CN107941446A - 一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，属于隧道防护门技术领域，其通过将隧道防护门竖向设置并将其顶部和底部进行仿真装夹紧固，且在防护门的两侧分别设置一号电磁铁和二号电磁铁来利用电磁力模拟防护门两侧受冲击荷载循环作用时的受力情况，且通过改变一号电磁铁和二号电磁铁的电磁力大小和切换频率可模拟多种工况下的防护门受力情况，大大提升了冲击疲劳测试的精确性。本发明的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，结构简单，操作简便，可以有效的模拟往复作用力工况条件；能够更加真实的模拟实际工况中防护门的高速活塞风往复冲击，试验数据更加精确，结果更加可靠。

Description

一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置

技术领域

本发明属于隧道防护门技术领域，具体涉及一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置。

背景技术

隧道是用于汽车或者列车通行的建筑通道，随着我国道路交通建设的不断发展，越来越多的隧道已经投入使用。在隧道中，通常会设置有横通道(连通两相邻隧道)、放置设备的洞室、紧急疏散通道等，而隧道防护门(洞室门)就是应用在上述横通道、各类设备(通风、通信、电力等)洞室、紧急疏散通道、紧急出口、避难所、坚井接入隧道、斜井接入隧道、直放站、变电站等洞室上，以起到防火、抗爆、抵御列车周期性活塞风引起的正负风压、防止设备损坏及保障人员安全等作用。

对于设置在相邻隧道之间的防护门或者设在紧急疏散通道处的防护门，其整个防护门的两侧长期受到高强度的活塞风的循环作用，防护门体随时都有受冲击损坏而脱落至轨道侧的风险，对列车的运行安全造成了极大的隐患，因此，隧道的防护门应用前需要对其进行十分严格的冲击疲劳试验，以检验隧道防护门的耐冲击疲劳性能，防止其疲劳损坏而影响轨道的正常使用。

在现有技术中，防护门的冲击荷载试验通常是采用液压锤模拟荷载的冲击力来进行循环试验，这种实验方法虽然能在一定程度上试验防护门耐冲击疲劳的性能，但这种方法的冲击距离短，循环周期可调性较差，无法有效模拟防护门实际的冲击环境，因而模拟测试的结果精度较差，可靠性较低，且现有的试验装置仅能模拟单方向的冲击力作用下的疲劳情况，和防护门实际工作环境相差较大，模拟测试结果精度较差，可靠性低，无法精确实现隧道防护门的冲击疲劳试验以反映隧道防护门准确的耐冲击疲劳性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中通过采用顶部仿真安装机构和底部仿真安装机构来实现隧道防护门的竖向仿真安装，并在防护门门面的两侧分别竖向设置有一号电磁铁和二号电磁铁，由电磁铁的电磁力来模拟隧道防护门两侧受冲击荷载的工况，且可通过改变电磁力的大小和电磁铁切换频率来模拟活塞风冲击力的大小和频率，有效提高了隧道防护门冲击疲劳试验的精确性和实验方案的多样性。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其特征在于，

包括可用于竖向放置待试验隧道防护门的试验台基座、对应所述隧道防护门底部设置于所述试验台基座上以用于对所述隧道防护门底部进行仿真装夹的底部仿真安装机构、对应设置于所述底部仿真安装机构上方以实现对所述隧道防护门顶部进行仿真装夹的顶部仿真安装机构、竖向设置于所述隧道防护门表面一侧的一号电磁铁，以及竖向设置于所述隧道防护门表面另一侧的二号电磁铁，通过改变所述一号电磁铁和所述二号电磁铁的电磁力大小和/或切换频率可改变所述隧道防护门两侧的受力荷载，从而实现所述隧道防护门在不同工况环境下的冲击疲劳试验。

作为本发明的进一步改进，所述试验台基座上竖向间隔设置有若干根支撑立柱，所述支撑立柱的底部设置在所述试验台基座边缘处，且相邻两所述支撑立柱的顶部之间设置有横向支撑梁，在所述横向支撑梁上对应所述隧道防护门的顶部设置有纵向支撑梁，以用于所述顶部仿真安装机构设置于所述纵向支撑梁上。

作为本发明的进一步改进，所述支撑立柱为四根，其底部分别设置在所述试验台基座的四角处，相应地，位于所述支撑立柱顶部的所述横向支撑梁为四根并首尾相连形成四方形框架结构，且对应所述隧道防护门顶部在所述四方形框架结构上设置有纵向支撑梁，并将所述顶部仿真安装机构固定在所述纵向支撑梁上。

作为本发明的进一步改进，所述顶部仿真安装机构包括顶部固定机构和伸缩机构，所述顶部固定机构设置在所述伸缩机构上，并可在所述伸缩机构带动下进行竖向伸缩以适应不同尺寸高度的所述隧道防护门顶部的仿真安装。

作为本发明的进一步改进，所述顶部固定机构和所述伸缩机构为多组，其在所述纵向支撑梁的下方间隔布置，以保证所述隧道防护门顶部的稳固安装。

作为本发明的进一步改进，所述底部仿真安装机构包括多组间隔设置并可调节宽度的底部固定机构，以实现对不同厚度尺寸的所述隧道防护门底部的稳固装夹。

作为本发明的进一步改进，对应所述隧道防护门待试验平面的两侧竖向设置有竖向支撑梁，且所述竖向支撑梁上竖向间隔设置有多组侧部固定装置，以对所述隧道防护门的两侧进行仿真稳固装夹。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，通过将待试验的隧道门竖向设置并在其门面的两侧分别设置一号电磁铁和二号电磁铁，通过一号电磁铁和二号电磁铁配合作用来模拟隧道防护门两侧受冲击荷载的工况，有效实现了隧道防护门在隧道工作时的真实受荷载环境，提升了冲击疲劳试验的精确性，减少了试验数据的误差；

(2)本发明的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，通过设置一号、二号电磁铁之间的电磁力大小和/或改变一号、二号电磁铁磁铁的切换频率，可以有效的模拟隧道防护门两侧受往复活塞风作用的真实工况，使得试验数据更加精确，结果更加可靠；

(3)本发明的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，通过在竖向设置的隧道防护门顶部和底部分别设置仿真安装机构，有效实现了隧道防护门的仿真安装，且顶部仿真安装机构可通过液压装置进行竖向伸缩，以适应不同结构尺寸门体的试验要求，夹紧更可靠，操作更方便，大大提升了试验装置的准确性和兼容性；

(4)本发明的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，结构简单，易于操作，试验方案可选择范围大，能有效保证试验结果的真实性和多样性，充分模拟隧道防护门真实受荷载情况，有效减少冲击疲劳试验过程中的装置误差，为隧道防护门的冲击疲劳研究提供数据保障。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置的整体结构正视图；

图2是本发明实施例中适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置的整体结构俯视图；

图3是本发明实施例中适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置的仿真安装示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.控制装置；2.电源装置；3.试验台基座；4.支撑立柱；5.一号电磁铁；6.横向支撑梁；7.顶部固定机构；8.伸缩机构；9.顶部仿真安装机构；10.纵向支撑梁；11.隧道防护门；12.二号电磁铁；13.底部仿真安装机构；14.底部固定机构；15.液压装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就本发明实施例中的可以相互组合。

本发明实施例中的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置整体结构示意图如图1～2所示，其中，图1是本发明实施例中的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置的整体结构正视图；图2是本发明实施例中的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置的整体结构俯视图。

进一步地，如图1中所示，一个优选实施例中的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其整体呈长方体框架结构，其底部设置有呈长方形的试验台基座3，用于固定待试验的隧道防护门11来进行冲击疲劳试验；进一步地，试验台基座3的边缘处间隔设置有若干支撑立柱4，其优选设置在试验台基座3的的四角处，当然，支撑立柱4也可间隔设置在试验台基座3上的其他位置，如试验台基座3上的每一侧边的中部；进一步地，支撑立柱4的顶部设置有横向支撑梁6，其在优选实施例中呈长杆状，两端分别设置在支撑立柱4的顶部，且相邻的横向支撑梁6首尾相连；进一步优选地，优选实施例中的支撑立柱4为四根，其顶部设置的横向支撑梁6也相应地为四根，支撑立柱4首尾相连形成四方形方形框架。

进一步地，在横向支撑梁6上对应竖向设置的隧道防护门11顶部设置有纵向支撑梁10，并在纵向支撑梁10上设置有顶部仿真安装机构9，以用于对隧道防护门11的顶部进行仿真装夹；进一步地，优选实施例中的顶部仿真安装机构包括若干间隔设置于纵向支撑梁10下方并可在液压装置15带动进行张合的顶部固定机构7，以用于对竖向设置的隧道防护门11的顶部端面进行仿真装夹；进一步优选地，顶部固定机构7与纵向支撑梁10之间设置有伸缩机构8，其与液压装置15匹配连接，并可在液压装置15作用下带动其下方的顶部固定机构7在竖向上进行升降，以适应不同高度尺寸的隧道防护门11的顶部仿真装夹；进一步优选地，优选实施例中的顶部固定机构7和伸缩机构8组成的顶部固定单元数量为三个，其优选在纵向支撑梁10下方间隔布置，当然，顶部固定机构7或者顶部固定单元的数量也可以为1个、2个、4个、5个，或者更多个，本领域技术人员应该知悉，上述数量的选择可根据实际情况具体选择。

进一步地，试验台基座3上对应竖向设置的隧道防护门11的底部设置有底部仿真安装机构13，其包括对应纵向支撑梁10上的顶部固定机构7设置的可在液压装置15带动进行张合的底部固定机构14，以用于仿真装夹待试验隧道防护门的底部；进一步优选地，优选实施例中的底部固定机构14的数量优选为3个，其在试验台基座3上间隔布置，当然，底部固定机构14的数量也可以为1个、2个、4个、5个，或者更多个，本领域技术人员应该知悉，上述数量的选择可根据实际情况具体选择。

进一步地，在由顶部固定机构7和底部固定机构14组成的隧道防护门安装平面的两侧分别竖向设置有一号电磁铁5和二号电磁铁12，一号电磁铁5和二号电磁铁12均竖向设置，且均呈长方形平板状，以分别对应隧道防护门11的两侧表面；进一步优选地，优选实施例中的一号电磁铁5的电磁面与隧道防护门11的一侧表面平行，二号电磁铁5的电磁面与隧道防护门11的另一侧表面平行。

进一步优选地，优选实施例中的试验装置设置有电源装置2和液压装置15，其分别与控制装置1连接，从而通过控制装置1控制液压装置15来驱动顶部和底部仿真安装机构对于隧道防护门11上下端部的仿真安装，继而由电源装置2为一号电磁铁5和/或二号电磁铁12提供电力以使得两组电磁体分别对隧道防护门的表面产生电磁吸力，借此来模拟隧道防护门表面受活塞风冲击的环境；进一步地，通过改变一号电磁铁5和二号电磁铁12的电磁力大小，来模拟隧道防护门11两侧受不同大小活塞风冲击力的受力情况，其中，两侧受电磁吸引力的大小可以相同也可以不同；进一步地，可通过调节一号电磁铁5和二号电磁铁12工作切换的频率来模拟防护门两侧受循环活塞风往复冲击的情况。

运用本发明实施例中的隧道防护门冲击疲劳试验装置进行隧道防护门11冲击疲劳试验时，将待试验的防护门11竖向设置于试验台基座3上，其底部容置于底部仿真安装机构13中的底部固定机构14上，由液压装置15控制底部固定机构14进行防护门底部的仿真安装；继而调节顶部仿真安装机构9中的顶部固定机构7的位置，以对防护门11的顶部进行仿真装夹，若防护门11的高度与顶部固定机构7的位置之间有一定距离，通过调节伸缩机构8以使得顶部固定机构7可与防护门11的高度相适应，并将其顶部进行稳固仿真装夹，继而调节一号电磁铁5和二号电磁铁11的吸引力大小、电磁铁切换频率模拟不同速度工况下，活塞风冲击力的大小和频率，如模拟实际工况中活塞风风速为17m/s，风压为1700pa的情况，并且由控制装置1设置合适的往复冲击试验次数，从而完成对隧道防护门11的双侧冲击疲劳试验。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其特征在于，

包括可用于竖向放置待试验隧道防护门(11)的试验台基座(3)、对应所述隧道防护门(11)底部设置于所述试验台基座(3)上以用于对所述隧道防护门(11)底部进行仿真装夹的底部仿真安装机构(13)、对应设置于所述底部仿真安装机构(13)上方以实现对所述隧道防护门(11)顶部进行仿真装夹的顶部仿真安装机构(9)、竖向设置于所述隧道防护门(11)表面一侧的一号电磁铁(5)，以及竖向设置于所述隧道防护门(11)表面另一侧的二号电磁铁(12)，通过改变所述一号电磁铁(5)和所述二号电磁铁(12)的电磁力大小和/或切换频率可改变所述隧道防护门(11)两侧的受力荷载，从而实现所述隧道防护门(11)在不同工况环境下的冲击疲劳试验。

2.根据权利要求1所述的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中，所述试验台基座(3)上竖向间隔设置有若干根支撑立柱(4)，所述支撑立柱(4)的底部设置在所述试验台基座(3)边缘处，且相邻两所述支撑立柱(4)的顶部之间设置有横向支撑梁(6)，在所述横向支撑梁(6)上对应所述隧道防护门(11)的顶部设置有纵向支撑梁(10)，以用于所述顶部仿真安装机构(9)设置于所述纵向支撑梁(10)上。

3.根据权利要求2所述的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中，所述支撑立柱(4)为四根，其底部分别设置在所述试验台基座(3)的四角处，相应地，位于所述支撑立柱(4)顶部的所述横向支撑梁(6)为四根并首尾相连形成四方形框架结构，且对应所述隧道防护门(11)顶部在所述四方形框架结构上设置有纵向支撑梁(10)，并将所述顶部仿真安装机构(9)固定在所述纵向支撑梁(10)上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中，所述顶部仿真安装机构(9)包括顶部固定机构(7)和伸缩机构(8)，所述顶部固定机构(7)设置在所述伸缩机构(8)上，并可在所述伸缩机构(8)带动下进行竖向伸缩以适应不同尺寸高度的所述隧道防护门(11)顶部的仿真安装。

5.根据权利要求4所述的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中，所述顶部固定机构(7)和所述伸缩机构(8)为多组，其在所述纵向支撑梁(10)的下方间隔布置，以保证所述隧道防护门(11)顶部的稳固安装。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中，所述底部仿真安装机构(13)包括多组间隔设置并可调节宽度的底部固定机构(14)，以实现对不同厚度尺寸的所述隧道防护门(11)底部的稳固装夹。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的适用于隧道防护门的冲击疲劳试验装置，其中，对应所述隧道防护门(11)待试验平面的两侧竖向设置有竖向支撑梁，且所述竖向支撑梁上竖向间隔设置有多组侧部固定装置，以对所述隧道防护门(11)的两侧进行仿真稳固装夹。