CN217738902U - 一种气动疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气动疲劳试验机，涉及气动疲劳试验装置领域。所述气动疲劳试验机包括：测试箱，形成有用于安装待测试件的测试部；控气组件，包括与所述测试箱连通的控气设备和多个阀门；所述阀门位于所述控气设备与所述测试箱连通的管路上，所述控气设备能够对所述测试箱进行抽气或充气；以及压力检测件，用于检测所述待测试件的压力值。

Description

一种气动疲劳试验机

技术领域

本申请涉及气动疲劳试验装置领域，尤其是涉及一种气动疲劳试验机。

背景技术

当列车高速通过隧道时，空气在隧道壁与列车壁的限制下会产生隧道压力波。该压力波通过车辆通风道进出口以及不同部件的缝隙向车内传递，造成车内压力波动，从而导致车内外存在压力差，即形成车体交变气动载荷，该交变气动载荷造成车体存在疲劳断裂的风险。因此，需要研制一种交变气动载荷试验装置，以便对车体及关键零部件进行气动疲劳测试，确保高速列车服役安全性。目前最为有效准确获得车体及关键零部件疲劳寿命的方法是进行线路试验，但是线路实验具有成本高，测试所需时间长的缺点，不适宜目前我国对高速列车裙板的实际实验。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种气动疲劳试验机，以解决现有的对车体及关键零部件进行气动疲劳测试的方法成本较高、测试周期较长的问题。

根据上述目的，本实用新型一种气动疲劳试验机，其中，所述气动疲劳试验机包括：

测试箱，形成有用于安装待测试件的测试部；

控气组件，包括与所述测试箱连通的控气设备和多个阀门；所述阀门位于所述控气设备与所述测试箱连通的管路上，所述控气设备能够对所述测试箱进行抽气或充气；以及

压力检测件，用于检测所述待测试件的压力值。

优选地，所述测试箱形成有用于与所述控气设备连接的连接部，所述连接部包括多个与所述测试箱的内部连通的连接孔。

优选地，所述测试箱形成为圆柱状；多个所述连接孔间隔均匀地分布于所述测试箱的侧壁，所述测试部位于所述测试箱的端面处。

优选地，所述测试箱的外侧壁设置有支架，以使所述测试箱的轴线保持水平；多个所述连接孔水平排布。

优选地，所述控气设备为风机，所述风机的进气端和出气端均连接有三通接头，所述三通接头的未与所述风机连接的第一端和第二端分别与所述连接部和大气连通。

优选地，所述控气组件还包括分管器，所述分管器的内部形成为空腔，所述分管器的第一端与两个所述三通接头的第一端连通；所述分管器的第二端与多个所述连接孔连通。

优选地，所述阀门包括多个气动蝶阀，两个所述三通接头与所述分管器连通的管路以及两个所述三通接头与所述大气连通的管路均设置有所述气动蝶阀。

优选地，与所述风机的出气端连通的所述三通接头为第一子三通接头，与所述风机的进气端连通的所述三通接头为第二子三通接头；

所述第一子三通接头与所述大气之间的所述气动蝶阀和所述第二子三通接头与所述连接部之间的所述气动蝶阀保持相同的工作状态；

所述第一子三通接头与所述连接部之间的所述气动蝶阀和所述第二子三通接头与所述大气之间的所述气动蝶阀保持相同的工作状态。

优选地，所述风机的进气端和出气端均设置有流量调节阀。

优选地，所述三通接头的第一端和第二端均连接有单向阀。

根据本实用新型的气动疲劳试验机，将待测试件固定在测试箱的测试部，而后再通过控气设备和阀门对测试箱进行抽气或充气，从而能够在待测试件处产生压差，以便于模拟待测试件安装于列车时的工作状态，进而再通过压力检测件对待测试件的压力进行实时检测，如此即可获知不同压差状态下的待测试件的受力情况，即实现气动疲劳测试。通过本试验机在室内即能够对不同的零部件进行测试，适用性高，极大地降低了实验成本和试验周期。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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是根据本实用新型的实施例的气动疲劳试验机的示意图；

图2是根据本实用新型的实施例的测试箱的示意图。

图标：1-测试箱；10-测试部；11-连接部；110-连接孔；12-支架；2-分管器；3-风机；31-第一子三通接头；32-第二子三通接头；41-第一子气动蝶阀；42-第二子气动蝶阀；43-第三子气动蝶阀；44-第四子气动蝶阀；51-第一子单向阀；52-第二子单向阀；53-第三子单向阀；54-第四子单向阀；6-流量调节阀；7-待测试件。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

如图1至图2所示，本实施例的气动疲劳试验机包括：测试箱1、控气组件以及压力检测件，通过该测试箱1能够固定待测试件7，通过控气组件能够灵活控制测试箱1中的压力值，从而能够模拟待测试件7安装于列车时的工作状态；而通过压力检测件则能够实时检测待测试件7所受到的压力。在下文中，将详细描述根据本实用新型的气动疲劳试验机的上述各部分的具体结构。

在本实施例中，如图1至图2所示，测试箱1被设置为圆柱状，其内部形成为空腔以便于通入气体，从而模拟待测试件7安装于列车时的工作状态；该测试箱1的侧部设置有两个支架12以便于测试箱1的稳定放置，该支架12还能够将测试箱1提升至便于实验人员操作的高度，从而提高实验的效率。而将该支架12被设置于测试箱1的侧部，能够使得圆柱状的测试相的轴线保持水平，从而便于下述待测试件7的安装和测试，并且便于测试箱1与下述控气组件相连接。

此外，该测试箱1形成有用于安装待测试件7的测试部10和用于连通控气组件的连接部11。具体地，该测试部10位于测试箱1的端面，其形成为与测试箱1的内部连通的镂空部，并且沿着该镂空部的侧边还设置有多个固定孔，从而通过固定孔能够将待测试件7稳定固定于测试箱1的端面，而将待测试件7设置于该镂空部，并且通过下述控气组件改变测试箱1内部的压力，则能够在待测试件7的内外表面(即该待测试件7面对测试箱1内部的侧部及其相对侧部)形成压差，从而模拟待测试件7安装于高速行驶的列车上的工作状态，进而保证本试验机测试结果的准确性。

需要说明的是，该镂空部的形状和大小没有具体要求，应根据实际情况而定，例如本实施例中的待测试件7是形成为长方体状的裙板，而为了便于裙板的连接并且增加测试结果的精准度，该镂空部被设置为长方形且大小与裙板相适配；而当待测试件7为列车门板或窗框等其他结构时，镂空部也可以被设置为其他形状，只要能够满足本试验机的测试需求，以便于实现上述技术效果即可。需要进一步说明的是，上述镂空部的大小与裙板相适配是指能够保证裙板的测试效果的大小，该镂空部应略小于待测试件7，以便于使测试箱1处于密封状态。此外，固定孔的形式、大小以及数量等均没有任何限制，只要能够保证待测试件7与测试箱1的稳定连接即可。

此外，该测试箱1的形状、大小等也并不限于此，但本实施例中的圆柱状的测试箱1相较于其他形状能够减小本实验机整体的体积，从而便于本试验机的移动、拆卸以及维修等操作。而上述支架12形状、数量以及具体安装位置等均没有具体限制，只要能够稳定支撑测试箱1即可。

此外，如图2所示，上述连接部11位于测试箱1的侧部，该连接部11形成为多个沿测试箱1的轴线方向均匀排布的连接孔110，该连接孔110与测试箱1的内部连通以便于下述控气组件的抽气和充气。在本实施例中，该连接孔110被设置为螺纹孔，即测试箱1通过螺纹连接的方式与控气组件连接，如此设置能够提高控气组件抽气或充气时的测试箱1的密封性。需要说明的是，在本实施例中，任意相邻两个连接孔110之间的间隔距离保持一致，以便于将气体均匀地抽离或导入测试箱1中，从而能够保证待测试件7所受到的压力载荷为均布载荷，即待测试件7所受到的压力均匀的分布于其表面并且能够与其表面完美贴合，进而避免出现应力集中的现象，如此保证了测试结果的准确性，同时也提高了待测试件7的使用寿命。

此外，需要进一步说明的是，多个连接孔110沿测试箱1的轴线方向排列能够增加控气组件抽气或充气的效率，以使得测试箱1更快速地达到测试所需的压力值，从而有效提高了测试效率。但多个连接孔110的具体排列方式没有限制，例如可以如本实施例中将多个连接孔110一字排开；或者，也可以将多个连接孔110交错设置以形成多排连接孔110；同样地，连接孔110的数量和大小等也均没有具体限制，只要能够满足测试的需求即可。

在本实施例中，对测试箱1进行抽气或充气是由控气组件实现的。如图1所示，该控气组件包括与上述测试箱1连通的控气设备和多个阀门，该阀门位于所述控气设备与所述测试箱1连通的管路上。具体地，该控气设备被设置为罗茨风机3，其具有风量范围广、占地面积小等优点，是适用于本试验机的最优选择。该风机3的进气端和出气端均连接有三通接头，两个所述三通接头的未与该风机3连接的第一端和第二端分别与上述连接部11和大气(即本试验机的外部空气)连通，以便于实现下述控制气体流向的技术效果。

此外，如图1所示，控气组件还包括分管器2，通过该分管器2能够实现将气体从多个连接孔110导入或抽离测试箱1。该分管器2形成有空腔，其两端分别形成有与三通接头和连接部11对应的接口，并且该接口与其空腔连通。具体地，在本实施例中，该分管器2的第一端形成有两个接口，以用于与上述两个三通接头的第一端对应连通；该分管器2的第二端形成有与多个连接孔110对应连通的接口，如此即能够实现上述技术效果。

此外，为了便于更好地描述控气组件的工作过程，设定与风机3的出气端连通的三通接头为第一子三通接头31，与风机3的进气端连通的三通接头为第二子三通接头32。在本实施例中，如图1所示，在第一子三通接头31和第二子三通接头32与分管器2连通的管路以及其二者与大气连通的管路中均设置有气动蝶阀，并且位于第一子三通接头31与大气之间的气动蝶阀(即第一子气动蝶阀41)和位于第二子三通接头32与连接部11之间的气动蝶阀(即第四子气动蝶阀44)保持相同的工作状态；位于第一子三通接头31与连接部11之间的气动蝶阀(即第二子气动蝶阀42)和位于第二子三通接头32与大气之间的气动蝶阀(即第三子气动蝶阀43)保持相同的工作状态。如此设置，即能够在不对本试验机的结构做出任何改动的前提下，改变风机3的进出气口反向，从而实现对测试箱1的充气以及抽气过程。

此外，在本实施例中，为了进一步的保证气体流向的准确性，在上述三通接头的第一端和第二端还连接有单向阀。具体地，如图1所示，第一子气动蝶阀41的出气端与大气之间设置有第一子单向阀51，第二子气动蝶阀42的出气端与测试箱1之间设置有第二子单向阀52，大气与第三子气动蝶阀43的进气端之间设置有第三子单向阀53，测试箱1与第四子气动蝶阀44之间设置有第四子单向阀54，而各个单向阀的导气方向如图1所示。

如此，当本试验机处于抽气状态时，测试箱1中的气体经第四子单向阀54、第四子气动蝶阀44、风机3、第一子气动蝶阀41以及第一子单向阀51流至空气中；当本试验机处于充气状态时，大气中的气体经第三子单向阀53、第三子气动蝶阀43、风机3、第二子气动蝶阀42以及第二子单向阀52流至测试箱1中。从而实现对待测试件7的周期性加载，进而再通过与待测试件7连接的压力测试件例如压力传感器对待测试件7进行实时检测，以获得待测试件7的相关实验数据(例如起最高压力幅值、压力波形等)，进而便于对待测试件7的结构等进行优化、以确保高速列车服役安全性。

此外，为了提高上述抽气或充气过程的精准程度，在风机3的进气端和出气端均设置有流量调节阀6。此外，尽管图中未示出，本实施例中的上述控气组件以及测试箱1均设置于同一可移动支架12上，以便于本试验机整体的移动。该可移动支架的大小等均没有具体限制，只要能够承受本试验机的重量、振动以及力矩并且便于本试验机的检修即可。优选地，该可移动支架的车轮采用橡胶轮，并配有防震垫。

根据本实用新型的如上所述的气动疲劳试验机，将待测试件7固定在测试箱1的测试部10，而后再通过控气设备和阀门对测试箱1进行抽气或充气，从而能够在待测试件7处产生压差，以便于模拟待测试件7安装于列车时的工作状态，进而再通过压力检测件对待测试件7的压力进行实时检测，如此即可获知不同压差状态下的待测试件7的受力情况，即实现气动疲劳测试。通过本试验机在室内即能够对不同的零部件进行测试，适用性高，极大地降低了实验成本和试验周期。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种气动疲劳试验机，其特征在于，所述气动疲劳试验机包括：

测试箱，形成有用于安装待测试件的测试部；

控气组件，包括与所述测试箱连通的控气设备和多个阀门；所述阀门位于所述控气设备与所述测试箱连通的管路上，所述控气设备能够对所述测试箱进行抽气或充气；以及

压力检测件，用于检测所述待测试件的压力值。

2.根据权利要求1所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述测试箱形成有用于与所述控气设备连接的连接部，所述连接部包括多个与所述测试箱的内部连通的连接孔。

3.根据权利要求2所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述测试箱形成为圆柱状；多个所述连接孔间隔均匀地分布于所述测试箱的侧壁，所述测试部位于所述测试箱的端面处。

4.根据权利要求3所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述测试箱的外侧壁设置有支架，以使所述测试箱的轴线保持水平；多个所述连接孔水平排布。

5.根据权利要求2所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述控气设备为风机，所述风机的进气端和出气端均连接有三通接头，所述三通接头的未与所述风机连接的第一端和第二端分别与所述连接部和大气连通。

6.根据权利要求5所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述控气组件还包括分管器，所述分管器的内部形成为空腔，所述分管器的第一端与两个所述三通接头的第一端连通；所述分管器的第二端与多个所述连接孔连通。

7.根据权利要求6所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述阀门包括多个气动蝶阀，两个所述三通接头与所述分管器连通的管路以及两个所述三通接头与所述大气连通的管路均设置有所述气动蝶阀。

8.根据权利要求7所述的气动疲劳试验机，其特征在于，与所述风机的出气端连通的所述三通接头为第一子三通接头，与所述风机的进气端连通的所述三通接头为第二子三通接头；

所述第一子三通接头与所述大气之间的所述气动蝶阀和所述第二子三通接头与所述连接部之间的所述气动蝶阀保持相同的工作状态；

所述第一子三通接头与所述连接部之间的所述气动蝶阀和所述第二子三通接头与所述大气之间的所述气动蝶阀保持相同的工作状态。

9.根据权利要求5所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述风机的进气端和出气端均设置有流量调节阀。

10.根据权利要求5所述的气动疲劳试验机，其特征在于，所述三通接头的第一端和第二端均连接有单向阀。

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