一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)包括試驗(yàn)用的火車(chē)車(chē)體底架(1)、底架(1)兩端固定所用的作動(dòng)器(2)、作動(dòng)器(2)另一端固定在反力座(3)上，反力座(3)固定在盆形地基(4)端部，底架(1)放在支撐裝置(5)上，支撐裝置(5)固定于盆形地基(4)的兩側(cè)，在盆形地基(4)內(nèi)部設(shè)有六自由度激振裝置(6)，六自由度激振裝置(6)上部固定有垂向加載裝置(7)和牽引裝置(8)，垂向加載裝置(7)和牽引裝置(8)另一端分別與底架(1)連接。本實(shí)用新型該試驗(yàn)臺(tái)可以完成一個(gè)車(chē)體底架的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)或者同時(shí)完成兩個(gè)車(chē)體底架的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)成本低，試驗(yàn)效率高，試驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于鐵路運(yùn)輸【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度 試驗(yàn)臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)自2007年實(shí)施鐵路第六次大提速以來(lái)，從最初時(shí)速200公里級(jí)別的CRH型動(dòng) 車(chē)組到如今運(yùn)行時(shí)速達(dá)到 380公里的CRH380,高速列車(chē)在不足7年的時(shí)間內(nèi)，不斷刷新著試 驗(yàn)以及實(shí)際運(yùn)營(yíng)速度記錄。但是在速度等指標(biāo)飛速提升的同時(shí)，所帶來(lái)的安全可靠性問(wèn)題 卻缺乏研究。
[0003] 高速列車(chē)由于其高速、重載及輕量化的發(fā)展方向，普遍采用的是鋁合金焊接結(jié)構(gòu)。 鋁合金高速列車(chē)從材料的制造成型以及后續(xù)的焊接、裝配過(guò)程均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但是基礎(chǔ) 研究卻落后于法國(guó)及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。在提速列車(chē)的早期設(shè)計(jì)中，主要采用的是以安全系 數(shù)保證強(qiáng)度裕度的設(shè)計(jì)理念，對(duì)于列車(chē)在制造內(nèi)應(yīng)力和外部動(dòng)載荷共同作用下的可靠性考 慮比較欠缺。因此在設(shè)計(jì)階段存在著靜載強(qiáng)度富裕，而動(dòng)載和疲勞強(qiáng)度不足的問(wèn)題，設(shè)計(jì)階 段不能有效預(yù)測(cè)其安全性和疲勞壽命，這種情況至今依然存在。不論是目前的動(dòng)車(chē)組還是 地鐵車(chē)體底架，在不同程度上都出現(xiàn)了裂紋，而其服役時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到設(shè)計(jì)的時(shí)間。為了研 究車(chē)體底架裂紋萌生原因及車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度，建立車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)是非常必要 的。
[0004] 現(xiàn)有的車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)都是在強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)或者車(chē)體靜強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)液 壓做動(dòng)器來(lái)進(jìn)行實(shí)施的，沒(méi)有專(zhuān)用的試驗(yàn)臺(tái)。并且試驗(yàn)時(shí)僅能對(duì)車(chē)體底架進(jìn)行力的加載，不 能進(jìn)行振動(dòng)的加載。因此，目前存在的強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)無(wú)法真實(shí)的模擬車(chē)體底架的疲勞強(qiáng)度試 驗(yàn)，且受到各種硬件設(shè)施的影響。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試 驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)可以完成一個(gè)車(chē)體底架的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)或者同時(shí)完成兩個(gè)車(chē)體底架的疲勞 強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)成本低，試驗(yàn)效率高，試驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)可靠；同時(shí)可以測(cè)試車(chē)體底架具體位 置的加速度，應(yīng)變，位移等響應(yīng)參數(shù)；并且試驗(yàn)時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境影響很小。其技術(shù)方案如下：
[0006] 一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)，包括試驗(yàn)用的火車(chē)車(chē)體底架1、底架1兩端固 定所用的作動(dòng)器2、作動(dòng)器2另一端固定在反力座3上，反力座3固定在盆形地基4端部，底 架1放在支撐裝置5上，支撐裝置5固定于盆形地基4的兩側(cè)，在盆形地基4內(nèi)部設(shè)有六自 由度激振裝置6,六自由度激振裝置6上部固定有垂向加載裝置7和牽引裝置8,垂向加載 裝置7和牽引裝置8另一端分別與底架1連接。
[0007] 本實(shí)用新型在具體應(yīng)用過(guò)程中：將兩個(gè)火車(chē)車(chē)體底架通過(guò)夾具對(duì)接連接后，或者 一個(gè)列車(chē)車(chē)體底架放置在支撐裝置上，車(chē)體底架的兩端通過(guò)車(chē)鉤座與作動(dòng)器連接在固定反 力座上，在盆形地基凹坑內(nèi)安裝好六自由度激振裝置，將垂向加載裝置和牽引裝置分別于 車(chē)體底架和六自由度激振裝置進(jìn)行連接；啟動(dòng)六自由度激振裝置的垂向液壓做動(dòng)器將車(chē)體 底架舉升一定的高度，讓其脫離支撐裝置，車(chē)鉤連接處的液壓做動(dòng)器對(duì)車(chē)體底架進(jìn)行縱向 力的施加，最后啟動(dòng)六自由度激振裝置的縱向和橫向液壓做動(dòng)器對(duì)車(chē)體底架進(jìn)行振動(dòng)完成 車(chē)體底架的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)；試驗(yàn)中測(cè)試車(chē)體底架各個(gè)關(guān)心部位的振動(dòng)加速度，位移，應(yīng)變等 參數(shù)。
[0008] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0009] 一、在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上，完成了一個(gè)或者同時(shí)完成兩個(gè)車(chē)體底架的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。較 之整車(chē)的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)成本低，試驗(yàn)更加方便快捷，針對(duì)性更強(qiáng)，試驗(yàn)效率更高。 并且可以針對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究。約束方式和力的加載，振動(dòng)的加載與實(shí)際線(xiàn)路運(yùn)營(yíng) 情況一致，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加真實(shí)，為列車(chē)的設(shè)計(jì)與維護(hù)提供更加可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0010] 二、本試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)兩個(gè)底架對(duì)接方式進(jìn)行試驗(yàn)，可以大大的節(jié)約試驗(yàn)成本。也使其 能更加真實(shí)的模擬列車(chē)實(shí)際的底架形式，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加真實(shí)、可靠。
[0011] 三、本試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)盆形地基將六自由度激振裝置包含在凹坑內(nèi)，即保護(hù)了疲勞試 驗(yàn)振動(dòng)時(shí)的安全性，同時(shí)起到降音隔噪的效果。從而保證了試驗(yàn)區(qū)周?chē)慕ㄖ镆约熬用?生活環(huán)境不受影響；同時(shí)，試驗(yàn)區(qū)域也同樣受到保護(hù)不被外界環(huán)境影響，使得試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加 真實(shí)可信。
[0012] 四、試驗(yàn)時(shí)，支撐裝置在車(chē)體底架垂向下方和橫向方向上有保護(hù)作用。使得試驗(yàn)可 以安全的進(jìn)行。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的A-A剖面示意圖；
[0016] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的B-B剖面示意圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的無(wú)底架俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中的六自由度激振裝置的主視放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中的六自由度激振裝置的側(cè)視放大結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。 [0021]為解決傳統(tǒng)水力發(fā)電的局限問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的原理為：水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、 然后轉(zhuǎn)化為壓力能、最后轉(zhuǎn)化為電能。
[0022]本實(shí)用新型所述的車(chē)體底架的具體構(gòu)成是：兩個(gè)車(chē)體底架通過(guò)夾具9進(jìn)行對(duì) 接連接，其放置在支撐裝置5上，車(chē)體底架1兩端通過(guò)車(chē)鉤座與作動(dòng)器2連接進(jìn)行固定，車(chē) 體底架1底部的二系懸掛位置與垂向加載裝置 7連接，車(chē)體底架丨底部的牽引座位置與牽 引裝置8連接。
[0023]這樣的車(chē)體底架可以即方便又精確可靠的模擬真實(shí)底架連接方式，同時(shí)能更好的 提高試驗(yàn)效率，節(jié)約成本，同時(shí)方便兩種車(chē)體底架或者兩個(gè)車(chē)體底架的試驗(yàn)研究。
[0024]上述的盆形地基4的具體結(jié)構(gòu)是：盆形地基4為矩形結(jié)構(gòu)，在矩形內(nèi)部有個(gè)凹坑， 盆形地基4兩側(cè)沿和凹坑內(nèi)部鋪設(shè)有T型導(dǎo)軌4a。
[0025]這樣的盆形地基可以方便的節(jié)約試驗(yàn)空間高度，同時(shí)滿(mǎn)足不同類(lèi)型的車(chē)體底架， 同時(shí)方便拆卸。
[0026]上述的支撐裝置5的具體結(jié)構(gòu)是：立柱5a固定在盆形地基4兩側(cè)的T型導(dǎo)軌4a 上，橫梁5b在橫向方向上將兩個(gè)立柱連接，橫梁5b在試驗(yàn)安裝時(shí)用于支撐車(chē)體底架丨，在橫 梁5b上部固定有橫向止檔座5c。
[0027]這樣的支撐裝置可以在試驗(yàn)安裝過(guò)程中起到支撐作用，方便被試件車(chē)體底架的安 裝，在試驗(yàn)中，通過(guò)橫梁和橫向止檔座在垂向和橫向方向上對(duì)車(chē)體底架起到保護(hù)作用，可以 放心進(jìn)行試驗(yàn)研究。
[0028]上述的六自由度激振裝置6的具體構(gòu)成是：頂板6b上部有T型槽，底板6a與頂 板6b之間連有三個(gè)垂向雙球鉸液壓作動(dòng)器6c，底板6a的后部立有后壁板6d,后壁板6d的 頂部與頂板 6b的側(cè)面之間連有兩個(gè)縱向雙球鉸液壓作動(dòng)器6c，底板6a的右側(cè)立有右筋板 6e，頂板 6b的左側(cè)下方設(shè)有左筋板時(shí)，右筋板6e與左筋板6f之間連有橫向雙球鉸液壓作 動(dòng)器6c。
[0029]這樣的六自由度激振裝置可以即方便又精確可靠的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的三個(gè)方向垂向、橫 向及縱向的運(yùn)動(dòng)及三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030] 上述的垂向加載裝置7的具體結(jié)構(gòu)是：下部的彈性基座7a固定于六自由度激振裝 置6的頂板6b上，彈性基座7a與空氣彈簧模擬裝置7b相連接，空氣彈簧模擬裝置7b另一 端通過(guò)力傳感器 7c與另一個(gè)空氣彈簧模擬裝置7b連接，最上部的空氣彈簧模擬裝置7b與 車(chē)體底架1連接。
[0031] 這樣的垂向加載裝置的固定方式和力的傳遞面積與真實(shí)的線(xiàn)路列車(chē)連接及受力 面積相同，保證了試驗(yàn)受力和約束的真實(shí)性。通過(guò)力傳感器可以測(cè)試垂向力的大小。
[0032] 上述的牽引裝置8的具體結(jié)構(gòu)是：牽引銷(xiāo)8a頂部通過(guò)螺栓與車(chē)體底架1的牽引座 連接，牽引銷(xiāo)8a的縱向與牽引座縱向加載裝置8b連接，牽引銷(xiāo)8a的橫向與牽引座橫向加 載裝置8c連接，牽引座縱向加載裝置8b和牽引座橫向加載裝置8c都固定在六自由度激振 裝置6的頂板6b上。
[0033]這樣的牽引裝置的固定方式和力的傳遞方式與真實(shí)的線(xiàn)路列車(chē)連接及受力面積 相同，保證了試驗(yàn)受力和約束的真實(shí)性。同時(shí)，試驗(yàn)中在牽引座縱、橫向加載裝置兩端采用 球鉸裝置，保證試驗(yàn)中力的傳遞的準(zhǔn)確性。在牽引座縱、橫向加載裝置的中間裝有力傳感 器，方便的測(cè)試牽引座的受力情況。
[0034] 實(shí)施例
[0035]圖1?4示出：本次實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】是：一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng) 度試驗(yàn)臺(tái)，包括試驗(yàn)用的火車(chē)車(chē)體底架1、底架1兩端固定所用的作動(dòng)器2、作動(dòng)器2另一端 固定在反力座3上，反力座3固定在盆形地基4端部，底架1放在支撐裝置5上，支撐裝置5 固定于盆形地基4的兩側(cè)，在盆形地基4內(nèi)部設(shè)有六自由度激振裝置 6,六自由度激振裝置 6上部固定有垂向加載裝置7和牽引裝置8,垂向加載裝置7和牽引裝置8另一端分別與底 架1連接。
[0036] 圖3及圖1，2示出：本例的車(chē)體底架1的具體構(gòu)成是：兩個(gè)車(chē)體底架1通過(guò)夾具9 進(jìn)行對(duì)接連接，其放置在支撐裝置5上，車(chē)體底架1兩端通過(guò)車(chē)鉤座與作動(dòng)器2連接進(jìn)行固 定，車(chē)體底架1底部的二系懸掛位置與垂向加載裝置7連接，車(chē)體底架1底部的牽引座位置 與牽引裝置8連接。
[0037] 圖4及圖3,5示出，本例的盆形地基4的具體結(jié)構(gòu)是：盆形地基4為矩形結(jié)構(gòu)，在 矩形內(nèi)部有個(gè)凹坑，盆形地基4兩側(cè)沿和凹坑內(nèi)部鋪設(shè)有τ型導(dǎo)軌 4a。
[0038] 圖4及圖2示出，本例的支撐裝置5的具體結(jié)構(gòu)是：立柱5a固定在盆形地基4兩 側(cè)的T型導(dǎo)軌4a上，橫梁5b在橫向方向上將兩個(gè)立柱連接，橫梁5b在試驗(yàn)安裝時(shí)用于支 撐車(chē)體底架1，在橫梁5b上部固定有橫向止檔座5c。
[0039] 圖6及圖7, 5示出，本例的六自由度激振裝置6的具體構(gòu)成是：頂板6b上部有T 型槽，底板6a與頂板6b之間連有三個(gè)垂向雙球鉸液壓作動(dòng)器6c，底板6a的后部立有后壁 板6d，后壁板6d的頂部與頂板6b的側(cè)面之間連有兩個(gè)縱向雙球鉸液壓作動(dòng)器6c,底板6a 的右側(cè)立有右筋板6e，頂板6b的左側(cè)下方設(shè)有左筋板6f，右筋板6e與左筋板6f之間連有 橫向雙球鉸液壓作動(dòng)器6c。
[0040] 圖4及圖2示出，本例的垂向加載裝置7的具體結(jié)構(gòu)是：下部的彈性基座7a固定 于六自由度激振裝置6的頂板6b上，彈性基座7a與空氣彈簧模擬裝置7b相連接，空氣彈 簧模擬裝置7b另一端通過(guò)力傳感器7c與另一個(gè)空氣彈簧模擬裝置7b連接，最上部的空氣 彈簧模擬裝置7b與車(chē)體底架1連接。
[0041] 圖4及圖2示出，本例的牽引裝置8的具體結(jié)構(gòu)是：牽引銷(xiāo)8a頂部通過(guò)螺栓與車(chē) 體底架1的牽引座連接，牽引銷(xiāo)8a的縱向與牽引座縱向加載裝置8b連接,牽引銷(xiāo)8a的橫 向與牽引座橫向加載裝置8c連接，牽引座縱向加載裝置8b和牽引座橫向加載裝置8c都固 定在六自由度激振裝置6的頂板6b上。
[0042] 本實(shí)用新型在具體應(yīng)用過(guò)程中：
[0043] 1 :目的
[0044] 對(duì)車(chē)體底架進(jìn)行靜強(qiáng)度和疲勞試驗(yàn)：
[0045] 靜強(qiáng)度主要檢驗(yàn)車(chē)體端部底架在最大載荷的組合作用下是否有發(fā)生永久變形的 危險(xiǎn)，和在各種載荷組合作用下有無(wú)發(fā)生裂紋、焊縫開(kāi)裂的危險(xiǎn)；
[0046] 疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證車(chē)體端部底架的使用壽命，估計(jì)安全裕量，以及不能被靜強(qiáng)度試驗(yàn) 識(shí)別的疲勞點(diǎn)在模擬運(yùn)行載荷條件下有無(wú)發(fā)生裂紋、焊縫開(kāi)裂的危險(xiǎn)。
[0047] 通過(guò)疲勞試驗(yàn)確定端部底架薄弱部位，并對(duì)薄弱部位進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，確定薄弱部 位裂紋擴(kuò)展趨勢(shì)及速率。
[0048] 通過(guò)靜強(qiáng)度試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)，對(duì)全不銹鋼端部底架牽引梁式、車(chē)鉤箱式和碳鋼端 部底架進(jìn)行對(duì)比分析。
[0049] 2 :試驗(yàn)依據(jù)
[0050] BS EN12663 :2010-軌道車(chē)身的結(jié)構(gòu)要求
[0051] 3 :試驗(yàn)被試件描述
[0052] 試驗(yàn)對(duì)象為全不銹鋼端部底架，是車(chē)體底部的一部分，在車(chē)體底架上部關(guān)心的部 位布置應(yīng)變片；
[0053] 4 :試驗(yàn)實(shí)施
[0054] 4. 1試驗(yàn)臺(tái)的安裝
[0055] 4. 1. 1根據(jù)車(chē)體底架的長(zhǎng)度，調(diào)整好反力座3,支撐裝置8和六自由度激振裝置6 ------------ y 貝 的位置，并進(jìn)行固定。
[0056] 4. 1_ 2將兩個(gè)車(chē)體底架通過(guò)夾具對(duì)接連接后，或者一個(gè)列車(chē)車(chē)體底架放置在支# 裝置5的橫梁5b上； 胃
[0057] 4· 1. 3將車(chē)體底架1在車(chē)鉤連接處與作動(dòng)器2連接，在空簧連接處與垂向加載壯 置7連接，在牽引銷(xiāo)位置與牽引裝置8連接； &
[0058] 4. 1. 4將作動(dòng)器2另一端固定在反力座3上；垂向加載裝置7和牽引裝置8固定 在六自由度激振裝置6的頂板6b上；
[0059] 4. 1. 5在車(chē)體底架上放置配重，使其達(dá)到車(chē)體的重量；
[0060] 4. 1. 6在支撐裝置5的橫梁5b上安裝橫向止檔座5C ;
[0061] 4· 1.7安裝好車(chē)體底架之后，進(jìn)行應(yīng)變片，力傳感器，及位移傳感器的布置，連接 等。
[0062] 4. 2靜強(qiáng)度試驗(yàn)
[0063] 4. 2. 1工況的設(shè)置如表1所示：
[0064] 表1車(chē)體相關(guān)參數(shù)
[0065]

【權(quán)利要求】
1. 一種列車(chē)車(chē)體底架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包括試驗(yàn)用的火車(chē)車(chē)體底架（1)、 底架（1)兩端固定所用的作動(dòng)器（2)、作動(dòng)器（2)另一端固定在反力座（3)上，反力座（3) 固定在盆形地基（4)端部，底架（1)放在支撐裝置（5)上，支撐裝置（5)固定于盆形地基 (4)的兩側(cè)，在盆形地基（4)內(nèi)部設(shè)有六自由度激振裝置（6)，六自由度激振裝置（6)上部 固定有垂向加載裝置（7)和牽引裝置（8)，垂向加載裝置（7)和牽引裝置（8)另一端分別與 底架⑴連接。
【文檔編號(hào)】G01M17/08GK204085910SQ201420543496
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】宋燁, 鄔平波, 吳興文, 賈璐, 王建斌, 羅仁 申請(qǐng)人:宋燁