CN105784516A - 一种室内模拟车辆荷载振动系统 - Google Patents

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肖东辉
张泽
马巍
候鑫
张莲海
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G—PHYSICS
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    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0005—Repeated or cyclic

Abstract

本发明涉及车辆荷载振动领域，具体说是一种室内模拟车辆荷载振动系统，该系统包括空气锤、空压机、继电器、电磁阀、振动支架、导轨、外环套、内环套、保温试验箱和气管，保温试验箱的箱壁上固定振动支架；振动支架与外环套连接；外环套与内环套套接；内环套与空气锤连接；空气锤与导轨连接；空气锤内设有基板；基板与锤头连接；气管上设有电磁阀；电磁阀与继电器连接；继电器与电源连接。本发明不需要建立复杂的车辆模型，能够模拟车辆运行时由路面不平顺和发动机振动所引起的车辆振动，基于室内模型试验即可完成路基变形和破坏机理研究。本发明可以把车辆荷载简化成简单的空气锤振动，解决了实际车辆振动荷载难测的问题，而且具有操作简单，费用低，易于实现等优点。

Description

一种室内模拟车辆荷载振动系统
技术领域
本发明涉及车辆荷载振动领域，具体说是一种室内模拟车辆荷载振动系统，靠空气锤的往复运动模拟路面车辆荷载振动，适合用于室内模型试验，研究车辆荷载对路基变形和破坏产生机理。
背景技术
车辆对路面的动荷载是由车辆振动引起的，路面不平整和发动机振动是引起车辆振动的主要原因。随着经济的发展，公路运输中高车速、大载重(甚至超载)等现象非常普遍，路面结构的动态破坏现象也比较突出，因此车辆与路面结构动力学的研究正成为一个新的研究热点。车辆荷载作用会导致路基产生过大的累积永久变形或公路的不均匀下沉，影响公路的安全运行。目前，针对路基病害的研究仅仅停留在经验方法上，对其产生机理的模型试验研究还不多，因此，研发一种模拟车辆荷载的振动系统，通过室内模型试验研究车辆荷载作用对路基变形和破坏产生机理，对道路工程建设具有重大意义。
发明内容
基于上述，本发明的目的在于提供一种室内模拟车辆荷载振动系统，通过空气锤的往复运动模拟路面车辆荷载振动，为研究路基病害形成机理提供新的方法和途径。
本发明的目的是通过以下措施来实现：
一种室内模拟车辆荷载振动系统，包括空气锤、空压机、继电器、电磁阀、振动支架、导轨、外环套、内环套、保温试验箱和气管，保温试验箱的箱壁上固定振动支架；振动支架与外环套连接；外环套与内环套套接；内环套与空气锤连接；空气锤与导轨连接；空气锤内设有基板；基板与锤头连接；气管上设有电磁阀；电磁阀与继电器连接；继电器与电源连接。
本发明的优点和产生的有益效果是：
1、本发明不需要建立复杂的车辆模型，能够模拟车辆运行时由路面不平顺和发动机振动所引起的车辆振动，基于室内模型试验即可完成路基变形和破坏机理研究。
2、本实用新简便易操作，可以长时间模拟车辆荷载振动，而且根据车流量的大小可以调节振动频率，更贴近实际道路情况。
3、本实用新结构简单，易于维护，可以同时模拟小货车和大货车的运动轨迹，同时模拟车辆荷载振动效果较好，有较好的推广前景。
4、本发明可以把车辆荷载简化成简单的空气锤振动，解决了实际车辆振动荷载难测的问题，而且具有操作简单，费用低，易于实现等优势，将大型车辆路面系统通过相似比原理，进行缩小，室内即可完成车辆振动荷载监测。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1-空气锤、2-空压机、3-继电器、4-电磁阀、5-振动支架、6-导轨、7-外环
套、8-内环套、9-保温试验箱、10-气管、11-电源、12-基板、13-锤头。
具体实施方式
下面结合附图，通过以下实施例对本发明的技术方案予以进一步说明：
如图1所示，一种室内模拟车辆荷载振动系统，包括空气锤1、空压机2、继电器3、电磁阀4、振动支架5、导轨6、外环套7、内环套8、保温试验箱9和气管10，所述保温试验箱9的箱壁上固定振动支架5；振动支架5与外环套7连接；外环套7与内环套8套接；内环套8与空气锤1连接；空气锤1与导轨6连接；所述空气锤1内设有基板12；基板12与锤头13连接；所述气管10上设有电磁阀4；电磁阀4与继电器3连接；继电器3与电源11连接。
实施例
在保温试验箱9的箱壁上固定振动支架5；振动支架5与不锈钢外环套7通过螺丝固定；内环套8与外环套7套接；再将气管10从内环套8穿过，然后将空气锤1与气管10连接，最后将空气锤1上部与内环套8通过螺丝固定；空气锤1下部与导轨6通过螺丝固定；与空气锤1连接的气管10与电磁阀4连接，电磁阀4与空压机2连接；继电器3连接220V电源，再通过电线与电磁阀4连接。
在保温试验箱9内填土，土样的上表面与导轨6接触。
当接通电源时，空压机2储气罐内的气体通过进气管10到达电磁阀4，电磁阀4与继电器3连接。
该装置通过继电器3上的时间设置控制电磁阀4的进出气通道的转换，即通过继电器3控制电磁阀4的进出气的频率，从而达到控制空气锤1的振动频率。
当电磁阀4进气通道打开时，气体从空压机2经过电磁阀4进入空气锤1，挤压空气锤1内的基板12，使基板12向下运动，基板12的向下运动带动锤头13向下运动，当锤头13向下运动到一定程度时，锤头13与固定在空气锤1下方的导轨6冲击接触，带动导轨6产生振动。
当电磁阀4进气通道关闭时，电磁阀4出气通道打开，空气锤1内的空气从气管10排出，而基板12所承受的空气挤压力消失，基板12返回原来位置，导轨6的一次振动周期完成。
综上所述，在一个振动周期内，导轨6随着空气锤1的振动而进行有规律的振动，通过调节继电器3上的时间设置来控制电磁阀4进出气通道的开关时间，进而控制空气锤1和导轨6的振动频率，即实现不同车速所导致的汽车振动频率。

Claims (1)

1.一种室内模拟车辆荷载振动系统，包括空气锤（1）、空压机（2）、继电器（3）、电磁阀（4）、振动支架（5）、导轨（6）、外环套（7）、内环套（8）、保温试验箱（9）、气管（10），其特征是：所述保温试验箱（9）的箱壁上固定振动支架（5）；振动支架（5）与外环套（7）连接；外环套（7）与内环套（8）套接；内环套（8）与空气锤（1）连接；空气锤（1）与导轨（6）连接；所述空气锤（1）内设有基板（12）；基板（12）与锤头（13）连接；所述气管（10）上设有电磁阀（4）；电磁阀（4）与继电器（3）连接；继电器（3）与电源（11）连接。
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