CN112098116A - 一种磁浮列车振动试验台 - Google Patents

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邓自刚
袁宇航
刘哲豪
张扬
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Abstract

本发明涉及磁县浮列车技术领域，具体而言，涉及一种磁浮列车振动试验台。所述振动试验台包括底座、垂向液压作动器、支撑平台、第一平台、多个可调节刚度机构、第二平台、安装轨道面和安装轨道夹具。本发明通过垂向液压作动器，用以模拟轨道不平顺通过等多种工况，试验台使用可变轨道制式与可变轨距模块化设计，可支持高温超导磁悬浮和永磁悬浮等多种制式轨道的磁悬浮列车车轨耦合振动模拟试验；第一平台和第二平台之间为可变刚度调节系统，通过改变弹簧安装数量、位置与安装不同形制的弹簧，来模拟不同桥梁的柔性参数。

Description

一种磁浮列车振动试验台
技术领域
本发明涉及磁县浮列车技术领域，具体而言，涉及一种磁浮列车振动试验台。
背景技术
现有的磁悬浮列车的悬浮力、导向力以及动力学行为的研究主要是针对常导电磁悬浮车辆开展的。虽然也有支持其他制式磁悬浮列车研究的试验设备，但其适用范围都较小，很难涉及到整车制式实验，并且大部分只能支持单一制式磁悬浮的实验研究。
高温超导磁悬浮、永磁悬浮以及二者混合悬浮等制式作为磁浮轨道交通领域的几种主要发展方向的制式，当被设计应用在超高速(600km/h)运行的磁悬浮列车投入运行前，必须开展长时间磁悬浮列车车轨耦合振动模拟试验。在试验台上开展高温超导磁悬浮与永磁悬浮等多种悬浮系统的长时间车轨耦合振动模拟试验，能够有效、准确的研究这些新型制式磁浮交通的悬浮能力、悬浮漂移与整车振动特性等主要动力学性能；同时可研究磁悬浮列车“车—轨-桥”耦合特性，为轨道梁的参数选用提供重要参考依据。这对于发展超高速磁悬浮交通的制式选择具有重要的参考依据，同时，能对磁悬浮列车的动力学设计、工程应用优化与线路建设经济成本预估等工作提供重要实验数据支承。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁浮列车振动试验台，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种磁浮列车振动试验台，所述振动试验台包括底座、垂向液压作动器、支撑平台、第一平台、多个可调节刚度机构、第二平台、安装轨道面和安装轨道夹具；所述垂向液压作动器设置在所述底座上方，且所述垂向液压作动器与所述底座铰接；所述支撑平台设置在所述垂向液压作动器上方，且所述支撑平台的底部与所述垂向液压作动器铰接；所述第一平台设置在所述支撑平台的上方；多个所述可调节刚度机构均匀设置在所述第一平台的顶部；所述第二平台设置在所述可调节刚度机构上方；所述安装轨道面设置在所述第二平台的上方；所述安装轨道夹具设置在所述安装轨道面的顶部，所述安装轨道夹具设置有两组，每组所述安装轨道夹具内均设置有轨道。
可选地，所述垂向液压作动器的底部与垂向液压作动器安装座铰接，所述垂向液压作动器安装座的底部与所述底座固定连接。
可选地，所述支撑平台的底部设置有空气弹簧安装座，所述空气弹簧安装座与支撑杆的顶部铰接，所述支撑杆的底部与空气弹簧相连，所述空气弹簧的底部设置在第一支撑座上，所述第一支撑座设置在所述底座上。
可选地，所述底座上还设置有横向液压作动器安装座，所述横向液压作动器安装座与所述支撑平台之间设置有横向液压作动器，所述横向液压作动器的两端分别与所述横向液压作动器安装座和所述支撑平台铰接；所述横向液压作动器与地面平行。
可选地，所述第一平台的底部设置有限位机构，所述限位机构一端通过关节轴承与所述第一平台相连，另一端通过关节轴承与地面固定点相连；所述限位机构包括互相平行的第一横向拉杆和第二横向拉杆，所述限位机构与所述轨道垂直设置。
可选地，所述安装轨道面的顶部设置有T型螺栓安装槽，所述T型螺栓安装槽的截面为倒T形，所述安装轨道夹具的截面为L形，且所述安装轨道夹具与所述安装轨道面接触的一面上设置有多列螺纹孔。
可选地，所述可调节刚度机构包括弹簧，所述可调节刚度机构的顶部通过第一安装座与所述第二平台的底部相连，底部通过第二安装座与所述第一平台的顶部相连。
可选地，所述第二平台包括两个平行的钢板，两个所述钢板之间设置有工字钢，所述工字钢设置有两组，每组工字钢分别设置在两个所述钢板的两侧。
可选地，所述第一平台包括两个平行的钢板，两个所述钢板之间设置有工字钢，所述工字钢设置有两组，每组工字钢分别设置在两个所述钢板的两侧。
可选地，所述第一平台的底部两端分别设置有一个支撑平台，每个所述支撑平台均通过第二支撑座与所述第一平台相连；每个所述支撑平台的底部均设置有两个所述垂向液压作动器。
本发明的有益效果为：
本发明通过垂向液压作动器，用以模拟轨道不平顺通过等多种工况，试验台使用可变轨道制式与可变轨距模块化设计，可支持高温超导磁悬浮和永磁悬浮等多种制式轨道的磁悬浮列车车轨耦合振动模拟试验；第一平台和第二平台之间为可变刚度调节系统，通过改变弹簧安装数量、位置与安装不同形制的弹簧，来模拟不同桥梁的柔性参数。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述的磁浮列车振动试验台结构示意图；
图2为本发明实施例中所述的磁浮列车振动试验台侧视结构示意图；
图3为图1中A处放大示意图。
图中标记：1、安装轨道面；2、安装轨道夹具；3、第二平台；4、第一安装座；5、可调节刚度机构；6、第二安装座；7、第一平台；8、支撑平台；9、空气弹簧安装座；10、支撑杆；11、横向液压作动器；12、空气弹簧；13、第一支撑座；14、底座；15、垂向液压作动器安装座；16、横向液压作动器安装座；17、垂向液压作动器；18、第二支撑座；19、第一横向拉杆；20、第二横向拉杆。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号或字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图3所示，本实施例提供了一种磁浮列车振动试验台，所述振动试验台包括底座14垂向液压作动器17、支撑平台8、第一平台7，多个可调节刚度机构5、第二平台3、安装轨道面1和安装轨道夹具2；所述垂向液压作动器17设置在所述底座14上方，且所述垂向液压作动器17与所述底座14铰接；所述支撑平台8设置在所述垂向液压作动器17上方，且所述支撑平台8的底部与所述垂向液压作动器17铰接；所述第一平台7设置在所述支撑平台8的上方；多个所述可调节刚度机构5均匀设置在所述第一平台7的顶部；所述第二平台3设置在所述可调节刚度机构5上方；所述安装轨道面1设置在所述第二平台3的上方；所述安装轨道夹具2设置在所述安装轨道面1的顶部，所述安装轨道夹具2设置有两组，每组所述安装轨道夹具2内均设置有轨道。
垂向液压作动器17可提供垂向激振力，通过垂向液压作动器17，用以模拟轨道不平顺通过等多种工况，试验台使用可变轨道制式与可变轨距模块化设计，可支持高温超导磁悬浮和永磁悬浮等多种制式轨道的磁悬浮列车车轨耦合振动模拟试验；第一平台7和第二平台3之间为可变刚度调节系统，通过改变弹簧安装数量、位置与安装不同形制的弹簧，来模拟不同桥梁的柔性参数。
可选地，所述垂向液压作动器17的底部与垂向液压作动器安装座15铰接，所述垂向液压作动器安装座15的底部与所述底座14固定连接。
可选地，所述支撑平台8的底部设置有空气弹簧安装座9，所述空气弹簧安装座9与支撑杆10的顶部铰接，所述支撑杆10的底部与空气弹簧12相连，所述空气弹簧12的底部设置在第一支撑座13上，所述第一支撑座13设置在所述底座14上。空气弹簧12可在一定范围内实现的全向转动自由度。
可选地，所述底座14上还设置有横向液压作动器安装座16，所述横向液压作动器安装座16与所述支撑平台8之间设置有横向液压作动器11，所述横向液压作动器11的两端分别与所述横向液压作动器安装座16和所述支撑平台8铰接；所述横向液压作动器11与地面平行。横向液压作动器11可提供横向激振力，利用计算机控制的若干垂向液压作动器17和横向液压作动器11，用以模拟轨道不平顺、列车曲线通过和横向冲击等多种工况。
可选地，所述第一平台7的底部设置有限位机构，所述限位机构一端通过关节轴承与所述第一平台7相连，另一端通过关节轴承与地面固定点相连；所述限位机构包括互相平行的第一横向拉杆19和第二横向拉杆20，所述限位机构与所述轨道垂直设置。限位机构可以限制振动试验台的水平位移，保证稳定性。
可选地，所述安装轨道面1的顶部设置有T型螺栓安装槽，所述T型螺栓安装槽的截面为倒T形，所述安装轨道夹具2的截面为L形，且所述安装轨道夹具2与所述安装轨道面1接触的一面上设置有多列螺纹孔。T型螺栓安装槽包括多个横向设置的安装槽和多个纵向设置的安装槽，成对的可调节安装轨道夹具2可通过安装在可调节安装轨道面1上不同的纵向和横向T形螺栓安装槽上，来实现不同宽度的永磁或其他形制轨道安装，如图3所示，以适应不同的轨道。
可选地，所述可调节刚度机构5包括弹簧，所述可调节刚度机构5的顶部通过第一安装座4与所述第二平台3的底部相连，底部通过第二安装座6与所述第一平台7的顶部相连。
可选地，所述第二平台3包括两个平行的钢板，两个所述钢板之间设置有工字钢，所述工字钢设置有两组，每组工字钢分别设置在两个所述钢板的两侧。
可选地，所述第一平台7包括两个平行的钢板，两个所述钢板之间设置有工字钢，所述工字钢设置有两组，每组工字钢分别设置在两个所述钢板的两侧。第一平台7和第二平台3均预留空间装载质量块，用以模拟不同的轨道梁质量参数或调节平台整体参数。
可选地，所述第一平台7的底部两端分别设置有一个支撑平台8，每个所述支撑平台8均通过第二支撑座18与所述第一平台7相连；每个所述支撑平台8的底部均设置有两个所述垂向液压作动器17。
所述第二平台3上还设置有力传感器和振动传感器。
被测试车辆所受垂向激励的传递路线：垂向液压作动器17在计算机控制系统控制下动作，产生激振力与位移，将激励传递给液压激振系统上支撑平台8，随之传递给地面模拟第一平台7，随之传递给可调节刚度系统5，随之传递给轨道梁模拟第二平台3，随之传递给安装在可调节安装轨道面1上的轨道，最终传递给悬浮在轨道上的待测试车辆。
被测试车辆所受横向激励的传递路线：横向液压作动器11在计算机控制系统控制下动作，产生激振力与位移，将激励传递给液压激振系统上支撑平台8，随之传递给地面模拟第一平台7，随之传递给可调节刚度系统5，随之传递给轨道梁模拟第二平台3，随之传递给安装在可调节安装轨道面1上的轨道，最终传递给悬浮在轨道上的待测试车辆。
高温超导磁悬浮列车车轨耦合振动模拟测试试验路线：当待测试的高温超导磁悬浮列车或其悬浮走行部(或二者比例模型)悬浮于通过可调节安装轨道夹具2安装在可调节安装轨道面1上的Halbach永磁轨道上时，可通过计算机控制垂向液压作动器17和横向液压作动器11动作，产生激励并通过测试平台传递给待测试车辆，然后利用设置在车上的力传感器和振动传感器等测试设备测试悬浮系统的悬浮能力、悬浮漂移与整车振动特性等多项响应参数，利用设置在轨道梁模拟第二平台3的力传感器和振动传感器等测试设备测试所选用轨道梁的各项响应参数。
永磁悬浮列车车轨耦合振动模拟测试试验路线：当待测试的永磁悬浮列车或其悬浮走行部(或二者比例模型)悬浮于通过可调节安装轨道夹具2安装在可调节安装轨道面1上的Halbach永磁轨道与机械限位装置上时，可通过计算机控制垂向液压作动器17和横向液压作动器11动作，产生激励并通过测试平台传递给待测试车辆，然后利用设置在车上的力传感器和振动传感器等测试设备测试悬浮系统的悬浮能力与整车振动特性等多项响应参数，利用设置在轨道梁模拟第二平台3的力传感器和振动传感器等测试设备测试所选用轨道梁的各项响应参数。
混合悬浮列车车轨耦合振动模拟测试试验路线：当待测试的混合悬浮列车或其悬浮走行部(或二者比例模型)悬浮于通过可调节安装轨道夹具2安装在可调节安装轨道面1上的Halbach永磁轨道、机械限位装置与其他形制轨道上时，可通过计算机控制垂向液压作动器17和横向液压作动器11动作，产生激励并通过测试平台传递给待测试车辆，然后利用设置在车上的力传感器和振动传感器等测试设备测试悬浮系统的悬浮能力、悬浮能力与整车振动特性等多项响应参数，亦可测试电磁悬浮或其他含主动控制部分的控制电信号响应等参数(如果有)，利用设置在轨道梁模拟第二平台3的力传感器和振动传感器等测试设备测试所选用轨道梁的各项响应参数。
本发明实施例提供的高铁车站，其实现原理及产生的技术效果和前述磁浮列车振动试验台实施例相同，为简要描述，高铁车站实施例部分未提及之处，可参考前述磁浮列车振动试验台实施例中相应内容。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁浮列车振动试验台，其特征在于，包括：
底座(14)；
垂向液压作动器(17)，所述垂向液压作动器(17)设置在所述底座(14)上方，且所述垂向液压作动器(17)与所述底座(14)铰接；
支撑平台(8)，所述支撑平台(8)设置在所述垂向液压作动器(17)上方，且所述支撑平台(8)的底部与所述垂向液压作动器(17)铰接；
第一平台(7)，所述第一平台(7)设置在所述支撑平台(8)的上方；
多个可调节刚度机构(5)，多个所述可调节刚度机构(5)均匀设置在所述第一平台(7)的顶部；
第二平台(3)，所述第二平台(3)设置在所述可调节刚度机构(5)上方；
安装轨道面(1)，所述安装轨道面(1)设置在所述第二平台(3)的上方；以及
安装轨道夹具(2)，所述安装轨道夹具(2)设置在所述安装轨道面(1)的顶部，所述安装轨道夹具(2)设置有两组，每组所述安装轨道夹具(2)内均设置有轨道。
2.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述垂向液压作动器(17)的底部与垂向液压作动器安装座(15)铰接，所述垂向液压作动器安装座(15)的底部与所述底座(14)固定连接。
3.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述支撑平台(8)的底部设置有空气弹簧安装座(9)，所述空气弹簧安装座(9)与支撑杆(10)的顶部铰接，所述支撑杆(10)的底部与空气弹簧(12)相连，所述空气弹簧(12)的底部设置在第一支撑座(13)上，所述第一支撑座(13)设置在所述底座(14)上。
4.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述底座(14)上还设置有横向液压作动器安装座(16)，所述横向液压作动器安装座(16)与所述支撑平台(8)之间设置有横向液压作动器(11)，所述横向液压作动器(11)的两端分别与所述横向液压作动器安装座(16)和所述支撑平台(8)铰接；所述横向液压作动器(11)与地面平行。
5.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述第一平台(7)的底部设置有限位机构，所述限位机构一端通过关节轴承与所述第一平台(7)相连，另一端通过关节轴承与地面固定点相连；所述限位机构包括互相平行的第一横向拉杆(19)和第二横向拉杆(20)，所述限位机构与所述轨道垂直设置。
6.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述安装轨道面(1)的顶部设置有T型螺栓安装槽，所述T型螺栓安装槽的截面为倒T形，所述安装轨道夹具(2)的截面为L形，且所述安装轨道夹具(2)与所述安装轨道面(1)接触的一面上设置有多列螺纹孔。
7.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述可调节刚度机构(5)包括弹簧，所述可调节刚度机构(5)的顶部通过第一安装座(4)与所述第二平台(3)的底部相连，底部通过第二安装座(6)与所述第一平台(7)的顶部相连。
8.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述第二平台(3)包括两个平行的钢板，两个所述钢板之间设置有工字钢，所述工字钢设置有两组，每组工字钢分别设置在两个所述钢板的两侧。
9.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述第一平台(7)包括两个平行的钢板，两个所述钢板之间设置有工字钢，所述工字钢设置有两组，每组工字钢分别设置在两个所述钢板的两侧。
10.根据权利要求1中所述的磁浮列车振动试验台，其特征在于：所述第一平台(7)的底部两端分别设置有一个支撑平台(8)，每个所述支撑平台(8)均通过第二支撑座(18)与所述第一平台(7)相连；每个所述支撑平台(8)的底部均设置有两个所述垂向液压作动器(17)。
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