[发明专利]铁路I型弹条高频疲劳测试夹具及系统

说明书

一种铁路I型弹条高频疲劳测试夹具及系统。本发明提出了一整套完整的弹条三维模型构建系统，基于该系统构建待测试的弹条的三维模型，并依托有限元力学性能分析获得待测试的弹条下压直至正确安装位置所需的预压力Fn。由此，本发明在进行弹条高频疲劳试验测试时，能够更为真实的模拟测试出弹条实际性能，并且可以加快试验进度，为铁路关键设备的服役性能提供保障。

技术领域

本发明涉及铁路设备测试领域，具体而言涉及一种铁路I型弹条高频疲劳测试夹具及测试系统。

背景技术

近些年我国铁路行业日益壮大，我国高铁运行里程越来越长、行驶速度越越快、重载铁路轴重越来越重，对铁路下部基础的性能要求越来越高。钢轨扣件弹条系统是铁路下部基础非常重要的一个部分，扣件弹条通常使用螺栓将弹条按压在轨距挡板或钢轨上。弹条可以通过其本身的弹性扣压住钢轨，给钢轨提供一定的刚度和阻尼，并提供足够的扣压力。钢轨轨距、高低不平顺、轨向不平顺等都跟扣件扣压力有一定关系。因此，扣件弹条系统的疲劳性能非常重要。

铁路弹条的疲劳性能测试，传统的方式是采用液压疲劳试验机进行16Hz以下频率的加载。但这种低频的疲劳测试并不能够反应现有高铁运行系统中弹条的应力情况。由于现在高铁运行速度更高，其钢轨振动频率也较以前更高，扣件弹条也相应的需要经受更高频率的振动。因此，针对现有铁路系统，进行弹条的高频疲劳的测试更为重要。

国内很多学者在对弹条进行分析和研究时，使用的三维模型均与实际模型出入较大。现有对弹条结构的分析过程中，由于使用各种投影方法进行绘制，使得现有分析所基于的三维模型在应力最为集中的位置，即跟趾处，其三维模型非常不圆滑。模型偏差会对分析结果造成非常大的偏差，其分析结果往往超过材料屈服极限。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能够提高铁路I型弹条高频疲劳测试准确性的铁路I型弹条高频疲劳测试夹具、测试系统及方法。

为实现上述目的，本发明提出一种铁路I型弹条高频疲劳测试夹具，以供上述铁路I型弹条高频疲劳测试方法使用。其包括：底座，其表面设置有底座固定孔，其两宽度侧分别设置有两个侧挡板，其长度侧设置有前挡板；所述底座固定孔用于通过M12螺栓将所述待测试的弹条固定于测试夹具的底座上；前趾垫块，设置于所述底座表面靠近所述前挡板的一侧，所述前趾垫块突出于所述底座表面并与所述前挡板的下部连接，所述前趾垫块的上表面与所述测试的弹条的前趾接触；后趾挡块设置于所述底座表面远离所述前挡板的一侧，所述后趾挡块突出于所述底座表面，所述后趾挡块的上表面与所述测试的弹条的后趾抵接；限位板，为由水平连接部与垂直限位部所构成的“L”形结构，所述限位板包括至少2块分别对所述待测试的弹条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的上表面，所述垂直限位部将所述待测试的弹条的左肢或右肢夹持在其与所述后趾挡块的前侧端面之间。

可选的，上述的铁路I型弹条高频疲劳测试夹具中，所述底座的总宽度为166mm，总长度为135mm；所述侧挡板或所述前挡板的厚度均为10mm，所述前趾垫块的厚度为10mm，所述后趾挡块的厚度为15mm。