[实用新型]车体强度疲劳及气密疲劳试验设备

说明书

技术领域

本实用新型是涉及铁路机车车辆车体主体结构疲劳强度以及气密性载荷疲劳的试验台。

背景技术

铁路运输向高速重载的发展，使列车运行的振动加剧，各部件的服役环境恶化，暴露在转向架、轮轴和车体等的结构强度问题逐渐增多，特别是在高速列车所要求的结构轻量化后，结构强度问题将更加突出。

并且，随着铁道车辆高速化，铁道车辆特别是动车组车辆在会车时或者在隧道中运行时，均会引起车外较大的空气压力波动。当列车在线路上频繁会车或者通过隧道会对列车形成交替的气密性压力载荷。一般而言，车辆通过隧道所产生的压力波动比明线上两列车交会所产生的压力波要大。为了考察车体气密载荷车体疲劳强度，建立车体气密疲劳试验台也是非常必要的。

现有的车体主体结构强度疲劳通过纵向加载装置、垂向加载装置可对车体进行强度试验；但由于试验台的底座直接固定在大地上，试验时产生的高频振动将对附近建筑有破坏性作用，并对附近居民的生活产生严重干扰和影响。

而现有的气密试验台，是建立一个能进行增减压的密封的长大圆筒，底部设有专用导轨，借助工艺转向架，将被试车体送入长大圆筒内，对车体钢结构外部进行增压减压试验。但是由于长大圆筒体积的限制以及加压装置功率的限制，仅能对仅为实际车体1/3长度的特制的试验车体进行试验。

同样，受长大圆筒体积的限制气密疲劳试验台无法安装强度加载装置。因此。目前强度疲劳试验和气密疲劳试验无法在同一个试验台上完成。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车体强度疲劳及气密疲劳试验设备，该试验设备既能进行强度疲劳试验又能完成全尺寸车体气密疲劳试验，试验成本低，试验效率高，试验结果更真实可靠；能适用各种长短及轨距的车辆；并且试验时对周围环境影响很小。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是，一种车体强度疲劳及气密疲劳试验设备，包括试验用火车的车体、车体一端的纵向加载装置、与车体内地板相连的垂向加载装置、安装在车体下方的多个激振装置，与纵向加载装置、垂向加载装置、激振装置相连的液压系统，其特征在于：所述的激振装置为六自由度激振装置，所述的六自由度激振装置、纵向加载装置、垂向加载装置均通过隔振装置安装于地坑中，所述的车体与气密装置相连；其中：

所述的隔振装置的具体构成是：矩形盆状的底座内底部通过T型导轨与六自由度激振装置的底板相连，底座的侧沿的上表面固定有纵向加载装置及垂向加载装置；底座的侧沿与地坑壁之间设有缓冲橡胶堆，底座的侧沿的下表面通过空气弹簧与地坑的台阶相连；

所述的气密装置的具体构成是：车体的通气孔依次经压力气管、高低压储气罐与压缩机相连。

本实用新型的工作过程和原理是：

车体的疲劳性能试验：

液压系统驱动垂向加载装置向车体施加向下的垂向载荷，纵向加载装置向车体施加纵向载荷，还可以通过六自由度激振装置向车体施加向上的垂向载荷，通过液压作动器进行循环力的周期长时间加载，并对车体的载荷及变形进行连续测试、记录，从而完成车体的疲劳性能试验。

由于垂向加载装置是固定于底座的侧沿上表面、而车体是通过六自由度加载装置固定于底座的底部上，因此垂向加载装置和底座及底座上的车体构成封闭的受力系统，而底座又是通过空气弹簧垂向固定于地坑台阶上，因此垂向加载时的载荷作为内力不会传递到底座以外的地坑及地表；载荷不均匀时产生的晃动也可被空气弹簧吸收。而纵向加载时同样由于纵向加载装置是固定于底座的侧沿上表面、而车体是通过六自由度加载装置固定于底座的底部上，因此纵向加载装置和底座及底座上的车体也构成封闭的受力系统；而底座又是通过侧向缓冲器侧向连接于地坑的壁上，因此纵向加载时载荷作为内力也不会传递到底座以外的地坑及地表；载荷不均匀时产生的晃动也可被缓冲橡胶堆吸收。

气密疲劳性能试验：

密封车体，压缩机通过高低压储气罐、压力气管及车体的通气孔向车体充、放气以使车体内部达到设定的气压变化，进行长时间气压变化加载，并对车体内的气体压力及车体变形进行连续测试、记录，即可进行火车车体的气密疲劳性能试验。

车体舒适度试验：

在火车车体内安装人体试验模型，通过火车车体下方的六自由度激振装置可向车体施加六个方向的力，使车体在六个方向上产生运动，通过人体试验模型来连续检测车体舒适度指标，从而完成车体舒适度试验。

由于车体舒适度试验时，激振的载荷较小对地坑及附近的地面影响较小。

以上三种试验过程可以单独进行，也可以任意二个或者三个同时进行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：