相反規(guī)定，“包括(comprising) ”、“包括(including) ”或“具有”具有特定性質(zhì)的一個元件或多個元件的實施例可包括不具有該性質(zhì)的額外此類元件。
[0053]由于可對上述車身制造方法做出某些更改，而不背離本說明書涉及的本發(fā)明的精神和范圍，因此以上描述或附圖中示出的所有主題可僅解釋為示出本說明書中的發(fā)明概念的實例，并且不應(yīng)視作對本發(fā)明進行限制。
【權(quán)利要求】
1.一種制造車身的方法，所述方法包括: 將框架組件聯(lián)接到平臺，其中所述平臺處于拱起且無載荷的狀態(tài)，并且其中所述框架組件在與所述平臺的聯(lián)接點處具有游隙度；以及 固定所述聯(lián)接點以消除所述游隙度并由此在所述拱起狀態(tài)下在所述車身中提供大致零殘余應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述車身中的所述大致零殘余應(yīng)力是所述車身中可操作地承載載荷的部件中的大致零殘余應(yīng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進一步包括: 對所述平臺施加載荷，以便將所述平臺狀態(tài)改變成未拱起且有載荷的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中: 對所述平臺施加載荷包括將靜載荷添加到所述平臺，以使計算靜載荷應(yīng)力與操作應(yīng)力的總和大約是所述車身中容許應(yīng)力的100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進一步包括: 通過有限元分析來預(yù)先確定所述平臺中的拱起幅度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述平臺包括多個不同區(qū)段并且在夾具中組裝成所述拱起狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 在夾具處將所述框架組件聯(lián)接到所述平臺，所述夾具具有對應(yīng)于所述平臺中的拱起幅度的多個垂直止動件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述框架組件包括多個不同側(cè)壁區(qū)段，所述多個不同側(cè)壁區(qū)段各自單獨地聯(lián)接到所述T D O
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法進一步包括: 將所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的至少一個聯(lián)接到所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的另一個，并且其中所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的所述至少一個在與所述不同側(cè)壁區(qū)段中的所述另一個的側(cè)壁聯(lián)接點處具有游隙度；以及 固定所述側(cè)壁聯(lián)接點以消除所述游隙度并由此在所述拱起狀態(tài)下在所述車身中提供大致零殘余應(yīng)力。
10.一種車身，所述車身包括: 底部框架，所述底部框架在載荷的作用下可在拱起位置與大致非拱起位置之間移動；以及 頂部框架，所述頂部框架固定到所述底部框架； 其中當所述底部框架處于所述拱起位置并且所述頂部框架固定到所述底部框架時，所述頂部框架和所述底部框架兩者的可操作地承載載荷的部件中存在大致零殘余應(yīng)力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車身，其中: 所述底部框架包括多個不同區(qū)段，所述多個不同區(qū)段在所述拱起位置中焊接在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車身，其中: 所述頂部框架通過至少一個下部滑動接板固定到所述底部框架，所述至少一個下部滑動接板提供在所述頂部框架與所述底部框架之間的游隙度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車身，其中: 所述頂部框架包括多個不同側(cè)壁區(qū)段，所述多個不同側(cè)壁區(qū)段至少包括一個中心側(cè)壁區(qū)段和兩個末端側(cè)壁區(qū)段。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車身，其中: 所述多個不同側(cè)壁區(qū)段中的至少一個通過上部滑動接板固定到所述不同側(cè)壁區(qū)段中的另一個，所述上部滑動接板提供在所述不同側(cè)壁區(qū)段之間的游隙度。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車身，所述車身進一步包括: 至少一個操作室，所述操作室被聯(lián)接到所述頂部框架。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車身，所述車身進一步包括: 多個操作部件，所述多個操作部件聯(lián)接到所述底部框架或所述頂部框架中的至少一個，所述操作部件具有靜載荷； 其中所述靜載荷促使所述底部框架移動到所述非拱起位置；并且 其中由所述靜載荷引起的靜載荷應(yīng)力與操作應(yīng)力的總和大約是所述車身中容許應(yīng)力的 100%。
17.—種具有車身的車輛，所述車輛包括: 平臺組件，所述平臺組件在載荷的作用下可在拱起位置與大致非拱起位置之間移動； 框架組件，所述框架組件具有多個結(jié)構(gòu)構(gòu)件；以及 將所述框架組件固定到所述平臺組件的第一滑動接板，所述第一滑動接板可配合地接合到所述框架組件的所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的至少一個上并且固定地附接到所述平臺組件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛，其中: 當所述平臺處于所述拱起位置時，所述車身中展現(xiàn)出大致零殘余應(yīng)力。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛，其中: 所述框架組件包括多個不同側(cè)壁區(qū)段，所述側(cè)壁區(qū)段中的至少一個具有第二滑動接板，所述第二滑動接板可配合地接合到所述側(cè)壁區(qū)段中另一個的所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的至少一個上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛，其中: 所述平臺組件包括多個不同區(qū)段，所述多個不同區(qū)段在所述拱起位置中焊接在一起。
21.一種方法，所述方法包括: 將車輛的框架組裝在大致非拱起的位置中； 將車輛的平臺組裝在拱起位置中； 將所述非拱起的框架固定到所述拱起平臺，使所述框架與所述平臺之間在所述車輛處于所述拱起位置時存在較少的應(yīng)力或無應(yīng)力；以及 對所述拱起車輛施加載荷，以便將拱起度減少到約零的拱起度。
22.一種用于減少車身重量的方法，所述方法包括: 選擇在車身中提供大致1:1的計算應(yīng)力與容許應(yīng)力比所僅需的結(jié)構(gòu)和材料，其中所述計算應(yīng)力包括大致零殘余應(yīng)力。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，所述方法進一步包括基于所述選定結(jié)構(gòu)和材料制造所述車身。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，所述方法進一步包括: 將所述車輛的框架組裝在大致非拱起的位置中； 將所述車輛的平臺組裝在拱起位置中； 以提供所述大致1:1的計算應(yīng)力與容許應(yīng)力比的方式將所述非拱起框架固定到所述拱起平臺，其中當所述車輛處于所述拱起位置時，所述計算應(yīng)力包括大致零殘余應(yīng)力；以及對所述拱起車輛施加載荷，以便將拱起度減少到約零的拱起度。
【文檔編號】B61D3/08GK104245469SQ201280067507
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月19日
【發(fā)明者】肯達爾 H., 甘策爾 D., 劉 Z., 蔣 A. 申請人:通用電氣公司