CN111537249A - 一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置 - Google Patents
一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111537249A CN111537249A CN202010518190.1A CN202010518190A CN111537249A CN 111537249 A CN111537249 A CN 111537249A CN 202010518190 A CN202010518190 A CN 202010518190A CN 111537249 A CN111537249 A CN 111537249A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elastic wheel
- load
- actuator
- static load
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/08—Railway vehicles
- G01M17/10—Suspensions, axles or wheels
Abstract
一种弹性车轮疲劳试验方法,包括以下步骤,对弹性车轮进行静载试验,获取其静载刚度Ka;对弹性车轮进行动态疲劳试验结束后,将弹性车轮置于室温下静置二十四小时后,重复静载试验获取静载刚度Kb;获取静载刚度Kb和静载刚度Ka之间的刚度变化量ΔKab,计算刚度疲劳变化率θab,将所述刚度疲劳变化率θab与技术要求变化率进行比较,判断弹性车轮疲劳性能是否合格。其试验方法能够对试验结果进行准确的量化对比分析,相比传统的目测疲劳试验后的外观变化,量化对比分析对结果判定更加精确。并且能对弹性车轮的抗疲劳性能提升研发提供数据支撑。本发明还涉及能够采用上述方法进行试验的试验装置。
Description
技术领域
本发明涉及弹性车轮加载试验领域,尤其涉及一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置。
背景技术
着城市规模的扩大、经济的发展,汽车在城市中的数量急剧增加,严重加剧了城市交通拥堵、噪声污染及尾气排放污染。作为一种快捷、环保、节能、舒适、安全的交通方式,城市轨道交通已广泛受到人们的青睐。由于城市中客运要求不断增长,城市轨道交通已逐步成为城市规划和建设的重点,但由于城市轨道交通车辆运行时产生的噪声以及轮轨间产生的磨耗,致使城市轨道交通的运营和推广面临严峻的挑战。
车辆运行时噪声的产生及钢轮-钢轨的疲劳破坏的关键因素在于轮轨间的相互作用。由于线路不平顺激扰,车辆在运行过程中随着簧下质量的增加轮轨见的作用力增大,故应在保证车辆稳定运行的情况下,尽可能降低簧下质量。弹性车轮是在轮箍和轮芯之间镶嵌一个橡胶弹性元件,轮箍与车轮弹性装配在一起,则大幅降低了簧下质量,从而降低车辆在运行过程中产生的轮轨间作用力,轮对上非弹性构件的振动也随之降低,磨损减少,同时由于线路不平顺激扰所产生的噪声降低。由于这些优点,弹性车轮在国外轻轨低地板有轨电车、地铁车辆、城际列车上得到广泛应用。
轨道交通车辆弹性车轮工作时,弹性车轮承受径向、轴向和扭转三个方向的力学载荷工况,为了研究了解各个方向的静态、动态和疲劳耐久力学性能,需要对弹性车轮进行径向、轴向和扭转三个方向的力学性能测试研究,弹性车轮运行工作时处于径向、轴向和扭转三个方向的载荷复杂应力状态,其主要失效形式之一是橡胶弹性元件裂纹扩展导致的疲劳破坏。
通过专利检索,没有发现与本专利相同的专利文献公开,与本专利相关的对比文件有以下几个:
1、申请号为“CN201611252554.6”,名称为“一种轨道车辆弹性车轮加载试验台”的发明专利。该对比文件公开的技术方案中能够对弹性车轮进行动态和静态的载荷试验,但其试验的载荷加载方向只能从轴向和径向进行加载,并且其试验分析方法缺少最终的量化对比分析标准。
2、申请号为“CN201821389949.5”,名称为“一种轨道车辆弹性车轮静强度试验台”的实用新型专利。该对比文件中公开的技术方案仅能对弹性车轮进行轴向和剪切力的静载试验,并未公开动态疲劳试验的具体方法和装置。
因此提出一种能够对弹性车轮的径向、轴向和扭转方向同时进行动态疲劳试验的方法和装置在本技术领域内具有重大的意义。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:提出一种弹性车轮疲劳试验方法,包括以下步骤,
第一步,对弹性车轮进行静载试验,获取其静载刚度Ka;
第二步,对弹性车轮进行动态疲劳试验,在该步骤结束后,将弹性车轮置于室温下静置二十四小时后,重复第一步,获取静载刚度Kb;
第三步,获取静载刚度Kb和静载刚度Ka之间的刚度变化量ΔKab,计算刚度疲劳变化率θab,将所述刚度疲劳变化率θab与技术要求变化率进行比较,判断弹性车轮疲劳性能是否合格。
进一步地,所述第一步中,对弹性车轮进行静载试验是在弹性车轮表面施加一个逐渐变化作用力的静载载荷F;
所述静载载荷Fmax施加过程由零逐渐增加到Fmax;
在所述施加过程中获取并记录弹性车轮在载荷施加方向上的变形量,并形成静载载荷-变形量曲线;
将静载载荷-变形量曲线进行线性拟合,计算曲线斜率获取静载刚度Ka,将静载刚度Ka与静载刚度标准值进行比较并判断静载刚度Ka是否符合技术要求。
进一步地,所述第一步对弹性车轮进行静载试验过程中,首先对弹性车轮的径向方向进行静载试验:对弹性车轮的边缘表面施加一个沿弹性车轮径向方向的逐渐变化作用力的径向载荷Fj,根据径向方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取径向方向上的静载刚度Kaj;
在径向方向静载试验后对弹性车轮进行轴向方向的静载试验:先对弹性车轮的径向方向施加一个固定载荷,在对弹性车轮的上表面沿其轴向施加一个逐渐变化作用力的轴向载荷Fz,根据轴向方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取轴向方向上的静载刚度Kaj;
在轴向方向静载试验后对弹性车轮进行扭转方向的静载试验:保持住轴向方向静载试验中弹性车轮径向方向的固定载荷,在对弹性车轮的边缘表面沿其切线方向施加一个逐渐变化作用力的扭转载荷Fq,根据切线方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取扭转静载刚度Kaq。
进一步地,所述对弹性车轮进行动态疲劳试验是同时对弹性车轮的径向、轴向、扭转方向上以固定频率循环施加固定次数的径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq;
改变载荷的施加频率和固定次数,重复对弹性车轮的径向、轴向、扭转方向上施加径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq。
进一步地,在弹性车轮进行动态疲劳试验过程中径向、轴向、扭转方向上的径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq均在同一个时间达到最大值。
还提出一种弹性车轮疲劳试验装置,包括台架,台架的底部平面上固定安装假轴,弹性车轮水平安装在假轴上;
还包括轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器;所述轴向作动器固定安装在台架的横梁上,轴向作动器的自由端对弹性车轮施加沿其轴线方向的作用力;
所述径向作动器固定安装在台架的底部平面上,径向作动器的自由端对弹性车轮边缘施加沿其径向方向的作用力;
所述扭转作动器水平固定安装在台架的立柱,扭转作动器的并对弹性车轮边缘施加沿其切线方向的作用力。
进一步地,所述弹性车轮的边缘固定安装有载荷加载装置,所述轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器的自由端均和载荷加载装置表面垂直接触。
进一步地,所述轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器的自由端与载荷加载装置接触面均有一个凹坑,轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器的自由端均连接有载荷连接头,载荷连接头的一端和凹坑的尺寸外形相匹配。
进一步地,轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器尾端均安装一个铰链,铰链通过球头关节分别与轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器尾端连接。
进一步地,轴向作动器、径向作动器以及扭转作动器上均连接有载荷传感器和位移传感器,载荷传感器用以获取相应作动器的作用力,位移传感器用以获取相应作动器自由端的位移量。
本发明具有以下优点:
1、弹性车轮疲劳试验中通过对疲劳试验前后的静载试验中获取的静载刚度变化率来评估弹性车轮的抗疲劳性能,能够对试验结果进行准确的量化对比分析,相比传统的目测疲劳试验后的外观变化,量化对比分析对结果判定更加精确。并且能对弹性车轮的抗疲劳性能提升研发提供数据支撑。
2、整个试验过程高效便捷,在动态疲劳试验中一并将静载试验完成,减少了被试弹性车轮的搬运挪动次数,简化了试验流程。
3、在本发明提供的试验装置上,将被试弹性车轮固定后即能一次流程将静载试验和动态疲劳试验完成,过程操作简单高效。
4、各个方向上的作动器通过一个载荷加载装置将载荷力传递到弹性车轮上,使得设定的载荷力能准确的传递到弹性车轮,避免了载荷传递过程中的损耗误差。
附图说明
图1:弹性车轮疲劳试验装置结构主视图;
图2:载荷加载装置结构示意图;
图3:载荷加载装置结构侧视图;
图4:弹性车轮疲劳试验装置结构顶视图(省略台架横梁)。
具体实施方式
为了本领域普通技术人员能充分实施本发明内容,下面结合附图以及具体实施例来进一步阐述本发明内容。
本实施例提供了一种弹性车轮疲劳试验方法,包括以下步骤,
第一步,对弹性车轮进行静载试验,获取其静载刚度Ka;
第二步,对弹性车轮进行动态疲劳试验,在该步骤结束后,将弹性车轮置于室温下静置二十四小时后,重复第一步,获取静载刚度Kb;
第三步,获取静载刚度Kb和静载刚度Ka之间的刚度变化量ΔKab,计算刚度疲劳变化率θab,将所述刚度疲劳变化率θab与技术要求变化率进行比较,判断弹性车轮疲劳性能是否合格。
在本实施例中,对弹性车轮进行疲劳试验是模拟实际工况中弹性车轮在轴向、径向、扭转周向三个方向上所受的载荷情况,循环反复对三个方向施加载荷,使得弹性车轮的弹性部件在三个方向上循环受载变形,最终对弹性车轮疲劳耐受程度进行量化的评估。传统的疲劳试验在试验结束后,主要通过目测金属部件以及弹性部件有无明显裂纹、变形、缺损的缺陷。由于弹性车轮金属部件大部分裸露在外,通过目测确实可直观地评估金属部件经疲劳试验后的相应状态。而弹性部件由于大部分被包裹于金属部件当中,通过目测缺陷难以全面评估其状态。通过目测外观状态的试验结果只能大致评测弹性车轮的抗疲劳性能,无法对整个试验后的结果进行量化分析。
因此在本实施例中,对弹性车轮进行疲劳试验时,先对其进行静载试验。即对弹性车轮先单次施加一个固定载荷,使其受载后变形,根据其变形量和载荷施加量计算出静载试验下的静载刚度Ka。在静载试验结束后即可对弹性车轮的静载刚度Ka和技术要求中的标准静载刚度进行比较,评估其静载刚度是否达标。
在首次静载试验结束后即开始对弹性车轮进行动态疲劳试验,具体是对弹性车轮以一个固定频率施加循环施加一个固定载荷,其固定载荷的载荷值和静态试验中的载荷值相等,由此模拟弹性车轮在实际运行过程中的受载工况。
在动态疲劳试验结束后,将弹性车轮在室温下静置二十四小时后让其恢复至和静载试验前的状态,再次对弹性车轮进行静载试验,其试验方法和试验过程中的各项参数和首次静载试验保持一致。再次静载试验后获得经过动态疲劳试验后的静载刚度Kb。计算刚度疲劳变化率θab=Kb-Ka/Ka,根据刚度疲劳变化率θab即可量化的评估弹性车轮的抗疲劳性能,当θab和技术要求中的标准值相差范围超过了技术要求,说明弹性车轮的疲劳试验不合格,反之合格。
通过获取对弹性车轮在进行动态疲劳试验后的静载刚度变化率,可量化地评估弹性车轮的抗疲劳性能,并可对其抗疲劳研发提供数据支撑。并且一并将弹性车轮的静载试验评估完成,试验效率也非常高。
弹性车轮静载试验的静载刚度Ka可通过拟合载荷-变形量曲线计算获得。静载试验开始是对弹性车轮表面施加一个逐渐变化作用力的静载载荷F;所述静载载荷Fmax施加过程由零逐渐增加到Fmax;在施加过程中获取并记录弹性车轮在载荷施加方向上的变形量,并形成静载载荷-变形量曲线。将静载载荷-变形量曲线进行线性拟合,计算曲线斜率获取静载刚度Ka,将静载刚度Ka与静载刚度标准值进行比较并判断静载刚度Ka是否符合技术要求。
以弹性车轮径向静载试验为例,对弹性车轮的边缘表面施加一个沿弹性车轮径向方向的逐渐变化作用力的径向载荷Fj,在径向载荷Fj由零至Fjmax施加变化过程中,记载相应径向载荷Fj下的变形量,由此便可形成径向方向上的静载载荷-变形量曲线。而径向方向上的静载刚度Kaj通过计算将曲线线性拟合后的斜率即可计算得出。下面结合数据表进行详细说明,取Fjmax=61.3kN,在径向载荷由0-61.3kN施加过程中,记录静载载荷-变形量曲线。在线性拟合时,可在径向载荷0-61.3kN范围内以固定间隔取具体径向载荷点,通过各个径向载荷点下的变形量来获取各个间隔之间的斜率,取最大斜率和技术标准值要求进行比较即可评估弹性车轮的径向方向上的静载刚度Kaj是否达标。
载荷Fj | 0 | 15 | 30 | 45 | 61.3 |
变形量 | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 |
根据上表可分别计算出静载刚度在载荷Fj在0,15、15,30、30,45、45,61.3的静载刚度值,例如Fj在0,15范围内的静载刚度Kaj=15-0/X2-X1。其余方向上的轴向、扭转方向上的静载刚度计算方法与上述相同。采用多点间隔的斜率计算,能消除形变量的共模误差,当载荷施加的时候,其形变量极有可能是实际形变量和共模误差的和共模误差可来源于载荷施加装置与弹性车轮的间隙等,在相邻间隔形变量相减后,共模误差被消除,保证试验数据准确。
为了在静载试验中能将弹性车轮的受载情况能模拟能更加贴近工况,同时为了增加静载试验的效率。弹性车轮在径向受载时,对应实际工况为车辆承重和弹性车轮因路面不平产生的振动;轴向受载为车辆曲线通过时的受载工况,扭转为车辆在制动或者加速时的受载工况。在静载试验中首先对其径向开始静载试验,对弹性车轮的边缘表面施加一个沿弹性车轮径向方向的逐渐变化作用力的径向载荷Fj,根据径向方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取径向方向上的静载刚度Kaj。在径向受载试验完成后在进行轴向静载试验,保持弹性车轮状态不动,在其径向继续施加一个固定载荷该载荷与径向受载试验是的静载载荷不同,同时对弹性车轮的上表面沿其轴向施加一个逐渐变化作用力的轴向载荷Fz,根据轴向方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取轴向方向上的静载刚度Kaj。最后对弹性车轮的扭转方向进行静载试验,保持住轴向方向静载试验中弹性车轮径向方向的固定载荷,在对弹性车轮的边缘表面沿其切线方向施加一个逐渐变化作用力的扭转载荷Fq,根据切线方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取扭转静载刚度Kaq。
在轴向试验和扭转试验时同时保持一个径向的载荷,是为了模拟车辆在实际运行时,由于其承重或者路面颠簸而造成的径向载荷是最常见也是持续时间最长的,由此可将试验工况贴近实际工况。而将径向试验顺序放在首位,在后续轴向、扭转过程中的径向载荷保持不必再调成载荷装置,提高了试验效率。要注意的是,三个方向的载荷施加在弹性车轮上的位置并不相同,径向加载在弹性车轮的外侧边缘处车轮水平放置下,轴向则加载在弹性车轮的上表面,而扭转则加载在弹性车轮的外侧边缘沿其切线,由此保证各个方向的载荷能准确传递到弹性车轮上。
在弹性车轮的动态疲劳试验中,对弹性车轮径向、轴向、扭转方向上以固定频率循环施加固定次数的径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq。动态疲劳试验过程中的载荷和静载试验中的载荷值是相同的,目的是计算刚度疲劳变换率θab时保持参数一致。在一轮动态疲劳试验完成后,改变载荷施加频率和循环次数,再次对弹性径向、轴向、扭转方向施加径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq。
为了将径向、轴向、扭转方向上的载荷施加贴近实际工况,将径向、轴向、扭转方向上的径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq设定为均在同一个时间达到最大值即三个方向上的载荷施加相位相同,由此模拟的是车辆在运行是,承重、曲线通过、加速/制动均达到极限状态。在此状态下做三个方向的疲劳试验能评估量化弹性车轮的极限抗疲劳程度。
本实施例还提供了一种能进行上述弹性车轮疲劳试验的装置,如图1和图4所示,包括台架1,台架1的底部平面上固定安装假轴5,弹性车轮6水平安装在假轴5上。弹性车轮6在安装时,仅需将其吊装套入假轴5中并固定即可,相比一些竖直安装的装置,水平安装的方式更加简洁,竖直安装在吊装起来后需保持弹性车轮6不动,通过微调刚度将其推至竖直安装的装置当中,其操作过程繁杂,单人操作难度较大并且存在弹性车轮6的固定姿态不稳定的风险。
还包括轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4;所述轴向作动器2固定安装在台架1的横梁11上,轴向作动器2的自由端对弹性车轮6施加沿其轴线方向的作用力。所述径向作动器3固定安装在台架1的底部平面上,径向作动器3的自由端对弹性车轮6边缘施加沿其径向方向的作用力。在本实施例中,径向作动器3通过一个支座安装在台架1的底部平面上,台架1的底部平面上开设有多个平行的T型槽,可调整径向作动器3以及弹性车轮6的安装位置。所述扭转作动器4水平固定安装在台架1的立柱12,扭转作动器4的并对弹性车轮6边缘施加沿其切线方向的作用力。通过轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4即可对弹性车轮6分开施加静载载荷进行静载试验,也可同步施加载荷进行疲劳试验。
如图2和图3所示,为了使轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4的自由端能将载荷准确传递到弹性车轮6上,在弹性车轮6的边缘固定安装有载荷加载装置7,轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4的自由端均和载荷加载装置7表面垂直接触,由此可将轴向、径向以及扭转方向的载荷力准确传递到弹性车轮6上。
载荷加载装置7为一个具有和弹性车轮6外侧边缘匹配的弧形凹槽73的压块,压块通过弧形凹槽73啮合安装在弹性车轮6的外侧边缘上并通过螺栓固定。压块在弹性车轮6固定安装好后,其上下表面是和弹性车轮6平行,侧面为竖直的。轴向作动器2和压块的上表面74垂直接触,其载荷施加方向即为弹性车轮6的轴向;径向作动器3和压块的侧面一75垂直接触,其载荷施加方向即为弹性车轮6的径向;扭转作动器4和压块的侧面二76垂直接触,其载荷施加方向即为弹性车轮6的扭转方向沿弹性车轮6的切线方向。
压块与轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4的自由端接触的面上均有一个凹坑71,轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4的自由端均连接有载荷连接头72,在加载时,通过载荷连接头72与凹坑71接触,起到了定位作用。
在弹性车轮6疲劳试验中,轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4在同步以固定频率循环对其施加载荷的时,弹性车轮6在对应方向上会产生一定的变形位移,此时如果作动器不进行相应方向的偏转,极有可能导致作动器的自由端干涉受阻最终影响载荷力的传递。如图1和图4所示,为了解决这一问题,在轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4尾端均安装了一个铰链8,铰链8通过球头关节与作动器尾部连接。在轴向、径向以及扭转方向同步施加载荷使,轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4均可绕铰链8的球头关节旋转,由于弹性车轮6的形变位移量小,作动器因旋转极小角度产生的载荷分力可忽略不计。由此保证了疲劳试验三个方向的载荷能同步施加。
轴向作动器2、径向作动器3以及扭转作动器4上均连接有载荷传感器和位移传感器,载荷传感器用以获取相应作动器的作用力,位移传感器用以获取相应作动器自由端的位移量。
在本实施例中,该装置台架1的平面上还可外接一个高低温环境箱,将弹性车轮6安装在高低温环境箱中,可在高低温环境下对其进行疲劳试验。
显然,以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:包括以下步骤,
第一步,对弹性车轮进行静载试验,获取其静载刚度Ka;
第二步,对弹性车轮进行动态疲劳试验,在该步骤结束后,将弹性车轮置于室温下静置二十四小时后,重复第一步,获取静载刚度Kb;
第三步,获取静载刚度Kb和静载刚度Ka之间的刚度变化量ΔKab,计算刚度疲劳变化率θab,将所述刚度疲劳变化率θab与技术要求变化率进行比较,判断弹性车轮疲劳性能是否合格。
2.如权利要求1所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:所述第一步中,对弹性车轮进行静载试验是在弹性车轮表面施加一个逐渐变化作用力的静载载荷F;
所述静载载荷Fmax施加过程由零逐渐增加到Fmax;
在所述施加过程中获取并记录弹性车轮在载荷施加方向上的变形量,并形成静载载荷-变形量曲线;
将静载载荷-变形量曲线进行线性拟合,计算曲线斜率获取静载刚度Ka,将静载刚度Ka与静载刚度标准值进行比较并判断静载刚度Ka是否符合技术要求。
3.如权利要求2所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:所述第一步对弹性车轮进行静载试验过程中,首先对弹性车轮的径向方向进行静载试验:对弹性车轮的边缘表面施加一个沿弹性车轮径向方向的逐渐变化作用力的径向载荷Fj,根据径向方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取径向方向上的静载刚度Kaj;
在径向方向静载试验后对弹性车轮进行轴向方向的静载试验:先对弹性车轮的径向方向施加一个固定载荷,在对弹性车轮的上表面沿其轴向施加一个逐渐变化作用力的轴向载荷Fz,根据轴向方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取轴向方向上的静载刚度Kaj;
在轴向方向静载试验后对弹性车轮进行扭转方向的静载试验:保持住轴向方向静载试验中弹性车轮径向方向的固定载荷,在对弹性车轮的边缘表面沿其切线方向施加一个逐渐变化作用力的扭转载荷Fq,根据切线方向上的静载载荷-变形量曲线,计算并获取扭转静载刚度Kaq。
4.如权利要求1-3任意一项所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:所述对弹性车轮进行动态疲劳试验是同时对弹性车轮的径向、轴向、扭转方向上以固定频率循环施加固定次数的径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq;
改变载荷的施加频率和固定次数,重复对弹性车轮的径向、轴向、扭转方向上施加径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq。
5.如权利要求4所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:在弹性车轮进行动态疲劳试验过程中径向、轴向、扭转方向上的径向载荷Fj、轴向载荷Fz、扭转载荷Fq均在同一个时间达到最大值。
6.一种弹性车轮疲劳试验装置,包括台架(1),其特征在于:台架(1)的底部平面上固定安装假轴(5),弹性车轮(6)水平安装在假轴(5)上;
还包括轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4);所述轴向作动器(2)固定安装在台架(1)的横梁(11)上,轴向作动器(2)的自由端对弹性车轮(6)施加沿其轴线方向的作用力;
所述径向作动器(3)固定安装在台架(1)的底部平面上,径向作动器(3)的自由端对弹性车轮(6)边缘施加沿其径向方向的作用力;
所述扭转作动器(4)水平固定安装在台架(1)的立柱(12),扭转作动器(4)的并对弹性车轮(6)边缘施加沿其切线方向的作用力。
7.如权利要求6所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:所述弹性车轮(6)的边缘固定安装有载荷加载装置(7),所述轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4)的自由端均和载荷加载装置(7)表面垂直接触。
8.如权利要求7所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:所述轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4)的自由端与载荷加载装置(7)接触面均有一个凹坑(71),轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4)的自由端均连接有载荷连接头(72),载荷连接头(72)的一端和凹坑(71)的尺寸外形相匹配。
9.如权利要求8所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4)尾端均安装一个铰链(8),铰链(8)通过球头关节分别与轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4)尾端连接。
10.如权利要求9所述的弹性车轮疲劳试验方法,其特征在于:轴向作动器(2)、径向作动器(3)以及扭转作动器(4)上均连接有载荷传感器和位移传感器,载荷传感器用以获取相应作动器的作用力,位移传感器用以获取相应作动器自由端的位移量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010518190.1A CN111537249B (zh) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010518190.1A CN111537249B (zh) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111537249A true CN111537249A (zh) | 2020-08-14 |
CN111537249B CN111537249B (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=71976306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010518190.1A Active CN111537249B (zh) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111537249B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001289762A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 輪荷重疲労試験機 |
EP1418106A1 (en) * | 2001-07-19 | 2004-05-12 | Bridgestone Corporation | Road surface friction coefficient estimating method, signal multiplex transmission method and signal multiplex transmission device |
CN201740639U (zh) * | 2010-07-08 | 2011-02-09 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置 |
US20120253704A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | University Of Tennessee Research Foundation | Method and apparatus for fatigue and viscoeleastic property testing of asphalt mixtures using a loaded wheel tester |
CN103175748A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 转臂式轴箱静强度及疲劳试验装置及其方法 |
CN205981728U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-02-22 | 株洲九方装备股份有限公司 | 一种弹性车轮扭转测试工装 |
CN106769120A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 北京强度环境研究所 | 一种轨道车辆弹性车轮加载试验台 |
CN107084890A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-22 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种轨道交通车辆抗侧滚扭杆高低温试验方法与装置 |
CN109506960A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-22 | 宁波市环英汽配有限公司 | 汽车轮胎抗刺破强度检测装置及其检测方法 |
-
2020
- 2020-06-09 CN CN202010518190.1A patent/CN111537249B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001289762A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 輪荷重疲労試験機 |
EP1418106A1 (en) * | 2001-07-19 | 2004-05-12 | Bridgestone Corporation | Road surface friction coefficient estimating method, signal multiplex transmission method and signal multiplex transmission device |
CN201740639U (zh) * | 2010-07-08 | 2011-02-09 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置 |
US20120253704A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | University Of Tennessee Research Foundation | Method and apparatus for fatigue and viscoeleastic property testing of asphalt mixtures using a loaded wheel tester |
CN103175748A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 转臂式轴箱静强度及疲劳试验装置及其方法 |
CN205981728U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-02-22 | 株洲九方装备股份有限公司 | 一种弹性车轮扭转测试工装 |
CN106769120A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 北京强度环境研究所 | 一种轨道车辆弹性车轮加载试验台 |
CN107084890A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-22 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种轨道交通车辆抗侧滚扭杆高低温试验方法与装置 |
CN109506960A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-22 | 宁波市环英汽配有限公司 | 汽车轮胎抗刺破强度检测装置及其检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘伟斌: "基于聚氨酯弹性充填层的板式轨道研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅱ辑》 * |
陈罄超等: "水害条件下弹性道床垫减振轨道的性能研究", 《铁道标准设计》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111537249B (zh) | 2022-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xiu et al. | Fatigue life assessment methods for railway vehicle bogie frames | |
Rolek et al. | Condition monitoring of railway axles based on low frequency vibrations | |
CN111238837A (zh) | 基于车轮振动加速度响应高速列车轮对损伤识别试验台 | |
Zhu et al. | Theoretical research and experimental validation of quasi-static load spectra on bogie frame structures of high-speed trains | |
CN112560138A (zh) | 一种桥上轨道不平顺评估方法和装置 | |
Ji et al. | Realistic fatigue damage assessment of a high-speed train bogie frame by damage consistency load spectra based on measured field load | |
Jin | A measurement and evaluation method for wheel-rail contact forces and axle stresses of high-speed train | |
Yang et al. | Methodology to evaluate fatigue damage of high-speed train welded bogie frames based on on-track dynamic stress test data | |
CN106218668A (zh) | 车轮不圆度检测方法及装置 | |
CN111999080A (zh) | 一种弹性车轮滚动疲劳试验方法 | |
Kostrzewski | Analysis of selected acceleration signals measurements obtained during supervised service conditions–study of hitherto approach | |
CN113654699B (zh) | 轮轨垂向力检测方法及装置 | |
Tajalli et al. | Numerical-experimental study of contact-impact forces in the vicinity of a rail breakage | |
CN111537249B (zh) | 一种弹性车轮疲劳试验方法和试验装置 | |
Kepka et al. | Accelerated fatigue testing on special tracks as new part of methodology for bus/trolleybus development | |
Maglio et al. | Influence of railway wheel tread damage on wheel–rail impact loads and the durability of wheelsets | |
Kumbhalkar et al. | Investigation for failure response of suspension spring of railway vehicle: a categorical literature review | |
Wu et al. | Review of wheel-rail forces measuring technology for railway vehicles | |
Jin | Evaluation and analysis approach of wheel–rail contact force measurements through a high-speed instrumented wheelset and related considerations | |
CN111639395B (zh) | 横向扩轨下车辆振动信息的获取装置和方法 | |
CN112541294B (zh) | 一种车内噪声的预测方法 | |
Zhang et al. | Study on a novel field-measured load calibration method for the life assessment of the metro bogie frame | |
Guo et al. | Experimental and numerical research on the bogie hunting of a high-speed train caused by the empty stroke of yaw damper | |
Rupp et al. | Simulation of the experimental proof out of wheels and hubs | |
Lan et al. | Fatigue Simulation of Railway Car Bogie Frame Based on Multi-body Dynamics and Finite Element Analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |