[发明专利]铁路I型弹条高频疲劳测试夹具及系统

权利要求书

1.一种铁路I型弹条高频疲劳测试系统，其包括高频疲劳试验机以及测试夹具；其特征在于，

所述测试夹具包括：

底座（1），其表面设置有底座固定孔（2），其两宽度侧分别设置有两个侧挡板（3），其长度侧设置有前挡板（5）；所述底座固定孔（2）用于通过M12螺栓将待测试的弹条（4）固定于测试夹具的底座（1）上；

前趾垫块（1-1），设置于所述底座（1）表面靠近所述前挡板（5）的一侧，所述前趾垫块（1-1）突出于所述底座（1）表面并与所述前挡板（5）的下部连接，所述前趾垫块（1-1）的上表面与所述待测试的弹条的前趾接触；

后趾挡块（1-2）设置于所述底座（1）表面远离所述前挡板（5）的一侧，所述后趾挡块（1-2）突出于所述底座（1）表面，所述后趾挡块（1-2）的上表面与所述待测试的弹条的后趾抵接；

限位板（6），为由水平连接部与垂直限位部所构成的“L”形结构，所述限位板（6）包括至少2块分别对所述待测试的弹条（4）的左肢和右肢进行水平限位；所述水平连接部通过M6螺栓固定于所述后趾挡块（1-2）的上表面，所述垂直限位部将所述待测试的弹条（4）的左肢或右肢夹持在其与所述后趾挡块（1-2）的前侧端面之间；所述弹条（4）用两个所述限位板（6）限制其在水平平面内的移动，所述限位板（6）的安装孔（7）横向中心距84mm，纵向中心距15mm，使用M6螺栓；

所述底座（1）的总宽度为166mm，总长度为135mm；所述侧挡板（3）或所述前挡板（5）的厚度均为10mm，所述前趾垫块（1-1）的厚度为10mm，所述后趾挡块（1-2）的厚度为15mm；

所述测试夹具，通过四个M12螺栓固定有待测试的弹条（4），所述待测试的弹条（4）的根趾处的切线角度为55.5°，所述待测试的弹条（4）的截面的直径为13mm；所述测试夹具被固定于高频疲劳试验机的安装座上；

所述高频疲劳试验机压头设置于所述待测试的弹条（4）中的根趾受力位置以对所述待测试的弹条（4）施加预压力Fn进行疲劳性能测试最终获得所述待测试的弹条（4）的疲劳性能；

测试中，所述预压力的共振频率为100Hz以上；

所述预压力Fn按照如下的步骤获得：

步骤t1，根据待测试的弹条的尺寸参数建立该待测试的弹条的三维模型；

步骤t2，对所述待测试的弹条的三维模型进行六面体8节点单元网格划分；

步骤t3，在所述三维模型中设置所述待测试的弹条的根趾与规矩挡板或垫块完全固定，设置所述待测试的弹条的根趾与规矩挡板之间或待测试的弹条的根趾与垫块之间为金属间接触；其中，所述规矩挡板的厚度与所述测试夹具的后趾挡块（1-2）厚度相同，所述垫块的厚度与所述测试夹具的前趾垫块（1-1）厚度相同；

步骤t4，对所述待测试的弹条的三维模型中的根趾受力位置施加集中力，所述集中力逐渐递增，直至将所述弹条的三维模型下压直至正确安装位置；

步骤t5，对处于正确安装位置的所述弹条的三维模型中的各单元网格进行有限元分析，计算获得此时所述集中力的大小作为所述高频疲劳测试下的预压力Fn。

2.如权利要求1所述的铁路I型弹条高频疲劳测试系统，其特征在于，所述待测试的弹条的根趾受力位置为所述根趾前40mm位置。