[发明专利]多目标比例车体振动特性综合试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速列车车体结构动态特性测试装置，具体地说涉及一种多目标比例车体振动特性综合试验台。

背景技术

随着高速铁路运输的迅猛发展，车体结构轻量化设计要求非常高，已经成为高速列车发展所面临的关键科学问题之一。但是结构轻量化必然会导致结构强度和刚度下降，如何进行结构轻量化设计的同时，保证结构的安全性和耐久性是非常重要的。轻量化车体结构设计过程中，不仅需要考虑不同的结构材料特性，而且还需考虑结构截面形式、尺寸变化所导致的结构刚度、阻尼特性的变化规律以及利用载荷识别、损伤识别、灵敏度分析等技术研究车体结构的动态特性。

然而，1:1车体的振动试验费用非常昂贵，并且对不同截面尺寸以及不同重量、不同材质和不同结构强度和刚度设计的参数敏感度难以全面清晰地进行研究。因此，国外高速列车车体的研制过程中，都十分重视如何利用比例车体进行结构振动特性研究。

目前，国外比例车体振动试验台多集中在地铁车辆上，结构设计简单，试验方式单调，且不能全面有效地研究结构轻量化和尺寸优化所带来的结构强度和刚度的等效性问题，比例也基本固定在1:10。国内尚没有看到比例车体振动特性测试台的相关文献。

发明内容

针对上述现有国外比例车体结构振动测试技术，本发明目的在于提供一种新型高效的高速列车比例车体振动试验台，对比例车体结构的等效性、动态特性、几何结构振动传递行为及规律性进行系统研究，为高速列车车辆的研制开发提供实验依据。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

 多目标比例车体振动特性综合试验台，其特征在于，包括比例车体、计算机、数据采集器和实验台底架；实验台底架上安装有激振器安装座、激振器和用于悬挂所述比例车体的支撑装置，该比例车体上安装有采集激励和响应信号的传感器。

所述支撑装置为安装在实验台底架两端便于调整比例车体高度的带有隔振板的端部吊架，该比例车体通过弹簧悬挂在端部吊架上

所述支撑装置为带有隔振板的可移动的中间吊架；所述比例车体经带有隔振板的中间吊架实现底部支撑、顶部吊挂安装不同的悬挂方式试验；

所述数据采集器经传感器采集信号后，传至计算机分析处理。

该比例车体的材质为动车组采用的T6型铝合金材料。

所述实验台底架包括表面铺设的用于隔振的隔振材料，最优为大理石。

所述实验台底架为框架结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：

一、可以克服线路实验中比例车体昂贵的试验成本，可以实现不同轨道车辆的比例车体结构强度和刚度等效性研究，实现车体结构截面尺寸的参数优化分析。

二、比例试验台可以对1:6、1:8、1:10等车体进行结构振动性、强度和刚度等效性、结构载荷识别技术、参数灵敏度等进行详细研究。

三、比例车体采用铝合金，重量在40~50KG,长宽高尺寸约在4×1.2×2米左右，试验台架结构规模小，可以极大地降低结构模态试验和参数识别的成本。

附图说明

图1是本发明的总体示意图；

图2是比例车体结构示意图；

附图标记：1为比例铝合金车体、2为端部吊架、3为中间吊架、4为弹簧；5为激振器、6为力元传感器、7为应力应变片、8为实验台底架、9为大理石隔振板、10为木托架。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。

多目标比例车体振动特性综合试验台，包括比例车体、计算机、数据采集器和实验台底架；实验台底架上安装有激振器安装座和激振器以及便于调整比例车体高度的端部吊架2和可纵向移动的中间吊架3；所述比例车体通过实验台底架两端的端部吊架2实现弹簧悬挂或通过可移动的中间吊架3实现底部支撑、顶部吊挂安装；该比例车体还设置有采集激励和响应信号的传感器，所述传感器包括位移、力元和加速度传感器等，采集到的是时间历程信号，传至计算机分析处理最终得到车体的模态频率、振型和阻尼。该比例车体的材质为动车组采用的T6型铝合金材料。所述实验台底架表面设有大理石隔振板9进行隔振，实验台底架整体放置在木托架上。

本发明的工作原理及过程：激振器打开后，为比例车体提供激振力，比例车体在激振力的作用下开始振动。比例车体上安装的传感器采集到比例车体振动参数和激振源参数都经数据采集器采集后传至计算机分析处理，得到比例车体振动特征。

实施例1