動車組暴風雨防護結構設計

動車組暴風雨防護結構設計

勞動決定區(qū)域玻璃的設計隨著中國高速列車的快速發(fā)展，對列車系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。擋風玻璃作為動車的一個關鍵重要件,在動車組的設計中扮演一個重要的角色。擋風玻璃性能的好壞不僅關系到旅客乘坐舒適性而且直接關系到行車安全。擋風玻璃主要由夾層玻璃、PVB膠片、防飛濺層組成,在夾層玻璃內側布置電加熱絲,防止低溫情況下玻璃起霧結霜。擋風玻璃的設計主要考慮兩個方面,一方面擋風玻璃的外形要滿足接口要求,保證安裝到鋁合金車體上具有合理的打膠厚度及曲線外形;另一方面擋風玻璃本身的設計應滿足力學、光學、電學、抗老化性及隔音隔熱等性能要求。下面從這兩方面闡述動車組擋風玻璃的設計。1、熱彎玻璃夾層擋風玻璃要能夠與車體鋁合金外形吻合,并具有圓滑的球面過渡,減少空氣的阻力系數。擋風玻璃一般是具有雙曲面或球面的異形玻璃,滿足無縫裝配的技術要求。擋風玻璃外形尺寸的控制對其安裝及安全運營都具有重要作用。其產品,采用精確成型的熱彎玻璃夾層制作。擋風玻璃尺寸大、結構復雜,曲面的順暢要求和吻合度要求較高,整體加工難度大,特別是具有雙曲面的彎鋼化玻璃,要求內外片具有一致的球面,才能保證合片后的精確度。開發(fā)時利用三維數模,通過CMM三坐標系統(tǒng)設計開發(fā)檢具和模具,將預處理工序加工好的成對玻璃放置在模具上,再把玻璃與模具一起放在特制的單式爐中烘彎。玻璃的熱彎過程包括預熱、烘彎和退火三個階段。合理熱彎工藝及成熟的熱彎操作,是熱彎玻璃質量的保證。2、試驗性能指標光學性能(可見光透射比、光畸變檢驗、副像偏離);力學性能(抗飛彈性、抗礫石重復沖擊、鳥撞試驗、靜壓水密氣密試驗、散裂試驗);電學性能(耐電熱沖擊性、耐電熱性、加熱元件電阻、介電強度、絕緣電阻、加熱均勻性);老化性能(耐輻照試驗、耐濕試驗、耐熱試驗);顏色識別、玻璃色度、霧度、耐磨性、隔熱、隔聲、防火要通過試驗驗證滿足不同的技術參數要求。2.1玻璃預處理熱彎熱彎列車高速運行,車外的物體產生相對運動,快速的后退,很容易引起乘車人的視覺的疲勞和眩暈,對于擋風玻璃的光學質量提出了更高要求。為保障光學性能指標,在生產中,玻璃原片在切割、磨邊后,對玻璃進行外觀質量檢查,確保在首道工序保證原片無麻點、劃傷等;玻璃預處理后進行熱彎,玻璃放在特制的烘彎爐,經過預熱、烘彎、退火三個階段,燒制而成。經過上述合理細致的操作后光學畸變,副像偏離、可見光透射比等光學性能均應符合要求。2.2化學鋼化處理玻璃的制備擋風玻璃良好的耐沖擊性能,必須對外層玻璃進行特殊強化處理。外層玻璃作為承力層,一般采用厚度大、強度高的玻璃,能夠抵御外來物體撞擊,采用化學離子交換法對玻璃進行強化處理。處理前加強玻璃邊部的處理,保證磨邊質量,若出現(xiàn)爆邊或裂痕將可能導致在超強鋼化處理時玻璃破裂,影響玻璃性能。采用細磨邊或者拋光邊,進行化學離子交換處理后,玻璃表面產生很高的壓縮應力,一般可以達到500MPa以上,經過化學鋼化處理的玻璃單片,與高性能耐沖擊的PVB膠片一起經層合,抽真空處理,使得玻璃與膠片間的空氣排凈,實現(xiàn)初步貼實,然后放入高壓釜,在一定的溫度和壓力下高壓處理,獲得高強度的夾層玻璃。本處理過程中對化學鋼化玻璃進行保護處理,采用噴涂有機硅保護膜的方式,嚴防化學鋼化玻璃表面產生劃傷而失效。2.3特殊處理的目為了保障動車組在低溫環(huán)境下正常工作,對PVB膠片進行布加熱絲處理,加熱絲均勻的排列在膠片之上,通過特殊處理確保加熱的均勻性,并且避免在加熱過程中由于膠片的變化,影響司機的視線。加熱絲的選用要滿足最佳視覺和加熱效果,并且不影響安裝位置的透明度。在最低環(huán)境溫度下,在動車組運行過程中,滿足遠眺的要求。同時在前窗玻璃的特定位置安裝電加熱控制系統(tǒng),滿足除霜消霧的要求。2.4合理阻隔紫外和近紅外部分的能量太陽能光譜中紫外與近中紅外波段攜帶50%以上的熱量。在保證采光的基礎上,阻隔紫外和近紅外部分的能量以及部分可見光的能量,可以起到較好的隔熱效果。在設計時采用合理的技術方案并通過計算驗證K值,如采用雙層白玻和多層PVB膜聚合的方式,前窗玻璃達到一定的厚度,能夠滿足隔熱的要求。2.5采用有足夠隔音性的體積玻璃和不穩(wěn)定液列車高速運行,產生的噪聲不容忽視,作為隔音的薄弱環(huán)節(jié),前窗玻璃必須采用夾層的結構或者其它技術起到良好的隔音效果,采用隔音PVB能提升隔音性能,經驗告訴我們采用0.76mm的日本積水的S-LEC隔音中間膜制作夾層玻璃可以獲得計權隔聲量達到40dB以上的功能玻璃,阻隔人耳最敏感的100～3500Hz頻率的聲波,提供安靜舒適的車內空間。2.6防火功能要求高速列車所采用的材料必須具有防火功能。擋風玻璃由于有防飛濺層,也必須防火。其防火功能的燃燒性、發(fā)煙性、燃燒氣體毒性,必須符合DIN5510。以上,介紹了滿足擋風玻璃安裝及運營安全的技術要求,擋風玻璃的設計需從這兩方面入手,根據擋風玻璃的各標準要求進行相應的技術參數的設定及相關試驗。3、玻璃面為三維模型的風機在玻璃內安裝的安全要保證列車正常運營,擋風玻璃不在運營中出現(xiàn)故障,設計雖然起重要作用,但其它環(huán)境也不容忽視,設計從理論上滿足要求,工藝制造要達