專利名稱：車體強度試驗臺端墻加載裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于軌道車輛的車體強度試驗臺端墻加載裝置，屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對于構(gòu)成車體主要部件的端墻提出了更高的設(shè)計和使用要求。為更好地了解車輛的各種性能指標(biāo)，保證所提供車輛結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量，需對車體進行接近于實際使用工況的強度試驗，而以往的車體端墻試驗僅能對一端進行加載，另一端端墻沒有施加載荷，如采用通過頂棒作用于車鉤安裝座。此類車端加載實驗方式，并不能滿足對車體兩端墻同時施加載荷的模擬狀態(tài)，因而研制一種能夠同時對被試車體兩端端墻施加壓力的裝置，對提高車輛的安全性能具有重要的意義。有鑒于此，特提出本專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置及其方法，其目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而采取對被試車體兩側(cè)端墻同時施加縱向壓縮載荷的加載裝置，以期準(zhǔn)確地模擬出最接近于實際使用工況的靜強度試驗條件。另一發(fā)明目的在于，兩側(cè)同時加載的壓縮載荷均衡分布于兩側(cè)端墻，以顯著地提高端墻靜強度試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。發(fā)明目的還在于，整體加載裝置能夠適應(yīng)于不同規(guī)格型號的車體，也可針對車體端墻的不同部位施加載荷，操作簡單方便，具有較為靈活地調(diào)整手段。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的車體強度試驗臺端墻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墻橫梁、端墻加載橫梁；端墻橫梁通過第二傳遞裝置、端墻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墻；在端墻加載橫梁上設(shè)置有加載油缸，加載油缸的前端固定連接第一傳遞裝置；端墻橫梁與第二傳遞裝置進行固定連接。如上述基本方案，端墻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(cè)端墻施加壓縮載荷，載荷力通過第二傳遞裝置、端墻橫梁依次地傳遞至第一傳遞裝置、端墻橫梁。由于反向力的存在，端墻橫梁與第二傳遞裝置向被試車體另一側(cè)端墻施加方向相反、力值相同的載荷，從而在進行端墻加載試驗時，上述加載裝置可對被試車體的兩側(cè)端墻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(chǔ)。為進一步地提高載荷傳遞過程中，針對載荷力值的監(jiān)控與測量精度，可采取如下改進措施，即在所述加載油缸的前端設(shè)置一壓力傳感器，壓力傳感器的另一端固定連接于第一傳遞裝置，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墻表面的垂直性，可在端墻加載橫梁的內(nèi)側(cè)端，連接有用于向加載油缸提供動作導(dǎo)向的導(dǎo)向柱。為提高載荷力在端墻表面分布的均衡性，所述的第一傳遞裝置、第二傳遞裝置的內(nèi)側(cè)端，均具有小橫梁和數(shù)個加載座；加載座的一端與小橫梁固定連接，其另一端擠壓于被試車體的端墻。為保證與被試車體的端墻接觸時，所施加的載荷不會造成端墻表面結(jié)構(gòu)的損壞，可在所述加載座與被試車體的端墻之間，設(shè)置有粘附于被試車體的端墻上的過渡件。為構(gòu)成針對實驗過程中被試車體的保護，可在端墻橫梁和端墻加載橫梁的兩側(cè)，固定連接有兩組縱向拉桿，縱向拉桿的底部由數(shù)個支撐立柱進行支撐；端墻橫梁、端墻加載橫梁、縱向拉桿和支撐立柱構(gòu)成了限位固定被試車體的矩形框架。為適應(yīng)不同規(guī)格型號車體、以及針對車體端墻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桿之間，通過可調(diào)節(jié)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(diào)高度的結(jié)構(gòu)。基于本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思和上述加載裝置的使用，還可實現(xiàn)下述內(nèi)容的車體強度試驗臺端墻加載方法的改進:端墻橫梁通過第二傳遞裝置、端墻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墻；通過加載油缸、第一傳遞裝置，從被試車體的端墻一側(cè)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(shè)定值時，由試驗臺控制單?？刂朴吐废到y(tǒng)的壓力，加載油缸8施加的載荷保持不變。設(shè)置在端墻加載橫梁內(nèi)側(cè)端的導(dǎo)向柱，向加載油缸提供施加載荷過程中的動作導(dǎo)向。在第一傳遞裝置、第二傳遞裝置的內(nèi)側(cè)端，通過小橫梁和數(shù)個加載座，加載油缸施加的載荷均衡地分布于被試車體的端墻。固定連接于端墻橫梁和端墻加載橫梁兩側(cè)的縱向拉桿、支撐立柱構(gòu)成了限位固定被試車體的矩形框架。支撐立柱與縱向拉桿之間，通過安裝座進行垂向高度的調(diào)節(jié)。支架為上下兩段套管式可調(diào)高度的結(jié)構(gòu)，支架與端墻橫梁、端墻加載橫梁、以及橫梁安裝座之間均采用可拆卸的連接方式。綜上內(nèi)容，本發(fā)明車體強度試驗臺端墻加載裝置及其方法具有以下優(yōu)點:1、對被試車體兩側(cè)端墻同時施加縱向壓縮載荷，能夠準(zhǔn)確地模擬出最接近于實際使用工況的靜強度試驗條件。2、兩側(cè)同時加載的壓縮載荷均衡分布于兩側(cè)端墻，可提高端墻靜強度試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。3、能夠適應(yīng)于不同規(guī)格型號的車體實驗，加載裝置的調(diào)整較為靈活、效率較高。
4、可針對車體端墻的不同部位施加載荷，操作簡單方便。


現(xiàn)結(jié)合以下附圖對本發(fā)明做進一步地說明。圖1是所述車體強度試驗臺端墻加載裝置的示意圖；圖2是圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是垂向高度調(diào)整后的加載裝置的示意圖；如圖1至圖3所示，端墻橫梁1，端墻加載橫梁2，縱向拉桿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(dǎo)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墻加載裝置主要包括有，端墻橫梁1、端墻加載橫梁2、縱向拉桿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，由端墻橫梁1、端墻加載橫梁2、縱向拉桿3及支撐立柱4組成矩形框架，被試車體5置于該矩形框架內(nèi)。端墻橫梁I和端墻加載橫梁2位于被試車體5靠近端墻的兩偵牝縱向拉桿3為兩根，縱向拉桿3的兩端分別與端墻橫梁I和端墻加載橫梁2通過螺栓17固定連接，每根縱向拉桿3上固定連接有多根支撐立柱4，本實施例中，每根縱向拉桿3上固定連接有3根支撐立柱4，支撐立柱4對縱向拉桿3起支撐的作用，支撐立柱4的底部通過地腳螺栓18固定于地面滑道19上。端墻橫梁I通過支架6固定于橫梁安裝座7上，另一側(cè)，端墻加載橫梁2通過支架6也固定于橫梁安裝座7上，支架6在每一側(cè)邊上設(shè)置有兩個，以保證支撐強度。在端墻加載橫梁2內(nèi)設(shè)置有加載油缸8，通過加載油缸8對被試車體5的端墻施加縱向壓縮載荷，為保證被試車體5受力均勻，加載油缸8采用為兩個。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。在端墻加載橫梁2的外部固定有用于加載油缸8動作導(dǎo)向的導(dǎo)向柱16,導(dǎo)向柱16 —端固定于端墻加載橫梁2上，另一端固定于小橫梁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的端墻接觸。如果將加載座14直接與被試車體5的端墻接觸，將載荷直接施加到端墻上，會造成端墻的損壞，所以，本實施例中，優(yōu)選在加載座14的端部與被試車體5的端墻之間設(shè)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的端墻上。為避免損傷車體端墻,過渡件15優(yōu)選采用木質(zhì)板材，并通過膠帶或膠直接粘貼于被試車體5的端墻上，過渡件15的厚度優(yōu)選為 50mm-10mnin另一側(cè)，端墻橫梁I固定連接第二傳遞裝置10，第二傳遞裝置10的結(jié)構(gòu)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通過螺栓固定在端墻橫梁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的端墻上，過渡件15優(yōu)選采用木質(zhì)板材，并通過膠帶或膠直接粘貼于被試車體5的端墻上，過渡件15的厚度優(yōu)選為50mm-10mmo在進行端墻加載試驗時，該裝置可以實現(xiàn)對被試車體5兩側(cè)端墻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(zhì)量提供更好的保障。加載油缸8前端還設(shè)置有一壓力傳感器11，壓力傳感器11用于測量加載油缸8所施加載荷的大小，壓力傳感器11的另一端固定連接于第一傳遞裝置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，用于實施監(jiān)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(tǒng)可保壓，同時采集所需試驗數(shù)據(jù)，在進行強度試驗時，試驗臺上的應(yīng)變測量系統(tǒng)可以測量端墻各部件的應(yīng)變值。為了能夠方便調(diào)節(jié)端墻橫梁I和端墻加載橫梁2的高度，以實現(xiàn)對被試車體5端墻高度方向上的不同部位的強度測試，兩側(cè)的支架6均采用可方便調(diào)節(jié)高度的結(jié)構(gòu)。支架6可以采用兩種結(jié)構(gòu)形式，一是如圖1所示的結(jié)構(gòu)，支架6的頂端與端墻加載橫梁2和端墻橫梁I之間采用可拆卸的結(jié)構(gòu)，如支架6的頂端與端墻加載橫梁2和端墻橫梁I之間采用螺栓固定連接的結(jié)構(gòu)，支架6的底端與橫梁安裝座7之間采用可插接的結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要調(diào)節(jié)端墻加載橫梁2和端墻橫梁I的高度時，只需要更換相應(yīng)長度的支架6即可；二是可以采用上下兩段套管式的可調(diào)高度結(jié)構(gòu)，調(diào)整到所需高度時，通過螺栓或插銷固定。為了方便調(diào)節(jié)縱向拉桿3的高度，支撐立柱4與縱向拉桿3之間通過可調(diào)節(jié)高度的安裝座12固定連接。如圖3所示，即為調(diào)整支架6高度及縱向拉桿3高度后的結(jié)構(gòu)。基于上述加載裝置，所述車體強度試驗臺端墻加載裝置的加載方法如下:端墻橫梁I通過第二傳遞裝置10、端墻加載橫梁2通過第一傳遞裝置9相對地夾持固定被試車體5的端墻；通過加載油缸8、第一傳遞裝置9,從被試車體5的端墻一側(cè)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(shè)定值時，由試驗臺控制單元控制油路系統(tǒng)的壓力，加載油缸8施加的載荷保持不變。其中，設(shè)置在端墻加載橫梁2內(nèi)側(cè)端的導(dǎo)向柱16，向加載油缸8提供施加載荷過程中的動作導(dǎo)向。在第一傳遞裝置9、第二傳遞裝置10的內(nèi)側(cè)端，通過小橫梁13和數(shù)個加載座14，加載油缸8施加的載荷均衡地分布于被試車體5的端墻。固定連接于端墻橫梁I和端墻加載橫梁2兩側(cè)的縱向拉桿3、支撐立柱4構(gòu)成了限位固定被試車體5的矩形框架。支撐立柱4與縱向拉桿3之間，通過安裝座12進行垂向高度的調(diào)節(jié)。支架6為上下兩段套管式可調(diào)高度的結(jié)構(gòu)，支架6與端墻橫梁1、端墻加載橫梁2、以及橫梁安裝座7之間均采用可拆卸的連接方式。如上所述，結(jié)合附圖和實施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)上述技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:包括有分別通過垂向的支架(6)和橫梁安裝座(7)進行安裝的端墻橫梁(I)、端墻加載橫梁(2); 端墻橫梁(I)通過第二傳遞裝置(10)、端墻加載橫梁(2)通過第一傳遞裝置(9)相對地夾持固定被試車體(5)的端墻； 在端墻加載橫梁(2)上設(shè)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)； 端墻橫梁(I)與第二傳遞裝置(10)進行固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:在所述加載油缸(8)的前端設(shè)置一壓力傳 感器(11)，壓力傳感器(11)的另一端固定連接于第一傳遞裝置(9),壓力傳感器(11)與試驗臺控制單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:在端墻加載橫梁(2)的內(nèi)側(cè)端，連接有用于向加載油缸(8)提供動作導(dǎo)向的導(dǎo)向柱(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:所述的第一傳遞裝置(9)、第二傳遞裝置(10)的內(nèi)側(cè)端，均具有小橫梁(13)和數(shù)個加載座(14)； 加載座(14)的一端與小橫梁(13)固定連接，其另一端擠壓于被試車體(5)的端墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:在所述加載座(14)與被試車體(5)的端墻之間，設(shè)置有粘附于被試車體(5)的端墻上的過渡件(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:在端墻橫梁(I)和端墻加載橫梁(2)的兩側(cè)，固定連接有兩組縱向拉桿(3)，縱向拉桿(3)的底部由數(shù)個支撐立柱(4)進行支撐； 端墻橫梁(I)、端墻加載橫梁(2)、縱向拉桿(3)和支撐立柱(4)構(gòu)成了限位固定被試車體(5)的矩形框架。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:所述的支撐立柱(4)與縱向拉桿(3)之間，通過可調(diào)節(jié)高度的安裝座(12)進行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:所述的支架(6)為上下兩段套管式可調(diào)高度的結(jié)構(gòu)。
9.一種如權(quán)利要求1至8所述車體強度試驗臺端墻加載裝置的加載方法，其特征在于:端墻橫梁(1)通過第二傳遞裝置(10)、端墻加載橫梁(2)通過第一傳遞裝置(9)相對地夾持固定被試車體(5)的端墻； 通過加載油缸(8)、第一傳遞裝置(9)，從被試車體(5)的端墻一側(cè)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(jù)權(quán)利要求9所述的車體強度試驗臺端墻加載方法，其特征在于:在加載油缸8所施加的載荷達到設(shè)定值時，由試驗臺控制單元控制油路系統(tǒng)的壓力，加載油缸8施加的載荷保持不變。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車體強度試驗臺端墻加載方法，其特征在于:設(shè)置在端墻加載橫梁⑵內(nèi)側(cè)端的導(dǎo)向柱(16)，向加載油缸⑶提供施加載荷過程中的動作導(dǎo)向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車體強度試驗臺端墻加載方法，其特征在于:在第一傳遞裝置(9)、第二傳遞裝置(10)的內(nèi)側(cè)端，通過小橫梁(13)和數(shù)個加載座(14)，加載油缸(8)施加的載荷均衡地分布于被試車體(5)的端墻。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車體強度試驗臺端墻加載方法，其特征在于:固定連接于端墻橫梁(I)和端墻加載橫梁(2)兩側(cè)的縱向拉桿(3)、支撐立柱(4)構(gòu)成了限位固定被試車體(5)的矩形框架。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:支撐立柱(4)與縱向拉桿(3)之間，通過安裝座(12)進行垂向高度的調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置，其特征在于:支架(6)為上下兩段套管式可調(diào)高度的結(jié)構(gòu)， 支架(6)與端墻橫梁(1)、端墻加載橫梁(2)、以及橫梁安裝座(7)之間均采用可拆卸的連接方式。
全文摘要
本發(fā)明所述的車體強度試驗臺端墻加載裝置及其方法，采取對被試車體兩側(cè)端墻同時施加縱向壓縮載荷，以期準(zhǔn)確地模擬出最接近于實際使用工況的靜強度試驗條件。車體強度試驗臺端墻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墻橫梁、端墻加載橫梁；端墻橫梁通過第二傳遞裝置、端墻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墻；在端墻加載橫梁上設(shè)置有加載油缸，加載油缸的前端固定連接第一傳遞裝置；端墻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(shè)置一壓力傳感器，壓力傳感器的另一端固定連接于第一傳遞裝置，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(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)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