流线型列车头部外形与结构的设计、加工方法

摘要

本发明属于铁路车辆的种类和车体部件领域，尤其涉及铁路流线型列车，包括铁路提速机车、提速内燃动车组和提速电动车组的动车、高速电动车组的动车、高速磁浮列车的头部外形及结构设计，其特征在于：将流线型列车头部外形用多块的NUBRS曲面片组成，通过动态自动生成或调整控制曲面片的中间型线来形成流线型列车头部外形；再将头部结构为空间网状结构的平面曲梁与头部外形一致的蒙皮组焊成流线型列车头部，本发明极大地减轻了设计、施工人员的劳动强度、缩短了生产周期，有效地保证了产品质量，实现了流线型列车头部外形设计、制造一体化。

主权项

1.一种流线型列车头部外形与结构的设计、加工方法，其特征在于：①流线型列车头部外形设计方法是先将输入的控制点，合成非均匀有理样条NURBS(Non Uniform Rational B-splineSurface)曲线，形成主型线；再根据生成外形曲面的需要适当增加中间控制型线；对这些型线进行空间动态修改，使其构成一组空间网状控制型线；然后将这些型线在空间断开，连成三维外形曲面片；再将这些曲面片在空间相切，就组成了所需的外形曲面；对生成的外形曲面用曲面光照、等高线、等曲率线等多种曲面光顺方法进行检验，得到最终的外形曲面；在曲面用点或线定位，便可得到最终外形数据；②流线型列车头部板梁结构的设计方法是先交互式地从外形曲面上确定平面曲梁的三维位置，待确定所有的平面曲梁的布置后，将数据直接输出到结构分析软件中进行强度设计计算；当强度满足要求后，在平面曲梁的三维位置上生成板梁的CAD立体图，同时在板梁立体图上生成满足加工要求的CAD平面图；③流线型列车头部板梁结构的数控加工方法是先对已生成的板梁CAD平面图进行工艺检查，待工艺合格后从板梁CAD平面图中提取数控切割的外轮廓及内轮廓数据，再将外轮廓及内轮廓曲线中的NURBS(Non Uniform Rational B-spline Surface曲线采用线段拟合法，转换成具有指定精度的直线段，并将数据一方面产生用于大多数数控机床的标准接口DXF数据文件输出；另一方面根据厂家的具体数控机床型号，编制指定数控机床的数控代码，直接放到数据机床上加工。