摘要：车厢形式、车厢与底盘的连接方式、车厢结构和材料、车厢壁板的力学性能研究等是厢式车技术的关键，本文从这几个方面对国外军用厢式车的技术现状进行了较为系统的分析，并对其今后的发展趋势进行了预测。通过借鉴发达国家军用厢式车技术上的经验，可以提高我军厢式车技术水平，并对我军今后军用厢式车的发展方向起到一定的指导作用；同时，也可以带动我国民用厢式车技术的发展。 

前言 

现代化战争对部队的机动性提出了越来越高的要求，各种集成化机动作业车辆应运而生。军用厢式车作为其中的一种得到了世界发达国家军队的高度重视，近年来已有了较快的发展。随着各国军方对厢式车在资金和科研力量上的投入，军用厢式车的设计与制造技术也在不断的发展和成熟，其技术成果不仅在现代战争中发挥了越来越重要的作用，而且也已经应用到了民用厢式车上。 

1 军用厢式车发展概

20 世纪50年代初，机动使用的军用地面装备大部分还是采用散装运输，到达现场后才组装配套、调试，形成系统。战争实践证明，采用这种方式，在运输过程中军用装备零、部件及备件容易丢失和损坏；到达现场后组装调试费时费力，作战反应时间长，难以应付紧急任务。对于有环境要求和防护要求的装备，仅能在临时架设的帐篷内安装和工作，无法保证装备和人员有适宜的工作环境。以上问题都直接影响了装备的可靠性和总体作战效能。为此世界各国逐步发展和装备了军用厢式车辆，把需要移动的军事装备事先安装在车厢内并调试好，运抵战场后可快速展开作业，并能充分发挥其作战效能，使军用厢式车成为了军事装备可靠的作战平台。为了确保人员和仪器设备在炎热和寒冷的气候条件下能够正常工作，后来又改进了军用厢式车车厢结构设计，应用了性能优良的车厢壁板，并在车厢内安装了空气调节装置和滤毒装置等，从而大大提高了军用厢式车的环境适应性，使其成为一种应用范围更为广泛的军事装备机动载体。图1 为美军可扩展式指挥厢式车战场应用模型图。 

图1 美军可扩展式指挥厢式车战场应用模型图

军用厢式车由于其车厢与装载底盘的一体性，在执行任务时不需要其它装备支援即可出动，被敌方侦测到后，能迅速的转移阵地，因而具有很强的战术机动性、随行保障能力和自我防护能力。目前在国外，军用厢式车在指挥、通信、医疗、维修、发射控制等方面均有所应用，并有逐步扩大使用范围的趋势。总后勤部后勤科学研究所对美军陆军101 空降师编配的制式后勤装备调查统计（图2）表明，美陆军在战役和战术层面上配备的军用厢式车辆，占集装化保障装备的25%。 

图2 美陆军101 空降师各种集装化保障装备所占百分比

军用厢式车辆通常与集装箱、方舱等互补组成集装化保障系统。世界发达国家军队的集装箱、军用厢式车和方舱向着标准化、系列化、通用化、模块化发展，由三者组成的大型机动组合保障单元已形成了整体配套、普及应用的趋势，且具有较高的战略机动性和防护能力。 

2 国外军用厢式车的技术现状 

2.1 车厢形式的发展 

2.1.1 车厢形式的发展过程 

军用厢式车大多是由汽车二类底盘改装而成，其整体性能很大程度上依赖于底盘的性能，所以选用优良的底盘是提高军用厢式车整体性能的重要因素。典型的军用厢式车主要由底盘车、副车架和车厢组成。西方各国在发展军用厢式车的道路上，首先研制和生产的是非扩展的硬壁车厢。如美军2.5T 级M1079军用厢式车（图3）。该车采用了美军中级战术车辆家族系列（FMTV）作为底盘，因而获得了非常优良的性能。FMTV是美军战术单元机动和后勤保障的中坚力量，采用全轮全时驱动（full time all-wheel），而M1079军用厢式车接近角和离去角均为40o，最小离地间隙为559mm，该车型具有很强的越野能力，能够在无路地带全时跟进（伴随其它装备进行保障，如坦克、装甲车等作战装备），而且能够适应-50℉（-28℃）的严寒气候和+120℉（+92℃）的高温气候。 

图3 美军2.5T 中级战术厢式车（M1079）

M1079军用厢式车整个车厢具备水密封性，车门和车窗均具有灯光管制系统。每个侧壁开有两处车窗，车窗为长方形结构，双层玻璃。车门采用后双开门方式，车门上带有可拆卸的车梯供乘员进出车厢。由于军用厢式车能够为设备和人员提供一定的环境保护，并且越来越多的军事部门要求军用厢式车能够提供一个更大的工作空间。于是，在20 世纪70年代以后，车厢的形式发生了多种变化。首先是英、德、法等国家研制出了采用良好越野性能底盘载运的拖车和半拖车组合单元；随后，以美军为代表的西方各国在保证军用厢式车机动能力的前提下，以基型车厢为基础，发展了可扩展式军用厢式车。在20 世纪80～90年代期间，西方发达国家扩展式厢式车的水平有了大幅度提高，技术上已经很成熟，并出现了多种扩展形式。图4 为美军M1087可扩展式厢式车，该车也采用FMTV作为底盘。M1087 具有与M1079同样的基本性能（底盘车同属于FMTV系列），但由于整车尺寸大，其最小离地间隙为356mm，离去角为17o，比M1079 有所降低。 

图4 美军5.0T 中级战术可扩展式厢式车（M1087）

M1087 军用厢式车车厢同样具有水密封性，车厢和车门都带有灯光管制系统。车厢每侧开有三个车窗，长方形结构，双层玻璃。后双开门，两侧各开有一单侧门，后门带有可拆卸的车梯和平台。 

目前，美军的各种厢式车在车辆底盘和车厢尺寸上已经系列化，车厢各零部件的通用化程度也很高，已经形成了比较完善的厢式车系列。 

2.1.2 可扩展式车厢的展开方式 

可扩展式厢式车机动灵活，现场展开时车厢内部作业面积大，展开、撤收时间短，便于战时跟进和转移，是集大空间和灵活性于一体的军事装备机动载体。因而，得到了各国军方的高度重视，并相继研究出了许多不同的扩展方式。可扩展式厢式车的用途不同，车厢的扩展方式也不同，目前发达国家军队的军用厢式车主要有五种比较典型的扩展方式。 

(1) 两侧车厢板掀顶伸缩式 

该车厢由主车厢、左右伸缩式活动车厢、左右活动底板、左右活动顶板四部分组成。左、右两侧车厢为无顶式结构，当两侧车厢在液压缸（或人工机械力）驱动下伸出（或展开）时，侧车厢的活动顶板由上部滚轮（或人工机械力）掀起形成凸起的侧顶，同时左、右活动底板在液压缸（或人工机械力）驱动下，绕其旋转轴向外侧翻动，最后四部分组合形成一封闭车厢。这种扩展方式的车厢优点是提高了车厢内部高度，加大了扩展比，使其具有很大的作业空间，并在收拢后行驶状态下车厢刚度大；缺点是结构复杂、设计制造难度大，而且车厢的密封性能较难实现。如俄罗斯的扩展式就餐车（图5），该车为人工机械扩展式。 

(2) 两侧车厢板整体内伸缩式 

该车厢由主车厢、左右伸缩式活动车厢、左右活动底板三部分组成，左、右两侧车厢为厢式结构，在液压缸（或机械力）驱动下两侧车厢整体伸缩，左、右活动底板在液压缸（或机械力）驱动下，绕其旋转轴上、下翻转。这种形式的扩展厢式车结构简单，整体性好，密封性能好，设计制造难度低，但是较掀顶式内部净高度低，扩展比小。如美军M1087 可扩展式军用厢式车（图6）。该车为机械扩展式，设有单人操作机构。 

图5 俄罗斯可扩展式就餐车         图6 美军M1087 可扩展式厢式车

(3) 两侧车厢板整体外伸缩式 

整体外伸缩式车厢与整体内伸缩式车厢组成部分相同，伸缩原理也基本类似，不同之处在于外伸缩式车厢的伸缩部分是在基型车厢外部伸缩，而内伸缩式车厢则与之相反。两者相比，外伸缩式车厢具有更大的扩展比，更合理的内部空间布局，然而车厢整备质量太大，整车高度过高，超过了铁路运输界线，不适于安装在越野车的底盘上。如比利时EMI（ ESPACE MOBILE INTERNATIONAL）公司生产的CA600通用型可扩展式军用厢式车（图7），该车采用法国雷诺（RENAULT）公司生产的M200底盘，为液压扩展式，具有良好的密封性能及空气调节装置（制冷，制热能力较强），能够适应在沙漠地区以及环境气候恶劣的地区使用，曾在北约的部队中装备过一定数量。 

图7 比利时CA600 军用型可扩展厢式车     图8 比利时CA600 民用型可扩展厢式车

由于CA600 型厢式车展开时车厢内空间比较大，展开时的车厢内面积可达到6m×5.5m =33m2。因而，用途比较广泛，既可以在战时作为军用厢式车，也可以在平时作为民用厢式车使用。其军用型可以作为野战时条件下的指挥所、通信指挥中心及医疗救护中心等。而其民用型可作为流动学术报告厅、流动图书馆、流动学校等，图8 为CA600 民用型可扩展式厢式车。 

(4) 两侧车厢板拉索收放式 

拉索收放式车厢是通过拉索来收放侧板，实现展开和收缩。这种展开方式的车厢收缩后侧板为三层结构，并通过铰链固定在一起。展开时先通过液压机构（或机械力）将左右外侧车厢板举起，当其升高到一定程度，中间车厢板和内侧车厢板会在自重力的作用下向下放开，并由拉索来控制收放速度和限位，以及调节左右两侧收放平衡（左右两侧也可独立展开），最终将扩展车厢底板放平并定位，然后扩展车厢的前后端板分别向两边展开，与其它壁板形成一个封闭的系统。当收拢时，过程刚好相反。这种结构柔性比较大，但密封性能较好，而且在收拢状态和展开状态下车厢内部都有较大的空间。如瑞典VEKKLA公司生产的可扩展式厢式车（图9）即采用了该方式，该车主要用于部队的野外宿营和野战医院。 

图9 瑞典VEKKLA 公司的可扩展式厢式车图  10 法国SODETEG 公司的扇形扩展式车厢

(5) 两侧车厢板扇形展开式 

扇形展开方式的展开过程：左右侧板在液力下绕底部的轴向外侧转动，配有双轴系统的液压千斤顶在转动侧板的同时升高顶板，侧板展开后端面为扇形，如图10所示。扩展后的车厢上配有8个受力支柱，确保车厢就位后的稳固性。这种方式结构比较复杂，制造难度大，但由于整个车厢为一体结构，伸缩采用手风琴式，所以密封性能极好，技术含量比较高。法国的索里蒂克（SODETEG）和SANTE 公司均生产了此种扩展方式的车厢。图10为法国索里蒂克公司生产的扇形扩展式车厢，其在收拢状态下底板面积为16m2，展开后有效面积为34m2，主要用作野战医院的组成单元。通过载有现代化的医疗设备，它具有较高水平的医疗救治能力，能适应各种情况的需要。既可用于军事冲突的战场救治工作，又可用于抢险救灾以及边远落后地区居民的医疗保健。

2.2 车厢与底盘车连接形式的发展 

采用现代生产技术制作的军用厢式车车厢为一刚性很强的整体，与有大变形能力的底盘车相连，常常会在连接处造成很高的应力集中。所以车厢与底盘车连接形式的好坏对整车的可靠性起着至关重要的作用。目前军用厢式车上采用的连接形式主要有以下四种方式。 

2.2.1 多点弹性支撑式 

多点弹性支撑式连接方式是采用原底盘车预留的连接位置，将车厢底板通过多个连接点固定在车架上，在连接处采用弹性装置，同时需要对该处的车厢底板进行加固，如图11所示。这种连接方式相比其它方式最为简单，其连接处所承受的工况也最为恶劣，但能够获得较低的车厢高度和较低的车厢整备质量，因而，可以有效地降低整车质心高度和整车偏频。如果只采用多点弹性连接，在厢式车受到垂直加速度时，车厢能够保持较好的动态性能。但当厢式车产生侧向加速度（转弯或越野行驶工况）和纵向加速度（加速或制动工况）时，车厢横向稳定性和纵向稳定性变差，连接处会产生较大的横向和纵向剪切力。其中侧向加速度是影响车厢稳定性的主要因素，所以需要对其横向变形加以约束，通常的方法是在车厢底部前端采用横梁与底部弹性连接。这种连接方式适合吨位较小的厢式车辆，目前在轻型军用厢式车上得到较多的应用。 

      图11 多点弹性连接方式                      图12 普通副车架式

2.2.2 普通副车架式 

与第一种方式相比，普通副车架式连接方式是在车厢与底盘之间增加了副车架，车厢底板与副车架的横梁通过螺栓固连在一起，而副车架的纵梁通常通过U形螺栓与车架弹性连接。这种形式实际上是通过副车架对车厢底板进行了加强，使副车架分担了部分扭矩。因而，这种车厢连接结构比较简单，并且也能获得较低的车厢高度，但在车辆行驶时，由于车厢同样要承受扭转力矩，使其工作条件变差。因此，车厢结构仍需采用各种加强措施。目前通用的方法是增加复合限位装置，即在副车架和车架之间采用多处弹性限位装置来对其进行加固，如图12 所示。普通副车架连接方式在一些外形尺寸较大的硬壁车厢上应用较为广泛。 

2.2.3 管梁固定式 

管梁固定式是一种具有创新思维的连接方式，是基于圆管能够最有效的承载扭矩这一思想所设计的，该连接组件由管梁和托架组成。采用管梁固定式的车厢，在车辆行驶过程中可避免外部扭转力矩对车厢的直接作用，改善了车厢工作条件，提高了可靠性，为采用大板式车厢结构，降低车厢自重创造了条件，从而在一些中、重型军用厢式车及扩展厢式车上得到了广泛的应用，但车厢底板高度较普通副车架固定型式要高，对整车高度会产生一定的影响。其结构形式，如图13 所示。 

图13 管梁结构分解图

2.2.4 集装箱（方舱）角件、转锁固定式 

在需要车厢与底盘车分离的情况下，往往采用集装箱角件、转锁固定式连接方式。该连接方式对于汽车底盘要进行改装，设置集装箱转锁，可以在一定程度上降低车厢所承受的扭转力矩。车厢经常要与汽车底盘安装和分离，所以车厢通常设计成方舱型式。当车厢与汽车底盘分离后，可以进行铁、水、空等多种运输模式的转换。这种方式在车厢可拆卸式的军用厢式车上得到了广泛的应用。 

2.3 车厢结构及壁板材料的发展 

2.3.1 车厢结构的发展 

初期的厢式车大部分是根据设备装载要求构制车厢内部承载骨架（或叫框架），然后以骨架为基础铆接外蒙皮，加装夹芯材料，再铆接内蒙皮。此种车厢称为骨架式车厢。随着汽车工业的发展，逐渐暴露出骨架式车厢的种种问题。它荷质比低、承载能力差；无法实现设备的随处安装，造成设备更新换代困难；由于存在骨架这一热桥，大大降低了车厢壁板的绝热性能，而且不适宜大规模生产。因此当今骨架式车厢逐渐被由多块夹芯复合大板构成的大板式车厢所取代。 

大板式车厢一般由六块厚约50mm 的夹芯复合板、12 根角形件、8个角件，通过螺栓、铆钉、密封胶等固连在一起而形成，具有比强度高、比刚度好、荷质比高、保温性能及电磁屏蔽效能好、承载能力强等优点。除此以外，大板式车厢还易于实现车厢零件的标准化、车厢形式的通用化和系列化以及附属装置的模块化，适应了军用厢式车的发展方向。 

2.3.2 车厢壁板材料及制作工艺的发展 

在军用厢式车车厢壁板的发展过程中，其材料和结构工艺经历了几个阶段。在20 世纪50年代，夹芯材料主要是纸蜂窝、铝蜂窝（图14），蒙皮与夹芯材料通过胶粘剂粘接成型。由于最初的军用厢式车经铆接的外表面密封性不是很好，使用一段时间后容易发生渗水现象，由蜂窝做芯材的夹芯复合板一旦进水，就会造成车厢壁板热导增加和脱粘，甚至会发生起鼓现象，因此夹芯材料逐渐被后来兴起的聚氨酯泡沫塑料（图15）代替，并在比利时、法国、德国、英国、美国等国家的军队中得到了广泛的应用。但由于蜂窝夹芯仍有自己不可替代的优点：能够获得极高的荷重比，能够获得极小的热导率，能够获得极佳的电磁屏蔽性能等。所以目前在美军的一些电磁屏蔽车厢和方舱的壁板上仍占有一席之地。在这种车厢上，美军采用无缝铝合金蒙皮，壁板连接处采用蒙皮与角件焊接方式，从而保证了外表面的密封性。到目前为止，军用厢式车车厢壁板的蒙皮主要有金属材料板、硬聚氯乙烯板、复合材料板等，芯材有纸蜂窝、铝蜂窝、聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料等，而应用最为广泛的是蒙皮采用铝合金、夹芯材料是硬质聚氨酯泡沫塑料的夹芯复合板。 

    图14 蜂窝夹芯剖面图                          图15 聚氨酯泡沫夹芯剖面图

聚氨酯泡沫能够在军用厢式车车厢大板制作方面得到广泛的应用，除了它克服了蜂窝芯材的缺点外，更在于它成型的多样化，它既能够现场浇注成型，也可以通过预先制造的模具发泡，然后再粘结成型。 

(1)浇注成型法。这种方法是先由内外蒙皮、加强筋、隔热条等构件，通过高强度胶粘剂粘接、加压固化后形成空腔大板，再将空腔大板紧固于温度均衡的发泡工装上，然后按照一定比例的聚醚、PAPI、阻燃剂、F11等化工原料，经过混合后迅速注入大板空腔，保温一定时间，待其固化后，形成聚氨酯硬质泡沫。由于硬质聚氨酯泡沫与内外蒙皮自然粘接成整体，便形成了承载力很强的复合板。浇注成型法工艺简单，对设备要求不高，因而得到了较多的应用，但工艺不好控制，生成的芯板密度不均匀，气泡大小不一致，其密度中间小边沿大，而且在一些死角（如窗口附近、加强筋各个角落等）不容易被泡沫填满。因而，同一块板的各处性能差别比较大，其生成的大板经高低温试验后，板材的胶接强度有所下降，易发生起鼓现象。 

(2)粘结成型法。粘结成型法有两种方式，一种是用胶粘剂进行粘结，另外一种是采用结构胶膜进行粘结（胶膜耐温性、强度均好）。粘结成型法避免了上述浇注成型法的缺点，但自身也存在加工工序多，材料浪费大等问题。目前在国外，发达国家兼顾到环保因素，大多都采用粘结法。发泡法和粘结法是目前并存的两种工艺，粘结法有较好的发展趋势。 

2.4 车厢壁板力学性能研究的发展 

厢式车车厢壁板所用的夹芯复合板结构具有重量轻、强度大和刚度大的特点。适当选择蒙皮和夹芯还可以获得良好的抗振、隔热、隔音及防静电干扰等性能。同时，这种结构不用大面积铆接，可以减少应力集中，而使疲劳强度有较大的提高。由于以上这些优点，近几十年来，夹芯复合板在航天、船舶及车辆等工业得到了广泛的应用，目前军用厢式车车厢的壁板制作普遍采用这种板材。

由于夹芯复合板是由两种弹性模量相差很大的材料通过胶合粘剂粘结而成，因而横截面上的应力变得非常复杂，增加了对其进行结构应力分析的难度，引起了人们在此方面的研究和探讨。 

2.4.1 夹芯复合板理论的进展 

经过数十年的夹芯复合板的理论研究，已经提出了不少计算模型。由于聚氨酯泡沫在宏观上可以看作是各向同性材料，所以在工程计算上往往把由各向同性材料构成的夹芯复合板作为面内各向同性结构进行研究。对这种结构的线性理论而言，目前主要的理论大致可以概括为以下几种类型： 

(1)Reissner 理论： Reissner夹芯复合板理论把表层薄板看成一块薄膜，即认为只承受平面力，忽略其本身的抗弯能力，认为夹芯只起抗剪作用。由于其数学方程较为简单，并且能解决相应的问题，通过大量工作实践，证实了对于多数工程中涉及的复合板问题能够获得足够的精度。因而，这种理论被广泛采用，是工程中夹芯复合板分析与设计中最常用的理论。 

(2) Hoff 理论：该理论把表层薄板看作为普通的薄板，即考虑其本身的抗弯刚度，而夹芯仍认为只承受剪切作用。 

Reissner理论对一些力学因素做了简化，因而存在一些不能解决的问题，如在集中载荷作用下，板的弯曲问题、板弯曲时固支边附近的表层局部应力问题等，而且用来解决刚硬蒙皮的夹芯复合板时，误差较大。Hoff理论把夹层板看作为普通的薄板，在这种条件下认为夹芯只承受剪切作用，从而克服了Reissner夹层板理论的局限性，在解决刚硬蒙皮的夹芯复合板时，比Reissner 理论更合理，应用范围更为广泛。但这两种理论都未考虑夹芯的弹性支撑作用，因而在分析柔性夹芯复合板时误差较大。 

(3) ⅡpycakoB—杜庆华理论：该理论把表层薄板看作为普通薄板，而夹芯除了承受剪切作用外，还存在横向的弹性变形作用。 

实际的夹芯结构元件中不仅有反对称型弯曲变形或总体失稳波形，而且还会有对称型弯曲变形或局部失稳形式，分析这种变形形式是Reissner 和Hoff理论无能为力的。Ⅱ pycakoB—杜庆华理论在Hoff假设的基础上，分别提出了各自关于考虑夹芯横向弹性变形的夹芯复合板的理论。夹芯横向弹性作用对于由集中载荷和板的边界效应所引起的夹芯板表层局部应力有特定的影响。这是研究表层相对夹芯中面的对称型局部失稳时所必须考虑的因素。由于ⅡpycakoB—杜庆华理论考虑了夹芯的抗剪切与弹性支撑作用以及蒙皮的抗弯能力，是比较完善的理论，但由于其在数学处理上的复杂性，难以在工程中应用。 

近几年来，夹芯复合板理论没有多少新进展，现有的一些研究大多数在以上几种理论基础上对近年来出现的复合材料夹层板的新特点的应用，还不太成熟，有许多问题有待解决。 

2.4.2 夹芯复合板应力单元模型的发展 

随着计算机技术的飞速发展，有限元方法作为一种极为有效的结构应力分析方法也迅速发展起来，同时运用有限元进行结构应力分析的软件越来越多，并且功能越来越强，其单元库中所包含的单元类型越来越多，以至于象ANSYS 和SolidWorks Cosmos等这样的大型通用型微机版软件都已经包含了夹芯复合板单元类型，下面以ANSYS 为例介绍一下夹芯复合板单元类型的特征。 

ANSYS单元库中，用作层状结构板壳单元的单元类型有多种，但只有shell91 单元具有模拟夹芯复合板结构的功能。shell91单元共有八个节点，六个自由度：X、Y、Z 方向的位移和绕X、Y、Z 轴的转动，如图16所示。可以通过对其八个节点、各层的厚度、各层的铺设方向以及正交各向异性材料属性等进行定义确定单元的几何形状和属性。这种单元必须保留中间节点，以保持应力的连续性。 

图16 shell91 单元                    图17 shell91 单元的sandwich 特性

shell91模拟的夹芯复合板要求具有较薄的表层（蒙皮）和较柔的夹芯，而这完全符合厢式车车厢夹芯复合板的性能要求。这种单元所采用的假设条件是：夹芯承受所有的横向剪力，而表层却不承受剪力，相反，表层承受所有的弯曲力矩，夹芯却几乎不承受夹芯复合板的弯矩。可见这种假设条件跟Reissner理论的假设条件完全相同，所以shell91 单元应力模型是基于Reissner 理论建立的。 

图17 为shell91的单元特性图，从图中可以看出， shell91单元带有夹芯复合板（sandwich）属性和不带夹芯复合板属性在悬臂工况、均布载荷作用下的变形图有明显的区别。这是由于带有sandwich选项的shell91单元夹芯较柔，弹性模量低，对整个夹芯复合板的约束能力小，其整体变形形状主要由弹性模量很大的上下表层决定。但夹芯可以使表层充分发挥材料效能，起到类似工字梁的作用。 

这种单元类型还有一个特点就是可以对同一个节点定义两种材料属性。对夹芯复合板来说，蒙皮和夹芯粘接处为两种材料属性，却具有相同的节点，所以这个功能对夹芯复合板非常有用，如图18 所示。这种功能的属性可以通过ANSYS 的KEYOPT（11）来定义。 

图18 异材共点功能

为了使计算结果合理准确，ANSYS 在人们选定sandwich 功能时附加了一些限定条件： 

(1) 夹芯与整个夹芯复合板的厚度比t tc / 最好≥5/6，但必须≥5/7。 

(2) 蒙皮与夹芯弹性模量的比值最好在100≤ c f E E / =10 000 范围内，但必须在4≤ c f E E / ≤1 000 000范围内。 

(3) 夹芯复合板在弯曲载荷作用下的曲率半径与夹芯复合板厚度的比值t r / 最好≥10，但必须≥8。 

经实验测定，ANSYS 中shell91 单元的sandwich功能能够较好的解决夹芯复合板在弯曲工况的应力分析，但限于所依据的理论，对厢式车车厢上的复杂工况只能解决部分问题，有待于进一步完善和发展。随着人们对夹芯复合板理论研究的不断深入和计算机软件的不断发展，夹芯复合板单元的特性会更加有效，更接近于实际情况。 

3 军用厢式车发展的总体趋势 

世界各国由于自身实力和作战对象的不同，其军用厢式车的发展方向也不尽相同，但现代战争的共同点也使他们着重在以下几个方面进行发展。

3.1 标准化和通用化 

在军用厢式车发展的初期，美军各军兵种都是根据自己的需要来研制、生产和装备军用厢式车的，导致车厢品种发展太多，通用性差，生产批量小，成本高。从1975年开始，美军就开始了标准化工作，确定了标准化、系列化的基型车厢。并在基型车厢的基础上发展了可扩展式车厢，使车厢在尺寸上形成系列化，在车厢结构上实现模块化。而德国也根据本国军用和民用车辆的情况，制定了军用厢式车系列标准。 

外国军方除致力于基型车厢的标准化工作以外，在车厢的组件、零件或附件上也开展了标准化工作，如在门、角件、孔口尺寸、空调装置、电源接入板等上的标准化工作。这样不仅减少了研制费用，减少了后勤供应因品种繁多造成的因难，而且使不同类型的厢式车上对应组件或零件具有互换性，便于修理，提高了军用厢式车的作战效率。当前，车厢及其组件、附件等的标准化和通用化仍是国外军用厢式车发展的重点之一。 

3.2 电磁屏蔽设计 

现代战场上，军用厢式车是用作电子设备工作平台的主要装备之一。随着现代科技的发展，越来越多的先进复杂的电子设备如指挥控制系统、通信系统、探测与预警系统、雷达系统等电子设备安装到了厢式车上，这些电子设备能否发挥应有的作用，在很大程度上决定了战争的胜负。而这些电子设备通常都由晶体管或集成电路等制成，它们易受电磁干扰，易遭电磁脉冲损坏，所以厢式车的车厢必须为车厢内部的电子设备提供足够的电磁屏蔽防护能力。目前，电子干扰的基本技术已被世界上的许多国家所掌握，而且可以用多种方法设置或投放干扰机，干扰能力越来越强。而现在发达国家的军用厢式车内大量装备精密电子设备，极易被干扰，所以人们越来越重视车厢的电磁屏蔽设计。 

军用厢式车车厢通常由内外金属蒙皮（一般用铝合金）的夹芯复合板组成，因此车厢本身就具有一定的电磁屏蔽能力。电磁干扰和电磁脉冲主要通过车厢大板蒙皮接缝、门、窗、孔、口进入车厢内部，也会通过电源线、信号线的传导进入车厢内部。为了提高车厢的电磁屏蔽能力，西方各国做了大量工作，采用的主要办法有：使车厢内、外蒙皮形成两个独立的法拉第笼；临接的蒙皮间采用焊接连接；改进门、窗设计，采用导电密封垫等防止电磁泄漏；孔、口采用蜂窝导电材料；电源线、信号线上装滤波器，并保证系统有良好接地。对于蒙皮不采用导电金属的车厢大板，可在蒙皮下敷设一层铝箔或金属丝网，达到电磁屏蔽目的。 

目前美军在硬壁车厢上的电磁屏蔽设计已经相当的成熟，电磁屏蔽的衰减量达到60dB 以上，要求高的甚至在80dB以上，但在扩展式军用厢式车上仍存在一定难度。由于扩展厢式车接合面多，达到高屏蔽衰减比非扩展车厢难度大。以前美军采用铝板桥接扩展后的壁板接合面，用这种方法尽管能使扩展车厢具有一定的屏蔽效能，但紧固桥接用铝板的时间太长，增加了车厢的伸缩作业时间，因而降低了扩展厢式车的作业效能。现在美军采用柔性金属网栅技术，在一块壁板上永久性连接金属网栅（用镀锡丝制成），在另一块壁板上装上金属网夹紧装置，使用时把网栅按要求铺展夹紧即可。在拐角处有三维金属网和一个用于夹紧的可卸角件。采用这种方法既减少作业时间，也提高了车厢的电磁屏蔽性能。美军目前仍在继续改进电磁屏蔽设计，谋求新的电磁屏蔽手段和方式。 

3.3 三防设计 

随着核技术的扩散，许多中小国家逐渐掌握了制造核弹技术。由于生化武器生产制造相对简单，费用低，又能造成大规模杀伤作用，极大沮丧敌方军民的抵抗信心，所以不少中小国家把化学武器作为其威慑力量。这样在未来的战争中，局部战争扩大为核生化战争的可能性仍然存在。尤其是伊朗、伊拉克在两伊战争中使用化学毒剂后，主要西方国家都重视有核生化功能（三防）的军用厢式车的研制生产。 

具有三防功能的厢式车主要由车厢、车厢控制组件、保护性出口及其控制组件、尘埃收集器、气体/粒子过滤器、主风机、气流阀、配电装置、探测和警报系统等组成。车厢起放射性尘埃或毒剂的隔离作用。 

由于车厢门、窗、孔口处存在接缝，为了防止放射性尘埃、毒气和毒剂气深胶进入车厢，车厢内部要保持一定超压，通常在175Pa以上，在污染的环境里人员通过保护性进出口来进出车厢。为使外界污染空气不进入进出口，保护性出口也要保持100Pa左右的超压，并装有净化装置。从污染环境里进入车厢的人员在保护性进出口里清洗，然后作5min左右的换气净化，之后开启车厢门放人员进入。气体/粒子过滤装置用来过滤送入车厢的污染空气。主风机把过滤的净化空气送入车厢，并使车厢加压。为保证车厢内人员呼吸的空气中有合适的二氧化碳含量，通风量最少不少于0.113m3/min/人。探测和报警系统则在车厢外污染达到危害人健康的给定量值上发出警报，并启动气体/粒子过滤装置和各种阀门进行消毒工作。 

美英等西方国家通常是把集防设备装设在普通车厢上以组成三防车厢。美军采用模块化集防设备，可以通过结合装置安装在不同尺寸系列的车厢上。车厢及其门、空调装置等的标准化系列化给模块化集防设备的广泛应用创造了良好的条件。 

在核生化战争环境中，具有三防功能的军用厢式车不仅能够保护车厢内人员，与穿戴防毒面具和服装相比，车厢内人员无戴面具和服装的沉重负担，而且极大提高了作战效率。英国、意大利、德国也都在发展三防车厢，三防功能已经从指挥、控制、通讯厢式车扩大到机械维修、电气/电子设备维修、医疗、炊事（其中包括可扩展式）厢式车，军用厢式车具有三防功能也成为重要发展趋势。 

3.4 提高车厢的抗爆炸和防洞穿能力 

随着高新技术在军事领域的应用，先进的高精度制导武器将会大量使用，未来常规战场上的火力强度和密集度将有很大增加。在势均力敌的常规战争中，当今的军用厢式车是极易被探测和遭摧毁的目标。因此，美军认识到，加固军用厢式车的车厢壁板使其具有一定的防超压和防洞穿能力是今后车厢发展的重要工作，并把其作为近、中、远期发展的重点之一。美军主要采用强度高、重量轻的结构材料（如Kevlar层压材料等）来制造车厢壁板以承受超压和防洞穿，图17 为美军用Kevlar材料加固的车厢壁板截面图。 

这种车厢壁板可以使车厢承受5×104Pa的超压，它不仅能抗气体、炮弹、火箭弹在车厢附近爆炸形成的上述量级超压，而且具有40g、60m/s 弹片击中和遭小型武器7.62mm子弹射击时的防洞穿能力，相当于装甲人员输送车的防弹能力。目前美国正在研究和试验车厢壁板上用的陶瓷、石墨、玻璃纤维等复合材料，以提高抗超压和防洞穿能力。可以预计，随着新技术新材料的发展和在军用厢式车车厢壁板上的应用，研制出具有一定抗超压和防洞穿能力的车厢只是时间的问题。 

图19 用Kevlar 材料加固的车厢壁板截面图

3.5 军用技术民用化 

军用厢式车技术的发展，大大提高了军队的机动性、战时后勤保障能力和自身防护能力，使军队更能适应现代高技术条件下的局部战争。它在提高军队机械化和信息化的同时，其技术成果也在民用技术上产生了很大的影响，促进了人们日常生产和生活水平的提高。 

        图20 自行式房车                            图21 可扩展式房车

近几年随着人们物质生活水平的提高和旅游业的发展而迅速撅起的房车产业，在很多技术上应用了军用厢式车的技术成果，从车厢与底盘连接技术、车厢的扩展技术到车厢的结构材料等，这些技术促进了房车产业的发展，同时也促进了旅游业的发展，给人们的生活带来了更便利的交通工具和更舒适的旅游空间，提高了人们的物质文化生活水平，如图20 所示，在汽车二类底盘上改装的自行式房车和图21所示的在大客车车身基础上改装的可扩展式房车。在运输行业里，部分民用厢式运输车如食品冷藏车、食品保温车、保鲜车等也在很大程度上应用了军用厢式车的技术，促进了该行业的发展。在和平年代时，军用技术越来越多的应用于民用工业，带动民用工业的发展，这是一种必然趋势。 

4 结束语 

军用厢式车的出现代表着部队在战术机动性、后勤保障能力和自我防护能力上有了很大的进步，军用厢式车车厢上各种技术的发展标志着军队正在适应现代化战争，向现代化方向发展；而民用厢式车的发展以及旅游房车的出现则标志着人们生活水平的提高和物质文化生活的丰富。军用技术和民用技术从来就不是独立发展的，我们借鉴外军的经验来研究军用厢式车技术，是为了提高部队现代化水平，维护世界和平，但最终目的是为了将技术更好的用于民用行业，促进民用技术的发展，造福于民。我们也希望在研究军用厢式车技术的同时，从民用厢式车技术上汲取营养，推动军用厢式车技术的发展。