車體強度試驗臺端牆加載裝置及其方法

2024-03-22 09:09:05

專利名稱：車體強度試驗臺端牆加載裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於軌道車輛的車體強度試驗臺端牆加載裝置，屬於軌道交通技術領域。
背景技術：
隨著國內城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對於構成車體主要部件的端牆提出了更高的設計和使用要求。為更好地了解車輛的各種性能指標，保證所提供車輛結構的加工質量，需對車體進行接近於實際使用工況的強度試驗，而以往的車體端牆試驗僅能對一端進行加載，另一端端牆沒有施加載荷，如採用通過頂棒作用於車鉤安裝座。此類車端加載實驗方式，並不能滿足對車體兩端牆同時施加載荷的模擬狀態，因而研製一種能夠同時對被試車體兩端端牆施加壓力的裝置，對提高車輛的安全性能具有重要的意義。有鑑於此，特提出本專利申請。

發明內容
本發明所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置及其方法，其目的在於解決上述現有技術存在的問題而採取對被試車體兩側端牆同時施加縱向壓縮載荷的加載裝置，以期準確地模擬出最接近於實際使用工況的靜強度試驗條件。另一發明目的在於，兩側同時加載的壓縮載荷均衡分布於兩側端牆，以顯著地提高端牆靜強度試驗結果的準確性。發明目的還在於，整體加載裝置能夠適應於不同規格型號的車體，也可針對車體端牆的不同部位施加載荷，操作簡單方便，具有較為靈活地調整手段。為實現上述發明目的，所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置主要包括有:分別通過垂向的支架和橫梁安裝座進行安裝的端牆橫梁、端牆加載橫梁；端牆橫梁通過第二傳遞裝置、端牆加載橫梁通過第一傳遞裝置相對地夾持固定被試車體的端牆；在端牆加載橫梁上設置有加載油缸，加載油缸的前端固定連接第一傳遞裝置；端牆橫梁與第二傳遞裝置進行固定連接。如上述基本方案，端牆加載橫梁中的加載油缸，能夠通過第一傳遞裝置向所夾持固定的被試車體一側端牆施加壓縮載荷，載荷力通過第二傳遞裝置、端牆橫梁依次地傳遞至第一傳遞裝置、端牆橫梁。由於反向力的存在，端牆橫梁與第二傳遞裝置向被試車體另一側端牆施加方向相反、力值相同的載荷，從而在進行端牆加載試驗時，上述加載裝置可對被試車體的兩側端牆同時施加縱向壓縮載荷，為更好地測試車體性能而提供條件基礎。為進一步地提高載荷傳遞過程中，針對載荷力值的監控與測量精度，可採取如下改進措施，即在所述加載油缸的前端設置一壓力傳感器，壓力傳感器的另一端固定連接於第一傳遞裝置，壓力傳感器與試驗臺控制單元連接。為在施加載荷時保證作用力與端牆表面的垂直性，可在端牆加載橫梁的內側端，連接有用於向加載油缸提供動作導向的導向柱。為提高載荷力在端牆表面分布的均衡性，所述的第一傳遞裝置、第二傳遞裝置的內側端，均具有小橫梁和數個加載座；加載座的一端與小橫梁固定連接，其另一端擠壓於被試車體的端牆。為保證與被試車體的端牆接觸時，所施加的載荷不會造成端牆表面結構的損壞，可在所述加載座與被試車體的端牆之間，設置有粘附於被試車體的端牆上的過渡件。為構成針對實驗過程中被試車體的保護，可在端牆橫梁和端牆加載橫梁的兩側，固定連接有兩組縱向拉杆，縱向拉杆的底部由數個支撐立柱進行支撐；端牆橫梁、端牆加載橫梁、縱向拉杆和支撐立柱構成了限位固定被試車體的矩形框架。為適應不同規格型號車體、以及針對車體端牆的不同部位施加載荷的實驗要求，所述的支撐立柱與縱向拉杆之間，通過可調節高度的安裝座進行連接。另外，所述的支架為上下兩段套管式可調高度的結構。基於本發明的設計構思和上述加載裝置的使用，還可實現下述內容的車體強度試驗臺端牆加載方法的改進:端牆橫梁通過第二傳遞裝置、端牆加載橫梁通過第一傳遞裝置相對地夾持固定被試車體的端牆；通過加載油缸、第一傳遞裝置，從被試車體的端牆一側施加縱向壓縮載荷；在加載油缸與第一傳遞裝置之間連接一壓力傳感器，壓力傳感器與試驗臺控制單元連接，壓力傳感器11測量加載油缸8所施加的載荷值。其中，在加載油缸8所施加的載荷達到設定值時，由試驗臺控制單兀控制油路系統的壓力，加載油缸8施加的載荷保持不變。設置在端牆加載橫梁內側端的導向柱，向加載油缸提供施加載荷過程中的動作導向。在第一傳遞裝置、第二傳遞裝置的內側端，通過小橫梁和數個加載座，加載油缸施加的載荷均衡地分布於被試車體的端牆。固定連接於端牆橫梁和端牆加載橫梁兩側的縱向拉杆、支撐立柱構成了限位固定被試車體的矩形框架。支撐立柱與縱向拉杆之間，通過安裝座進行垂向高度的調節。支架為上下兩段套管式可調高度的結構，支架與端牆橫梁、端牆加載橫梁、以及橫梁安裝座之間均採用可拆卸的連接方式。綜上內容，本發明車體強度試驗臺端牆加載裝置及其方法具有以下優點:1、對被試車體兩側端牆同時施加縱向壓縮載荷，能夠準確地模擬出最接近於實際使用工況的靜強度試驗條件。2、兩側同時加載的壓縮載荷均衡分布於兩側端牆，可提高端牆靜強度試驗結果的準確性。3、能夠適應於不同規格型號的車體實驗，加載裝置的調整較為靈活、效率較高。
4、可針對車體端牆的不同部位施加載荷，操作簡單方便。


現結合以下附圖對本發明做進一步地說明。圖1是所述車體強度試驗臺端牆加載裝置的示意圖；圖2是圖1的A向結構示意圖；圖3是垂向高度調整後的加載裝置的示意圖；如圖1至圖3所示，端牆橫梁1，端牆加載橫梁2，縱向拉杆3，支撐立柱4，被試車體5，支架6，橫梁安裝座7，加載油缸8，第一傳遞裝置9，第二傳遞裝置10，壓力傳感器11，安裝座12，小橫梁13，加載座14，過渡件15，導向柱16，螺栓17，地腳螺栓18，地面滑道19。
具體實施例方式實施例1，如圖1和圖2所示，所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置主要包括有，端牆橫梁1、端牆加載橫梁2、縱向拉杆3、支撐立柱4、支架6、橫梁安裝座7、加載油缸8、第一傳遞裝置9、第二傳遞裝置10。其中，由端牆橫梁1、端牆加載橫梁2、縱向拉杆3及支撐立柱4組成矩形框架，被試車體5置於該矩形框架內。端牆橫梁I和端牆加載橫梁2位於被試車體5靠近端牆的兩偵牝縱向拉杆3為兩根，縱向拉杆3的兩端分別與端牆橫梁I和端牆加載橫梁2通過螺栓17固定連接，每根縱向拉杆3上固定連接有多根支撐立柱4，本實施例中，每根縱向拉杆3上固定連接有3根支撐立柱4，支撐立柱4對縱向拉杆3起支撐的作用，支撐立柱4的底部通過地腳螺栓18固定於地面滑道19上。端牆橫梁I通過支架6固定於橫梁安裝座7上，另一側，端牆加載橫梁2通過支架6也固定於橫梁安裝座7上，支架6在每一側邊上設置有兩個，以保證支撐強度。在端牆加載橫梁2內設置有加載油缸8，通過加載油缸8對被試車體5的端牆施加縱向壓縮載荷，為保證被試車體5受力均勻，加載油缸8採用為兩個。加載油缸8由該車體強度試驗臺油泵站提供油源，由控制閥控制加載油缸8的動作。加載油缸8的前端固定連接第一傳遞裝置9，第一傳遞裝置9由小橫梁13及多個加載座14組成，加載油缸8的前端通過螺栓固定連接在小橫梁13上。在端牆加載橫梁2的外部固定有用於加載油缸8動作導向的導向柱16,導向柱16 —端固定於端牆加載橫梁2上，另一端固定於小橫梁13上。為保證被試車體5受力均勻,本實施例中米用6個加載座14,加載座14的一端與小橫梁13通過螺栓固定連接，加載座14的另一端與被試車體5的端牆接觸。如果將加載座14直接與被試車體5的端牆接觸，將載荷直接施加到端牆上，會造成端牆的損壞，所以，本實施例中，優選在加載座14的端部與被試車體5的端牆之間設置一個過渡件15,加載座14通過過渡件15將載荷傳遞給被試車體5的端牆上。為避免損傷車體端牆,過渡件15優選採用木質板材，並通過膠帶或膠直接粘貼於被試車體5的端牆上，過渡件15的厚度優選為 50mm-10mnin另一側，端牆橫梁I固定連接第二傳遞裝置10，第二傳遞裝置10的結構如上所述，第二傳遞裝置10也同樣包括小橫梁13和6個加載座14，小橫梁13通過螺栓固定在端牆橫梁I上，加載座14的一端與小橫梁13通過螺栓固定連接，加載座14的另一端與過渡件15接觸，加載座14通過過渡件15將載荷傳遞給被試車體5的端牆上，過渡件15優選採用木質板材，並通過膠帶或膠直接粘貼於被試車體5的端牆上，過渡件15的厚度優選為50mm-10mmo在進行端牆加載試驗時，該裝置可以實現對被試車體5兩側端牆的相同部位同時施加縱向壓縮載荷，進而可以更好地了解車體的性能，對提高車輛的質量提供更好的保障。加載油缸8前端還設置有一壓力傳感器11，壓力傳感器11用於測量加載油缸8所施加載荷的大小，壓力傳感器11的另一端固定連接於第一傳遞裝置9中的小橫梁13上。壓力傳感器11與該車體強度試驗臺的控制單元連接，用於實施監控、測量所施加的載荷值，在達到所需壓力載荷值時，車體強度試驗臺的油路系統可保壓，同時採集所需試驗數據，在進行強度試驗時，試驗臺上的應變測量系統可以測量端牆各部件的應變值。為了能夠方便調節端牆橫梁I和端牆加載橫梁2的高度，以實現對被試車體5端牆高度方向上的不同部位的強度測試，兩側的支架6均採用可方便調節高度的結構。支架6可以採用兩種結構形式，一是如圖1所示的結構，支架6的頂端與端牆加載橫梁2和端牆橫梁I之間採用可拆卸的結構，如支架6的頂端與端牆加載橫梁2和端牆橫梁I之間採用螺栓固定連接的結構，支架6的底端與橫梁安裝座7之間採用可插接的結構，當需要調節端牆加載橫梁2和端牆橫梁I的高度時，只需要更換相應長度的支架6即可；二是可以採用上下兩段套管式的可調高度結構，調整到所需高度時，通過螺栓或插銷固定。為了方便調節縱向拉杆3的高度，支撐立柱4與縱向拉杆3之間通過可調節高度的安裝座12固定連接。如圖3所示，即為調整支架6高度及縱向拉杆3高度後的結構。基於上述加載裝置，所述車體強度試驗臺端牆加載裝置的加載方法如下:端牆橫梁I通過第二傳遞裝置10、端牆加載橫梁2通過第一傳遞裝置9相對地夾持固定被試車體5的端牆；通過加載油缸8、第一傳遞裝置9,從被試車體5的端牆一側施加縱向壓縮載荷；在加載油缸8與第一傳遞裝置9之間連接一壓力傳感器11，壓力傳感器11與試驗臺控制單元連接，壓力傳感器11測量加載油缸8所施加的載荷值。在加載油缸8所施加的載荷達到設定值時，由試驗臺控制單元控制油路系統的壓力，加載油缸8施加的載荷保持不變。其中，設置在端牆加載橫梁2內側端的導向柱16，向加載油缸8提供施加載荷過程中的動作導向。在第一傳遞裝置9、第二傳遞裝置10的內側端，通過小橫梁13和數個加載座14，加載油缸8施加的載荷均衡地分布於被試車體5的端牆。固定連接於端牆橫梁I和端牆加載橫梁2兩側的縱向拉杆3、支撐立柱4構成了限位固定被試車體5的矩形框架。支撐立柱4與縱向拉杆3之間，通過安裝座12進行垂向高度的調節。支架6為上下兩段套管式可調高度的結構，支架6與端牆橫梁1、端牆加載橫梁2、以及橫梁安裝座7之間均採用可拆卸的連接方式。如上所述，結合附圖和實施例所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據上述技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍。
權利要求
1.一種車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:包括有分別通過垂向的支架(6)和橫梁安裝座(7)進行安裝的端牆橫梁(I)、端牆加載橫梁(2); 端牆橫梁(I)通過第二傳遞裝置(10)、端牆加載橫梁(2)通過第一傳遞裝置(9)相對地夾持固定被試車體(5)的端牆； 在端牆加載橫梁(2)上設置有加載油缸(8)，加載油缸(8)的前端固定連接第一傳遞裝置(9)； 端牆橫梁(I)與第二傳遞裝置(10)進行固定連接。
2.根據權利要求1所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:在所述加載油缸(8)的前端設置一壓力傳 感器(11)，壓力傳感器(11)的另一端固定連接於第一傳遞裝置(9),壓力傳感器(11)與試驗臺控制單元連接。
3.根據權利要求2所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:在端牆加載橫梁(2)的內側端，連接有用於向加載油缸(8)提供動作導向的導向柱(16)。
4.根據權利要求3所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:所述的第一傳遞裝置(9)、第二傳遞裝置(10)的內側端，均具有小橫梁(13)和數個加載座(14)； 加載座(14)的一端與小橫梁(13)固定連接，其另一端擠壓於被試車體(5)的端牆。
5.根據權利要求4所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:在所述加載座(14)與被試車體(5)的端牆之間，設置有粘附於被試車體(5)的端牆上的過渡件(15)。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:在端牆橫梁(I)和端牆加載橫梁(2)的兩側，固定連接有兩組縱向拉杆(3)，縱向拉杆(3)的底部由數個支撐立柱(4)進行支撐； 端牆橫梁(I)、端牆加載橫梁(2)、縱向拉杆(3)和支撐立柱(4)構成了限位固定被試車體(5)的矩形框架。
7.根據權利要求6所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:所述的支撐立柱(4)與縱向拉杆(3)之間，通過可調節高度的安裝座(12)進行連接。
8.根據權利要求7所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:所述的支架(6)為上下兩段套管式可調高度的結構。
9.一種如權利要求1至8所述車體強度試驗臺端牆加載裝置的加載方法，其特徵在於:端牆橫梁(1)通過第二傳遞裝置(10)、端牆加載橫梁(2)通過第一傳遞裝置(9)相對地夾持固定被試車體(5)的端牆； 通過加載油缸(8)、第一傳遞裝置(9)，從被試車體(5)的端牆一側施加縱向壓縮載荷； 在加載油缸(8)與第一傳遞裝置(9)之間連接一壓力傳感器(11)，壓力傳感器(11)與試驗臺控制單元連接，壓力傳感器11測量加載油缸8所施加的載荷值。
10.根據權利要求9所述的車體強度試驗臺端牆加載方法，其特徵在於:在加載油缸8所施加的載荷達到設定值時，由試驗臺控制單元控制油路系統的壓力，加載油缸8施加的載荷保持不變。
11.根據權利要求10所述的車體強度試驗臺端牆加載方法，其特徵在於:設置在端牆加載橫梁⑵內側端的導向柱(16)，向加載油缸⑶提供施加載荷過程中的動作導向。
12.根據權利要求11所述的車體強度試驗臺端牆加載方法，其特徵在於:在第一傳遞裝置(9)、第二傳遞裝置(10)的內側端，通過小橫梁(13)和數個加載座(14)，加載油缸(8)施加的載荷均衡地分布於被試車體(5)的端牆。
13.根據權利要求12所述的車體強度試驗臺端牆加載方法，其特徵在於:固定連接於端牆橫梁(I)和端牆加載橫梁(2)兩側的縱向拉杆(3)、支撐立柱(4)構成了限位固定被試車體(5)的矩形框架。
14.根據權利要求13所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:支撐立柱(4)與縱向拉杆(3)之間，通過安裝座(12)進行垂向高度的調節。
15.根據權利要求14所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置，其特徵在於:支架(6)為上下兩段套管式可調高度的結構， 支架(6)與端牆橫梁(1)、端牆加載橫梁(2)、以及橫梁安裝座(7)之間均採用可拆卸的連接方式。
全文摘要
本發明所述的車體強度試驗臺端牆加載裝置及其方法，採取對被試車體兩側端牆同時施加縱向壓縮載荷，以期準確地模擬出最接近於實際使用工況的靜強度試驗條件。車體強度試驗臺端牆加載裝置包括有分別通過垂向的支架和橫梁安裝座進行安裝的端牆橫梁、端牆加載橫梁；端牆橫梁通過第二傳遞裝置、端牆加載橫梁通過第一傳遞裝置相對地夾持固定被試車體的端牆；在端牆加載橫梁上設置有加載油缸，加載油缸的前端固定連接第一傳遞裝置；端牆橫梁與第二傳遞裝置進行固定連接。在所述加載油缸的前端設置一壓力傳感器，壓力傳感器的另一端固定連接於第一傳遞裝置，壓力傳感器與試驗臺控制單元連接。
文檔編號G01M17/08GK103105303SQ201110351568
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者張洪, 梁建英, 崔洪舉, 王偉華, 王萬靜, 張志強, 張培勝 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司