CN110174228B - 磁浮梁轨结构宽频激振试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,包括用于支撑磁浮梁轨结构的试验平台基础,沿着轨道梁长度方向设有的若干个液压电磁混合激振装置,每个液压电磁混合激振装置包括有竖向液压激振器、横向电动激振器和电磁激振器。本发明采用液压电磁混合激振,实现了低频载荷和高频载荷叠加的宽频激振,可以更加真实的模拟列车对梁轨结构的多频动作用;采用多个激振器协同加载可以模拟列车以不同速度通过梁轨结构的动作用,并可满足不同长度、不同线型的梁轨结构和道岔结构的试验需求,能够对高速、中速、中低速磁浮梁轨结构开展结构强度、疲劳性能和振动特性试验,为梁轨结构设计和研究提供了重要的试验平台。
Description
技术领域
本发明涉及磁浮梁轨结构试验技术领域,特别涉及一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置。
背景技术
目前中低速和高速磁浮梁轨结构均采用较为保守的大刚度设计,以确保系统的悬浮稳定性,但这导致了轨道梁体积庞大,工程造价急剧增加。因此有必要开展磁浮梁轨结构试验研究,提高系统悬浮稳定性、优化梁轨结构、降低工程造价。磁浮梁轨结构同时受到列车低频载荷和悬浮模块的高频载荷作用,目前国内外结构试验台通常采用液压激振系统,最高加载频率通常只能达到十几赫兹,只能模拟低频荷载,且只能模拟固定载荷,难以满足磁浮梁轨结构宽频移动载荷的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,包括用于支撑磁浮梁轨结构的试验平台基础,沿着轨道梁长度方向设有的若干个液压电磁混合激振装置,每个所述液压电磁混合激振装置包括有竖向液压激振器、横向电动激振器和电磁激振器。
试验时,将磁浮梁轨结构(包括轨道梁、轨枕、扣件和F轨等)安装在试验平台基础上,将电磁激振器布置于梁轨结构两侧的F轨下方,利用电磁作用通过F轨给所述梁轨结构施加荷载,电磁激振器可模拟列车悬浮装置的高频悬浮力所引起的20Hz到数百赫兹的高频激振;同时竖向液压激振器推动电磁激振器发生竖向运动,竖向液压激振器可模拟列车通过时的0~20Hz的低频荷载,从而可对数百赫兹范围内所有频段的荷载均进行模拟,实现了一个较宽频段的激振。且通过低频和高频的叠加,可实现单频、多频激振,通过控制不同激振器的激振时序、幅值可以模拟移动荷载。进一步的,横向电动激振器推动电磁激振器进行横向电动激振,同时电磁激振器本身又发生电磁激振,从而实现了横向电动激振和电磁激振的叠加激振。所述横向指沿着轨道梁宽度方向。
优选的,每个所述液压电磁混合激振装置包括龙门架,在所述龙门架上安装有激振台、竖向液压激振器和横向电动激振器,在所述激振台的上方设有电磁激振器,所述横向电动激振器与所述电磁激振器相连接,所述竖向液压激振器连接在所述激振台的下方,所述竖向液压激振器能够推动所述激振台发生竖向运动。
试验时,竖向液压激振器推动激振台进行液压激振,从而推动激振台上的电磁激振器发生激振,同时电磁激振器本身又发生电磁激振,从而实现了液压激振和电磁激振的叠加激振。
优选的,所述竖向液压激振器的一端与所述激振台相连接,另一端固定在所述龙门架上。
优选的,所述激振台上设有横向导轨,所述电磁激振器安装在所述横向导轨上。所述横向指沿着轨道梁宽度方向,横向电动激振器推动电磁激振器沿着横向导轨发生横向电动激振。
优选的,所述试验平台基础包括槽道,在所述槽道上设有多个用于支撑磁浮梁轨结构的可移动支撑座,所述可移动支撑座可沿着所述槽道移动和固定。通过调节两个可移动支撑座的间距和安装角度可以适应不同的长度、不同线型的梁轨结构,并可适应道岔梁的安装测试要求。
优选的,每个所述液压电磁混合激振装置均安装在所述槽道上,且可沿着所述槽道移动和固定。通过调整液压电磁混合激振装置的安装位置,来适应高速、中速、中低速不同梁轨结构尺寸,可以使电磁激振台与不同线型的轨道梁上的F轨实现对位。
优选的,所有所述液压电磁混合激振装置连接有总控装置,总控装置可实现高频和低频叠加载荷控制,实现所有激振器的协同控制。
优选的,所述总控装置可调节所有所述液压电磁混合激振装置中激振器的启闭、激振时序和振幅。
优选的,所述总控装置还包括有显示装置,显示装置可实时显示所有激振器的工作状态。
优选的,所有所述液压电磁混合激振装置沿着轨道梁长度方向均匀间隔设置。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明所述的磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,克服了传统轨道结构液压激振试验系统只能模拟低频载荷的缺陷,采用液压电磁混合激振,实现了低频载荷和高频载荷叠加的宽频激振,可以更加真实的模拟列车对梁轨结构的多频动作用。本发明采用多个激振器协同加载可以模拟列车以不同速度通过梁轨结构的动作用,并可满足不同长度、不同线型的梁轨结构和道岔结构的试验需求,能够对高速、中速、中低速磁浮梁轨结构开展结构强度、疲劳性能和振动特性试验,为梁轨结构设计和研究提供了重要的试验平台。
附图说明:
图1是本发明所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置的侧视图。
图2是本发明所述的磁浮梁轨结构安装在试验平台基础上的侧视图。
图3是本发明所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置对磁浮梁轨结构进行加载时的侧视图。
图4是本发明所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置的正视图。
图5是本发明所述的磁浮梁轨结构安装在试验平台基础上的正视图。
图6是本发明所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置对磁浮梁轨结构进行加载时的正视图。
图中标记:1-试验平台基础,2-可移动支撑座,3-龙门架,4-安装梁,5-竖向液压激振器,6-横向电动激振器,7-激振台,8-电磁激振器,9-轨道梁,10-F轨。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1和图4所示,一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,包括用于支撑磁浮梁轨结构的试验平台基础1,沿着轨道梁9长度方向设有的若干个液压电磁混合激振装置,以及对所有液压电磁混合激振装置进行调节控制的总控装置。
具体的:
所述试验平台基础1上设有多条平行布置的槽道,在所述槽道上设有多个用于支撑磁浮梁轨结构的可移动支撑座2,所述可移动支撑座2可沿着所述槽道移动和固定。通过调节两个可移动支撑座2的间距和安装角度可以适应不同的长度、不同线型的梁轨结构,并可适应道岔梁的安装测试要求。将磁浮梁轨结构安装在试验平台基础1上详见图2和图5。
若干个所述液压电磁混合激振装置沿着轨道梁9长度方向均匀间隔布置于梁轨结构两侧的F轨10下方,安装于试验平台基础1的槽道上,且可沿着所述槽道移动和固定,利用电磁作用通过F轨10给梁轨结构施加载荷。每个所述液压电磁混合激振装置包括分别位于轨道梁9宽度方向两侧的两个龙门架3,在每个所述龙门架3上均设有激振台7,激振台7为两自由度滑动台,可提供竖向和横向两个自由度运动,,激振台7通过竖轴与龙门架3连接,其竖向可自由运动。在所述激振台7的下方连接有竖向液压激振器5,所述竖向液压激振器5的另一端通过安装梁4固定在所述龙门架3上。
在所述激振台3上设有横向导轨,所述电磁激振器8安装在所述横向导轨上,所述龙门架3上设有横向电动激振器6,所述横向电动激振器6与所述电磁激振器8相连接,横向电动激振器6推动电磁激振器8沿着横向导轨发生横向电动激振,所述横向指沿着轨道梁宽度方向。
所述总控装置可调节所有所述液压电磁混合激振装置中激振器(竖向液压激振器5、横向电动激振器6和电磁激振器8)的启闭、激振时序和振幅,实现高频和低频叠加载荷控制,实现所有激振器的协同控制,同时总控装置还包括有显示装置,显示装置可实时显示所有激振器的工作状态,所述总控装置可选择为计算机。
如图3和图6所示,试验时,将磁浮梁轨结构(包括轨道梁9、轨枕、扣件和F轨10等)通过可移动支撑座2安装在试验平台基础1上,将电磁激振器8布置于梁轨结构两侧的F轨10下方。加载时,竖向液压激振器5推动激振台7进行液压激振,从而推动激振台7上的电磁激振器8发生激振,所述横向电动激振器6直接推动电磁激振器8进行横向电动激振,同时电磁激振器8本身又发生电磁激振,从而实现了叠加激振,可对数百赫兹范围内所有频段的荷载均进行模拟,实现了一个较宽频段的激振。且通过总控装置调节每个激振器,可进行低频和高频的叠加,可实现单频、多频激振。
目标载荷可为固定载荷和移动载荷,固定荷载主要用于测试梁轨结构的疲劳性能和强度,移动荷载可用于测试梁轨结构的动力特性,通过控制不同激振器的激振时序、幅值可以模拟移动荷载,固定载荷可作为一种速度为0的移动载荷施加。且通过施加静载荷、疲劳荷载和随机振动荷载来开展结构强度、疲劳性能和振动特性试验。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但本发明不局限于上述具体实施方式,因此任何对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,包括用于支撑磁浮梁轨结构的试验平台基础,沿着轨道梁长度方向设有的若干个液压电磁混合激振装置,每个所述液压电磁混合激振装置包括有竖向液压激振器、横向电动激振器和电磁激振器,所述电磁激振器用于给磁浮梁轨结构施加荷载,所述竖向液压激振器能够推动所述电磁激振器发生竖向运动,所述横向电动激振器能够推动所述电磁激振器发生横向运动,
每个所述液压电磁混合激振装置包括分别位于轨道梁宽度方向两侧的两个龙门架,在每个所述龙门架上均安装有激振台、竖向液压激振器和横向电动激振器,所述激振台为两自由度滑动台,能够提供竖向和横向两个自由度运动,在所述激振台的上方设有电磁激振器,所述横向电动激振器与所述电磁激振器相连接,所述竖向液压激振器连接在所述激振台的下方,所述竖向液压激振器能够推动所述激振台发生竖向运动,
所述竖向液压激振器的一端与所述激振台相连接,另一端固定在所述龙门架上,
所述激振台上设有横向导轨,所述电磁激振器安装在所述横向导轨上。
2.根据权利要求1所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,所述试验平台基础包括槽道,在所述槽道上设有多个用于支撑磁浮梁轨结构的可移动支撑座。
3.根据权利要求2所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,每个所述液压电磁混合激振装置均安装在所述槽道上,且可沿着所述槽道移动和固定。
4.根据权利要求1所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,所有所述液压电磁混合激振装置连接有总控装置。
5.根据权利要求4所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,所述总控装置可调节所有所述液压电磁混合激振装置中激振器的启闭、激振时序和振幅。
6.根据权利要求4所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,所述总控装置还包括有显示装置。
7.根据权利要求1所述的一种磁浮梁轨结构宽频激振试验装置,其特征在于,所有所述液压电磁混合激振装置沿着轨道梁长度方向均匀间隔设置。
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