CN112629845B - 一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，包括悬浮架构架本体、试验支撑平台、横向载荷加载机构、纵向载荷加载机构和垂向载荷加载机构，悬浮架构架本体包括第一悬浮架纵向梁、第二悬浮架纵向梁和两根悬浮架横梁，两根悬浮架横梁分别跨接在第一悬浮架纵向梁和第二悬浮架纵向梁的两端，第一悬浮架纵向梁和第二悬浮架纵向梁的下方均设有电磁铁模拟梁，第一悬浮架纵向梁和电磁铁模拟梁之间及第二悬浮架纵向梁与电磁铁模拟梁之间均安装有直线电机模拟梁。本发明的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置能够根据磁浮车辆实际运营工况对悬浮架构架本体进行横向、纵向及垂向约束和加载，且其结构科学合理，大大提高了试验的效率。

Description

一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置

技术领域

本发明涉及铁路机车车辆测试技术领域，具体涉及一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置。

背景技术

磁浮车辆悬浮架是磁浮车辆的走行机构，相当于传统铁路轮轨车辆的转向架，是磁浮列车实现悬浮、导向、牵引、制动的核心部件之一。因此在悬浮架构架设计完成后，需要对初产的悬浮架构架进行静强度和疲劳强度台架试验，因为磁浮车辆悬浮架电磁铁通电后与轨道相互作用，使磁浮车辆悬浮，垂直方向上悬浮架构架上方的车体重量与悬浮架下方的电磁力相互平衡；车体通过曲线时会产生横向的离心力作用或车体收到横风作用，电磁铁环抱轨道产生横向约束；直线电机通电后产生的行波磁场推动磁浮列车在纵向方向运动，通过牵引拉杆带动车体运动，因此纵向方向上，直线电机对悬浮架构架的作用与车体对悬浮架构架的作用是一对反力。因此，在磁浮车辆悬浮架构架进行台架试验时，如何模拟磁浮车辆实际运营中的各种载荷单独作用或组合作用对悬浮架构架进行垂向、横向以及纵向加载以及如何对悬浮架构架进行各个方向的约束而不至于产生过度约束，直接关系到试验的准确性。按照实际受力特点对悬浮架构架进行约束，在相应载荷施加位置对悬浮架构架施加垂向、纵向和横向等工况载荷，以检验悬浮架构架关键位置应力水平是否符合相关标准要求，在疲劳强度试验后通过探伤发现结构设计中未注意的风险点，为进一步结构优化提供试验参考依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其结构科学合理，能够根据磁浮车辆实际运营工况对悬浮架构架本体进行横向、纵向及垂向约束和加载，以解决背景技术中提到的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，包括悬浮架构架本体、试验支撑平台、横向载荷加载机构、纵向载荷加载机构和垂向载荷加载机构，所述悬浮架构架本体包括第一悬浮架纵向梁、第二悬浮架纵向梁和两根悬浮架横梁，两根所述悬浮架横梁分别跨接在所述第一悬浮架纵向梁和所述第二悬浮架纵向梁的两端，所述第一悬浮架纵向梁和所述第二悬浮架纵向梁的下方均设有电磁铁模拟梁，所述第一悬浮架纵向梁和所述电磁铁模拟梁之间及所述第二悬浮架纵向梁与所述电磁铁模拟梁之间均安装有直线电机模拟梁，所述悬浮架构架本体底壁的四角均设有电磁铁安装座，所述电磁铁模拟梁的两端分别连接在相邻的两个所述的电磁铁安装座的侧壁上；

所述悬浮架构架本体的顶壁的四角均设有空气弹簧加载座，所述横向载荷加载机构的一端连接于所述空气弹簧加载座的侧壁，所述横向载荷加载机构的另一端连接于所述试验支撑平台，所述横向载荷加载机构通过所述空气弹簧加载座将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体；所述垂向载荷加载机构的一端连接于所述空气弹簧加载座的顶壁，所述垂向载荷加载机构的另一端连接于所述试验支撑平台，所述垂向载荷加载机构通过所述空气弹簧加载座对所述悬浮架构架本体进行垂向载荷加载；所述纵向载荷加载机构的一端穿设于所述空气弹簧加载座与所述第一悬浮架纵向梁及所述第二悬浮架纵向梁连接，所述纵向载荷加载机构的另一端连接于所述试验支撑平台；且所述横向载荷加载机构、纵向载荷加载机构和垂向载荷加载机构互相垂直。

本发明垂向载荷主要来自于上方车体重量，因此需要通过垂向载荷加载机构在四个空气弹簧加载座上进行垂向加载；横向载荷主要来自于车辆通过曲线时的离心力或车体侧墙受到侧风作用，通过四个空气弹簧加载座传递到悬浮架构架本体上；因而横向载荷是通过横向载荷加载机构在四个空气弹簧加载座上进行横向加载。纵向载荷主要产生于车辆启动制动或加速减速时车体和悬浮架构架本体之间的连接处。

进一步地，所述空气弹簧加载座包括连接柱和安装框体，所述连接柱安装在所述悬浮架构架本体顶壁的四角上，所述安装框体用于连接所述横向载荷加载机构、纵向载荷加载机构和垂向载荷加载机构。

上述优选实施例的有益效果是：空气弹簧加载座采用连接柱和安装框体的结构形式，方便连接横向载荷加载机构、纵向载荷加载机构和垂向载荷加载机构。

进一步地，所述横向载荷加载机构包括横向加载组件和横向约束组件，所述试验支撑平台为凹型平台，所述支撑平台包括两个平台端和凹进部，所述凹进部设于两个所述平台端的中部；

所述横向约束组件安装在所述平台端且与所述悬浮架横梁平行设置，所述横向加载组件的一端连接所述横向约束组件，所述横向加载组件的另一端连接所述空气弹簧加载座的侧壁，实现将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体。

上述优选实施例的有益效果是：横向载荷加载机构的横向约束组件安装在凹型平台上为横向加载组件提供支撑作用，横向加载组件的另一端连接空气弹簧加载座的侧壁，实现将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体。

进一步地，所述横向约束组件包括四个横向约束单元，四个横向约束单元分成两组，两组所述横向约束单元分别安装在两个所述平台端且与所述悬浮架横梁平行设置，每个所述的横向约束单元均包括第一支撑柱、横向反力座和横向支撑杆，四个所述第一支撑柱及四个所述横向反力座均安装在所述平台端，所述横向支撑杆的第一端与所述电磁铁模拟梁连接，所述横向支撑杆的第二端与所述横向反力座的侧壁连接。

上述优选实施例的有益效果是：横向约束组件的一端通过拉板固定于电磁铁模拟梁的侧面，另一端固定于横向反力座，横向反力座固定安装在试验平台的平台端，为悬浮架构架提供横向约束。

进一步地，所述横向加载组件包括横向加载作动器，所述横向加载作动器的伸出端球铰支座连接于所述安装框体的侧壁，所述横向加载作动器的尾部球铰支座连接于所述第一支撑柱的侧壁。

上述优选实施例的有益效果是：每个横向加载作动器作用于空气弹簧加载座的侧面，进而将横向载荷传递至悬浮架构架。

进一步地，两个所述电磁铁模拟梁的第一端及第二端之间均连接有抗菱形梁。

上述优选实施例的有益效果是：为了防止加载过程中整个系统产生菱形错位变形，左右两根电磁铁模拟梁端部通过一根抗菱形梁约束。

进一步地，所述垂向载荷加载机构包括垂向加载组件和垂向约束组件，

所述垂向约束组件安装在所试验支撑平台且与所述悬浮架横梁垂直，所述垂向加载组件的一端连接所述垂向约束组件，所述垂向加载组件的另一端连接所述空气弹簧加载座的顶壁，实现将垂向载荷传递到所述悬浮架构架本体。

上述优选实施例的有益效果是：垂向约束组件安装在所述试验支撑平台为垂向加载组件提供支撑作用，垂向加载组件连接空气弹簧加载座的顶壁，实现将垂向载荷传递到所述悬浮架构架本体。

进一步地，所述垂向约束组件包括两个垂向加载横梁和多个垂向支撑杆，两个所述垂向加载横梁分别跨接在分布于所述凹进部两侧的平台端上的两侧的第一支撑柱之间，多个所述垂向支撑杆分成两组，两组所述垂向支撑杆的第一端均通过轴承座安装在所述电磁铁模拟梁的底壁，两组所述垂向支撑杆的第二端均通过所述轴承座安装在所述凹进部；

所述垂向加载组件包括垂向加载作动器，所述垂向加载作动器的伸出端球铰支座连接于所述安装框体的顶壁，所述垂向加载作动器的尾部球铰支座连接于所述垂向加载横梁的底壁。

上述优选实施例的有益效果是：前后两根垂向加载横梁悬挂四个垂向加载作动器，四个垂向加载作动器加载于四个空气弹簧加载座的上表面，进而将垂向载荷传递至悬浮架构架本体上。

进一步地，所述纵向载荷加载机构包括纵向加载组件和纵向约束组件，所述纵向约束组件安装在所述平台端且位于所述悬浮架构架本体的外缘，所述第一悬浮架纵向梁和所述第二悬浮架纵向梁上均设有安装底座，所述纵向加载组件的一端连接所述纵向约束组件，所述纵向加载组件的另一端穿过所述空气弹簧加载座并通过所述安装底座安装在所述第一悬浮架纵向梁及所述第二悬浮架纵向梁上，实现将纵向载荷传递到所述悬浮架构架本体。

上述优选实施例的有益效果是：纵向载荷加载机构的纵向约束组件安装在所述平台端且位于所述悬浮架构架本体的外缘，为纵向加载组件提供支撑作用，纵向加载组件穿过空气弹簧加载座并通过安装底座连接第一悬浮架纵向梁及第二悬浮架纵向梁，实现将纵向载荷传递到所述悬浮架构架本体。

进一步地，所述纵向约束组件包括两个第二支撑柱、纵向加载横梁、和纵向约束反力座，两个所述第二支撑柱相对安装在所述凹进部两侧的平台端上，所述纵向加载横梁跨接在两个第二支撑柱之间；

所述纵向加载组件包括两个纵向加载作动器，所述纵向加载作动器的伸出端穿过所述安装框体的通孔与所述安装底座连接，所述纵向加载作动器的尾部球铰支座连接于所述纵向加载横梁的侧壁；

所述纵向约束反力座固定安装在所述凹进部，位于同侧的所述横向反力座之间均设有约束钢板，所述第一悬浮架纵向梁和所述第二悬浮架纵向梁的底壁上均设有纵向止挡座，任一所述的约束钢板与所述横向反力座之间均设有纵向约束梁，所述纵向约束梁的一端套设于所述纵向约束反力座的顶端，所述纵向约束梁的另一端穿过所述纵向止挡座与所述约束钢板连接。

上述优选实施例的有益效果是：本发明的试验支撑平台左右两侧的平台端上安装有两根第二支撑柱，两根第二支撑柱支撑起一根纵向加载横梁，纵向加载横梁为两个纵向加载作动器提供支撑；同侧的横向反力座之间的约束钢板与纵向约束反力座共同为纵向约束梁提供约束，纵向约束梁中部与悬浮架构架下表面纵向止档座紧贴，将悬浮架构架纵向位移约束。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的磁浮车辆悬浮架构架在进行强度试验时，主要需要考虑垂向、横向和纵向载荷，其中，垂向载荷主要来自于上方车体重量，因此需要通过垂向载荷加载机构在四个空气弹簧加载座上进行垂向加载；横向载荷主要来自于车辆通过曲线时的离心力或车体侧墙受到侧风作用，通过四个空气弹簧加载座传递到悬浮架构架本体上；因而横向载荷是通过横向载荷加载机构在四个空气弹簧加载座上进行横向加载。纵向载荷主要产生于车辆启动制动或加速减速时车体和悬浮架构架本体之间的连接处，因此纵向载荷可通过纵向的作动器加载于车体和悬浮架构架本体之间的连接处；本发明的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置能够根据磁浮车辆实际运营工况对悬浮架构架本体进行横向、纵向及垂向约束和加载，且其结构科学合理，大大提高了试验的效率。

(2)本发明具有四个垂向加载作动器，模拟实际车体通过四个角上的空气弹簧支撑在悬浮架构架，通过垂向作动器力加载时，可以模拟实际车体重量对悬浮架构架的垂向作用力；通过垂向作动器位移加载时，改变四个垂向作动器动作的相位与幅值，可以模拟车体在实际运行中的点头摇头等各种运动姿态；垂直方向上通过电磁铁支撑约束，模拟实际中悬浮架电磁铁与轨道之间的电磁力作用。根据实际运行中通过曲线半径的大小以及横风载荷大小折算出横风作用下车体所受横向力大小，车体横向力作用通过空气弹簧传递至悬浮架构架本体。因此，试验时，通过空气弹簧加载座侧面的四个横向加载作动器对悬浮架构架本体施加横向载荷，同时在电磁铁模拟梁处施加横向约束，模拟实际运行中悬浮架电磁铁抱轨横向约束。直线电机通电产生行波磁场推动悬浮架构架本体纵向运动，悬浮架构架本体通过牵引拉杆带动车体纵向运动，直线电机对悬浮构架的作用与车体对悬浮架构架本体的作用是一对反力。通过本发明的试验装置进行纵向加载时，约束了悬浮架构架本体的纵向运动，将载荷转换至牵引拉杆处，对悬浮架构架进行纵向加载，同时考虑了实际中牵引拉杆与悬浮架纵向梁上表面之间呈一定夹角，在各约束端部均采用向心关节轴承，可承受较大载荷，可根据实际需要调节安装角度，向心关节轴承端部带有内螺纹，可通过控制支撑杆旋入内螺纹的长度来调节实际安装尺寸，使得适用范围更广。

附图说明

图1为本发明磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置的整体结构示意图；

图2为本发明悬浮架构架本体的结构示意图之一；

图3为本发明悬浮架构架本体的结构示意图之二；

图4为本发明悬浮架构架本体、电磁铁模拟梁及抗菱形梁之间的安装结构图；

图5为本发明空气弹簧加载座的结构示意图；

图6为本发明试验支撑平台的结构示意图；

图7为本发明横向载荷加载机构的结构示意图；

图8为本发明垂向载荷加载机构的结构示意图；

图9为本发明纵向载荷加载机构的结构示意图；

图中，1-悬浮架构架本体，101-第一悬浮架纵向梁，102-第二悬浮架纵向梁，103-悬浮架横梁，104-安装底座，2-试验支撑平台，201-平台端，202-凹进部，3-横向载荷加载机构，4-纵向载荷加载机构，5-垂向载荷加载机构，6-电磁铁模拟梁，7-直线电机模拟梁，8-电磁铁安装座，9-空气弹簧加载座，901-连接柱，902-安装框体，10-横向加载组件，1001-横向加载作动器，11-横向约束组件，1101-第一支撑柱，1102-横向反力座，1103-横向支撑杆，12-抗菱形梁，13-垂向加载组件，1301-垂向加载作动器，14-垂向约束组件，1401-垂向加载横梁，1402-垂向支撑杆，15-轴承座，16-纵向加载组件，1601-纵向加载作动器，17-纵向约束组件，1701-第二支撑柱，1702-纵向加载横梁，1703-纵向约束反力座，18-约束钢板，19-纵向约束梁。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

实施例1

参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：

请参照图1-4，一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，包括悬浮架构架本体1、试验支撑平台2、横向载荷加载机构3、纵向载荷加载机构4和垂向载荷加载机构5，所述悬浮架构架本体1包括第一悬浮架纵向梁101、第二悬浮架纵向梁102和两根悬浮架横梁103，两根所述悬浮架横梁103分别跨接在所述第一悬浮架纵向梁101和所述第二悬浮架纵向梁102的两端，所述第一悬浮架纵向梁101和所述第二悬浮架纵向梁102的下方均设有电磁铁模拟梁6，所述第一悬浮架纵向梁101和所述电磁铁模拟梁6之间及所述第二悬浮架纵向梁102与所述电磁铁模拟梁6之间均安装有直线电机模拟梁7，所述悬浮架构架本体1底壁的四角均设有电磁铁安装座8，所述电磁铁模拟梁6的两端分别连接在相邻的两个所述的电磁铁安装座8的侧壁上；

所述悬浮架构架本体1的顶壁的四角均设有空气弹簧加载座9，所述横向载荷加载机构3的一端连接于所述空气弹簧加载座9的侧壁，所述横向载荷加载机构3的另一端连接于所述试验支撑平台2，所述横向载荷加载机构3通过所述空气弹簧加载座9将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体1；所述垂向载荷加载机构5的一端连接于所述空气弹簧加载座9的顶壁，所述垂向载荷加载机构5的另一端连接于所述试验支撑平台2，所述垂向载荷加载机构5通过所述空气弹簧加载座9对所述悬浮架构架本体1进行垂向载荷加载；所述纵向载荷加载机构4的一端穿设于所述空气弹簧加载座9与所述第一悬浮架纵向梁101及所述第二悬浮架纵向梁102连接，所述纵向载荷加载机构4的另一端连接于所述试验支撑平台2；且所述横向载荷加载机构3、纵向载荷加载机构4和垂向载荷加载机构5互相垂直。

本发明的磁浮车辆悬浮架构架在进行强度试验时，主要需要考虑垂向、横向和纵向载荷，其中，垂向载荷主要来自于上方车体重量，因此需要通过垂向载荷加载机构5在四个空气弹簧加载座9上进行垂向加载；横向载荷主要来自于车体通过曲线时的离心力或车体侧墙受到侧风作用，通过四个空气弹簧加载座9传递到悬浮架构架本体1上；因而横向载荷是通过横向载荷加载机构3在四个空气弹簧加载座上进行横向加载。纵向载荷主要产生于车辆启动制动或加速减速时车体和悬浮架构架本体1之间的连接处，因此纵向载荷可通过纵向的作动器加载于车体和悬浮架构架本体1之间的连接处；本发明的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置能够根据磁浮车辆实际运营工况对悬浮架构架本体1进行横向、纵向及垂向约束和加载，且其结构科学合理，大大提高了试验的效率。

所述的悬浮架构架本体1的整体通过紧固于电磁铁安装座8上的电磁铁来实现支撑约束，在进行强度试验时，试验对象为不带电磁铁和直线电机的悬浮架构架额，因此需要通过试验工装来模拟电磁铁和直线电机，以便进行约束和加载。

优选地，所述的直线电机模拟梁7左右各一个，采用槽钢形式，槽钢下表面带有八个通孔，与悬浮架构架本体1的左右纵向梁下表面的八个螺栓孔相配合，通过丝杆将直线电机模拟梁7悬吊于悬浮架构架本体1的左右纵向梁下方，可根据直线电机实际质量在槽钢内部增加配重。电磁铁模拟梁6左右各一个，梁的前后外侧面各焊接有带有螺纹孔的钢板，钢板上的螺纹孔与悬浮架构架电磁铁安装座8上的通孔配合。

请参照图5，所述空气弹簧加载座9包括连接柱901和安装框体902，所述连接柱901安装在所述悬浮架构架本体1顶壁的四角上，所述安装框体902用于连接所述横向载荷加载机构3、纵向载荷加载机构4和垂向载荷加载机构5。

本发明的空气弹簧加载座9采用连接柱901和安装框体902的结构形式，方便连接横向载荷加载机构3、纵向载荷加载机构4和垂向载荷加载机构5。

优选地，所述的空气弹簧加载座9由上下两部分焊接组成，上部分为四块钢板焊接而成的四方结构，上表面与垂向载荷加载机构5相连，侧面与横向载荷加载机构3相连，为避免和纵向载荷加载机构4干涉，空气弹簧加载座9的上部分前后贯通。空气弹簧加载座9的下部为空心圆柱，圆柱外表面铣削光滑，与悬浮架构架空气弹簧安装座内侧面采用小间隙配合，以便横向载荷通过空气弹簧加载座9传递至悬浮架构架本体1上。

请参照图6，所述横向载荷加载机构3包括横向加载组件10和横向约束组件11，所述试验支撑平台2为凹型平台，所述支撑平台包括两个平台端201和凹进部202，所述凹进部202设于两个所述平台端201的中部；

所述横向约束组件11安装在所述平台端201且与所述悬浮架横梁103平行设置，所述横向加载组件10的一端连接所述横向约束组件11，所述横向加载组件10的另一端连接所述空气弹簧加载座9的侧壁，实现将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体1。

本发明横向载荷加载机构3的横向约束组件11安装在凹型平台上为横向加载组件10提供支撑作用，横向加载组件10的另一端连接空气弹簧加载座9的侧壁，实现将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体1。

请参照图7，所述横向约束组件11包括四个横向约束单元，四个横向约束单元分成两组，两组所述横向约束单元分别安装在两个所述平台端201且与所述悬浮架横梁103平行设置，每个所述的横向约束单元均包括第一支撑柱1101、横向反力座1102和横向支撑杆1103，四个所述第一支撑柱1101及四个所述横向反力座1102均安装在所述平台端201，所述横向支撑杆1103的第一端与所述电磁铁模拟梁6连接，所述横向支撑杆1103的第二端与所述横向反力座1102的侧壁连接。

本发明的四根第一支撑柱1101能同时起到为四个横向加载作动器1001提供支撑作用，每个横向加载作动器1001作用于空气弹簧加载座9的侧面，进而将横向载荷传递至悬浮架构架。横向约束组件11的一端通过拉板固定于电磁铁模拟梁6的侧面，另一端固定于横向反力座1102，横向反力座1102固定安装在试验平台的平台端201，为悬浮架构架提供横向约束。

请参照图7，所述横向加载组件10包括横向加载作动器1001，所述横向加载作动器1001的伸出端球铰支座连接于所述安装框体902的侧壁，所述横向加载作动器1001的尾部球铰支座连接于所述第一支撑柱1101的侧壁。

具体地，所述的横向加载作动器1001通过作动器伸出端球铰支座连接于空气弹簧加载座9的侧面，横向加载作动器1001的尾部球铰支座通过螺栓连接于左右分布的第一支撑柱1101。采用上述连接方式，不仅使得横向加载作动器1001的安装稳定，而且便于更换零件。

请参照图4和图7，两个所述电磁铁模拟梁6的第一端及第二端之间均连接有抗菱形梁12。

本发明为了防止加载过程中整个系统产生菱形错位变形，左右两根电磁铁模拟梁6端部通过一根抗菱形梁约束。

请参照图8，所述垂向载荷加载机构5包括垂向加载组件13和垂向约束组件14，所述垂向约束组件14安装在所述试验支撑平台2上且与所述悬浮架横梁103垂直，所述垂向加载组件13的一端连接所述垂向约束组件14，所述垂向加载组件13的另一端连接所述空气弹簧加载座9的顶壁，实现将垂向载荷传递到所述悬浮架构架本体1。

本发明垂向约束组件14安装在所述试验支撑平台2为垂向加载组件13提供支撑作用，垂向加载组件13连接空气弹簧加载座9的顶壁，实现将垂向载荷传递到所述悬浮架构架本体1。

请参照图8，所述垂向约束组件14包括两个垂向加载横梁1401和多个垂向支撑杆1402，两个所述垂向加载横梁1401分别跨接在分布于所述凹进部202两侧的平台端201上的第一支撑柱1101之间，多个所述垂向支撑杆1402分成两组，两组所述垂向支撑杆1402的第一端均通过轴承座15安装在所述电磁铁模拟梁6的底壁，两组所述垂向支撑杆1402的第二端均通过所述轴承座15安装在所述凹进部202；

所述垂向加载组件13包括垂向加载作动器1301，所述垂向加载作动器1301的伸出端球铰支座连接于所述安装框体902的顶壁，所述垂向加载作动器1301的尾部球铰支座连接于所述垂向加载横梁1401的底壁。

本发明的试验支撑平台2左右两侧安装有4根第一支撑柱1101，每两根第一支撑柱1101之间支撑一根垂向加载横梁1401，前后两根垂向加载横梁1401悬挂四个垂向加载作动器1301，四个垂向加载作动器1301加载于四个空气弹簧加载座9的上表面，进而将垂向载荷传递至悬浮架构架本体1上。所述悬浮架构架本体1与左右两根电磁铁模拟梁6固定连结，每根电磁铁模拟梁6通过四套垂向支撑工装支撑于试验支撑平台2的凹进部202。

为了约束悬浮架构架本体1的横向位移与垂向位移，将电磁铁模拟梁6与悬浮架构架本体1之间紧固连接，垂向约束组件14和横向约束组件11连接于电磁铁模拟梁6上可以为整个悬浮架构架本体1提供垂向支撑和横向约束。

请参照图9，所述纵向载荷加载机构4包括纵向加载组件16和纵向约束组件17，所述纵向约束组件17安装在所述平台端201且位于所述悬浮架构架本体1的外缘，所述第一悬浮架纵向梁101和所述第二悬浮架纵向梁102上均设有安装底座104，所述纵向加载组件16的一端连接所述纵向约束组件17，所述纵向加载组件16的另一端穿过所述空气弹簧加载座9并通过所述安装底座104安装在所述第一悬浮架纵向梁101及所述第二悬浮架纵向梁102上，实现将纵向载荷传递到所述悬浮架构架本体1。

本发明的纵向载荷加载机构4的纵向约束组件17安装在所述平台端201且位于所述悬浮架构架本体1的外缘，为纵向加载组件16提供支撑作用，纵向加载组件16穿过空气弹簧加载座9并通过安装底座104连接第一悬浮架纵向梁101及第二悬浮架纵向梁102，实现将纵向载荷传递到所述悬浮架构架本体1。

请参照图9，所述纵向约束组件17包括两个第二支撑柱1701、纵向加载横梁1702和纵向约束反力座1703，两个所述第二支撑柱1701相对安装在所述凹进部202两侧的平台端201上，所述纵向加载横梁1702跨接在两个第二支撑柱1701之间；

所述纵向加载组件16包括两个纵向加载作动器1601，所述纵向加载作动器1601的伸出端穿过所述安装框体902的通孔与所述安装底座104连接，所述纵向加载作动器1601的尾部球铰支座连接于所述纵向加载横梁1702的侧壁；

所述纵向约束反力座1703固定安装在所述凹进部202，位于同侧的所述横向反力座1102之间均设有约束钢板18，所述第一悬浮架纵向梁101和所述第二悬浮架纵向梁102的底壁上均设有纵向止挡座，任一所述的约束钢板18与所述横向反力座1102之间均设有纵向约束梁19，所述纵向约束梁19的一端套设于所述纵向约束反力座1703的顶端，所述纵向约束梁19的另一端穿过所述纵向止挡座与所述约束钢板18连接。

本发明的试验支撑平台2左右两侧的平台端201安装有两根第二支撑柱1701，两根第二支撑柱1701支撑起一根纵向加载横梁1702，纵向加载横梁1702为两个纵向加载作动器1601提供支撑；同侧的横向反力座1102之间的约束钢板18与纵向约束反力座1703共同为纵向约束梁19提供约束，纵向约束梁19中部与悬浮架构架下表面的纵向止档座紧贴，将悬浮架构架纵向位移进行约束。纵向加载作动器1601的加载端穿过空气弹簧加载座9与安装底座连接，将纵向载荷传递至悬浮架构架本体上。

所述悬浮架构架本体1的第一悬浮架纵向梁101和第二悬浮架纵向梁102的下表面设有纵向止挡座，纵向止挡座与纵向约束梁19紧贴，纵向约束梁19一端固定在纵向约束支撑座1704上，另一端固定在横向反力座1102上，为悬浮架构架提供纵向约束。

具体地，所述纵向加载作动器1601与所述安装底座104之间通过纵向推力杆连接，所述纵向加载作动器1601通过作动器伸出端丝杆与纵向推力杆一端螺纹孔连接，所述纵向推力杆另一端丝杆与向心关节轴承内部螺纹连接，向心关节轴承通过销轴连接于悬浮架构架本体1上的安装底座104，纵向加载作动器1601尾部球铰支座连接于纵向加载横梁1702侧面，实现了为纵向加载作动器1601提供反力支撑，同时纵向推力杆穿过前后贯通的空气弹簧加载座9上部，与悬浮架构架纵向梁上方的安装底座104连接，将纵向载荷传递至悬浮架构架。

本发明的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置的载荷与约束传递路径分别是：

横向载荷与横向约束：四根第一支撑柱1101能同时起到为四个横向加载作动器1001提供支撑的作用，横向约束组件11的一端通过拉板固定于电磁铁模拟梁6的侧面，另一端固定于横向反力座1102，横向反力座1102固定安装在试验平台的平台端201，为悬浮架构架提供横向约束，每个横向加载作动器1001作用于空气弹簧加载座9装的侧面，进而将横向载荷传递至悬浮架构架本体1上。

垂向载荷与垂向约束：试验支撑平台2左右两侧安装有4根第一支撑柱1101，每两根第一支撑柱1101之间支撑一根垂向加载横梁1401，前后两根垂向加载横梁1401悬挂四个垂向加载作动器1301，四个垂向加载作动器1301加载于四个空气弹簧加载座9的上表面，进而将垂向载荷传递至悬浮架构架本体1上，与悬浮架构架本体1紧固连接的每根电磁铁模拟梁6下方支撑有四套垂向支撑杆1402，为悬浮架构架本体1提供垂向位移约束。

纵向载荷与纵向约束：试验支撑平台2的左右两侧的平台端201安装有两根第二支撑柱1701，两根第二支撑柱1701支撑起一根纵向加载横梁1702，纵向约束梁19一端固定在纵向约束反力座1703上，另一端固定在横向反力座1102上，同时纵向约束梁19中部与悬浮架构架本体1的第一纵向梁101与第二纵向梁102下表面的纵向止档座紧贴，为悬浮架构架本体1提供纵向约束，纵向加载横梁1702为两个纵向加载作动器1601提供支撑，纵向加载作动器160的加载端与安装底座104连接，将纵向载荷传递至悬浮架构架本体1。

目前，虽然有针对于悬浮架构架进行强度试验的加载装置，但现有的加载装置仅仅是针对于单侧悬浮架构架进行加载的；与现有专利相比，纵向载荷施加方式以及纵向约束方式不同，本发明提到的纵向载荷是通过悬浮架构架本体1上方的安装底座104施加的，在第一悬浮架纵向梁101和第二悬浮架纵向梁102下方的纵向止档座施加纵向约束，载荷与约束的施加方式都与磁浮车辆实际运行时悬浮架构架的受力情况一致，而现有装置的纵向载荷是在被试对象两端进水平加载，约束在被试对象上方。

垂向载荷的施加及垂向约束方式也不同，本发明提到的垂向载荷是在悬浮架上方的空气弹簧处进行加载的，垂向约束施加在悬浮架构架本体1的下方电磁铁处；目的是为了模拟磁浮车辆实际运行中垂向载荷来自于上方车体重量，作用在悬浮架构架本体1的空气弹簧的上方，悬浮架电磁铁与轨道之间产生的悬浮力为整个系统提供垂向支撑，而现有的垂向载荷是在被试对象下方进行垂向加载，约束在上方，二者的加载与约束方式正好相反。

横向载荷的施加方式以及横向约束方式不同，本发明根据磁浮车辆实际运行时，上方车体可能会受到侧风作用或曲线离心力作用进而对悬浮架构架本体1产生横向作用力，考虑将悬浮架构架本体1受到的来自上方车体的横向力作用在空气弹簧的侧面，同时，将横向约束布置在与悬浮架构架本体1紧固连接的电磁铁模拟梁6处，与实际受力情况一致。而现有技术是在悬浮架纵向梁中部直接施加横向载荷，将纵向梁端部夹紧来实现横向约束。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：包括悬浮架构架本体(1)、试验支撑平台(2)、横向载荷加载机构(3)、纵向载荷加载机构(4)和垂向载荷加载机构(5)，所述悬浮架构架本体(1)包括第一悬浮架纵向梁(101)、第二悬浮架纵向梁(102)和两根悬浮架横梁(103)，两根所述悬浮架横梁(103)分别跨接在所述第一悬浮架纵向梁(101)和所述第二悬浮架纵向梁(102)的两端，所述第一悬浮架纵向梁(101)和所述第二悬浮架纵向梁(102)的下方均设有电磁铁模拟梁(6)，所述第一悬浮架纵向梁(101)和所述电磁铁模拟梁(6)之间及所述第二悬浮架纵向梁(102)与所述电磁铁模拟梁(6)之间均安装有直线电机模拟梁(7)，所述悬浮架构架本体(1)底壁的四角均设有电磁铁安装座(8)，所述电磁铁模拟梁(6)的两端分别连接在相邻的两个所述的电磁铁安装座(8)的侧壁上；

所述悬浮架构架本体(1)的顶壁的四角均设有空气弹簧加载座(9)，所述横向载荷加载机构(3)的一端连接于所述空气弹簧加载座(9)的侧壁，所述横向载荷加载机构(3)的另一端连接于所述试验支撑平台(2)，所述横向载荷加载机构(3)通过所述空气弹簧加载座(9)将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体(1)；所述垂向载荷加载机构(5)的一端连接于所述空气弹簧加载座(9)的顶壁，所述垂向载荷加载机构(5)的另一端连接于所述试验支撑平台(2)，所述垂向载荷加载机构(5)通过所述空气弹簧加载座(9)对所述悬浮架构架本体(1)进行垂向载荷加载；所述纵向载荷加载机构(4)的一端穿设于所述空气弹簧加载座(9)与所述第一悬浮架纵向梁(101)及所述第二悬浮架纵向梁(102)连接，所述纵向载荷加载机构(4)的另一端连接于所述试验支撑平台(2)；且所述横向载荷加载机构(3)、纵向载荷加载机构(4)和垂向载荷加载机构(5)互相垂直。

2.根据权利要求1所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述空气弹簧加载座(9)包括连接柱(901)和安装框体(902)，所述连接柱(901)安装在所述悬浮架构架本体(1)顶壁的四角上，所述安装框体(902)用于连接所述横向载荷加载机构(3)、纵向载荷加载机构(4)和垂向载荷加载机构(5)。

3.根据权利要求2所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述横向载荷加载机构(3)包括横向加载组件(10)和横向约束组件(11)，所述试验支撑平台(2)为凹型平台，所述支撑平台包括两个平台端(201)和凹进部(202)，所述凹进部(202)设于两个所述平台端(201)的中部；

所述横向约束组件(11)安装在所述平台端(201)且与所述悬浮架横梁(103)平行设置，所述横向加载组件(10)的一端连接所述横向约束组件(11)，所述横向加载组件(10)的另一端连接所述空气弹簧加载座(9)的侧壁，实现将横向载荷传递到所述悬浮架构架本体(1)。

4.根据权利要求3所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述横向约束组件(11)包括四个横向约束单元，四个横向约束单元分成两组，两组所述横向约束单元分别安装在两个所述平台端(201)且与所述悬浮架横梁(103)平行设置，每个所述的横向约束单元均包括第一支撑柱(1101)、横向反力座(1102)和横向支撑杆(1103)，四个所述第一支撑柱(1101)及四个所述横向反力座(1102)均安装在所述平台端(201)，所述横向支撑杆(1103)的第一端与所述电磁铁模拟梁(6)的连接，所述横向支撑杆(1103)的第二端与所述横向反力座(1102)的侧壁连接。

5.根据权利要求4所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述横向加载组件(10)包括横向加载作动器(1001)，所述横向加载作动器(1001)的伸出端球铰支座连接于所述安装框体(902)的侧壁，所述横向加载作动器(1001)的尾部球铰支座连接于所述第一支撑柱(1101)的侧壁。

6.根据权利要求1所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：两个所述电磁铁模拟梁(6)的第一端及第二端之间均连接有抗菱形梁(12)。

7.根据权利要求4所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述垂向载荷加载机构(5)包括垂向加载组件(13)和垂向约束组件(14)，

所述垂向约束组件(14)安装在所述试验支撑平台(2)且与所述悬浮架横梁(103)垂直，所述垂向加载组件(13)的一端连接所述垂向约束组件(14)，所述垂向加载组件(13)的另一端连接所述空气弹簧加载座(9)的顶壁，实现将垂向载荷传递到所述悬浮架构架本体(1)。

8.根据权利要求7所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述垂向约束组件(14)包括两个垂向加载横梁(1401)和多个垂向支撑杆(1402)，两个所述垂向加载横梁(1401)分别跨接在分布于所述凹进部(202)两侧的平台端(201)上的第一支撑柱(1101)之间，多个所述垂向支撑杆(1402)分成两组，两组所述垂向支撑杆(1402)的第一端均通过轴承座(15)安装在所述电磁铁模拟梁(6)的底壁，两组所述垂向支撑杆(1402)的第二端均通过所述轴承座(15)安装在所述凹进部(202)；

所述垂向加载组件(13)包括垂向加载作动器(1301)，所述垂向加载作动器(1301)的伸出端球铰支座连接于所述安装框体(902)的顶壁，所述垂向加载作动器(1301)的尾部球铰支座连接于所述垂向加载横梁(1401)的底壁。

9.根据权利要求4所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述纵向载荷加载机构(4)包括纵向加载组件(16)和纵向约束组件(17)，所述纵向约束组件(17)安装在所述平台端(201)且位于所述悬浮架构架本体(1)的外缘，所述第一悬浮架纵向梁(101)和所述第二悬浮架纵向梁(102)上均设有安装底座(104)，所述纵向加载组件(16)的一端连接所述纵向约束组件(17)，所述纵向加载组件(16)的另一端穿过所述空气弹簧加载座(9)并通过所述安装底座(104)安装在所述第一悬浮架纵向梁(101)及所述第二悬浮架纵向梁(102)上，实现将纵向载荷传递到所述悬浮架构架本体(1)。

10.根据权利要求9所述的磁浮车辆悬浮架构架的强度试验装置，其特征在于：所述纵向约束组件(17)包括两个第二支撑柱(1701)、纵向加载横梁(1702)和纵向约束反力座(1703)，两个所述第二支撑柱(1701)相对安装在所述凹进部(202)两侧的平台端(201)上，所述纵向加载横梁(1702)跨接在两个第二支撑柱(1701)之间；

所述纵向加载组件(16)包括两个纵向加载作动器(1601)，所述纵向加载作动器(1601)的伸出端穿过所述安装框体(902)的通孔与所述安装底座(104)连接，所述纵向加载作动器(1601)的尾部球铰支座连接于所述纵向加载横梁(1702)的侧壁；

所述纵向约束反力座(1703)固定安装在所述凹进部(202)，位于同侧的所述横向反力座(1102)之间均设有约束钢板(18)，所述第一悬浮架纵向梁(101)和所述第二悬浮架纵向梁(102)的底壁上均设有纵向止挡座，任一所述的约束钢板(18)与所述横向反力座(1102)之间均设有纵向约束梁(19)，所述纵向约束梁(19)的一端套设于所述纵向约束反力座(1703)的顶端，所述纵向约束梁(19)的另一端穿过所述纵向止挡座与所述约束钢板(18)连接。