[发明专利]模拟往复滚动荷载的结构疲劳试验方法

权利要求书

1.一种模拟往复滚动荷载的结构疲劳试验方法，其特征在于，该方法利用实验装置进行操作；所述实验装置包括被测试轨道、设于所述被测试轨道上的弧形加载平台及设于所述弧形加载平台上的力学测试与模拟设备；

所述弧形加载平台的底部呈弧形面结构且与所述被测试轨道的顶部滚动接触连接，所述弧形加载平台的顶部设有一对呈半球状的加载凸台；

所述力学测试与模拟设备沿荷载的移动方向设置于所述弧形加载平台的上部，其为对称布置的一对，所述的一对力学测试与模拟设备的底部分别滚动接触连接一对所述加载凸台；

一对所述加载凸台呈对称布置，其分别是由所述弧形加载平台相对两侧的顶面向上延伸形成；

该方法包括以下步骤：

(1)在待测试的轨道结构上，沿荷载的移动方向依次放置两台力学测试与模拟设备；

(2)根据滚动车轮的尺寸，设计制作弧形加载平台；然后，将所述弧形加载平台的上半部分滚动接触所述的两台力学测试与模拟设备，下半部分与被测试的轨道结构滚动接触；

(3)通过两台所述力学测试与模拟设备对所述被测试轨道进行加载，即在所述的两台力学测试与模拟设备的协同作用下，使所述弧形加载平台左右反复碾压被测轨道结构，模拟出车轮反复碾压被测轨道结构的工作情况，即可观察被测轨道结构在所述弧形加载平台反复碾压下的疲劳性能；

所述的两台力学测试与模拟设备的加载条件为：设定荷载力的高限值为Fmax，荷载力的低限值为Fmin，加载频率为ω，初相位角为设定两台力学测试与模拟设备反相位，即相位差为π，控制弧形加载平台的往复滚动，进而实现往复滚动疲劳试验的模拟。

2.如权利要求1所述的模拟往复滚动荷载的结构疲劳试验方法，其特征在于：所述的两台力学测试与模拟设备通过设定加载频率ω实现对滚动荷载移动速度的模拟，若被模拟车辆荷载轴距为L，则滚动荷载移动速度V＝ωL/(2π)。

3.如权利要求2所述的模拟往复滚动荷载的结构疲劳试验方法，其特征在于：所述的两台力学测试与模拟设备的加载曲线表示为：

上述式(1)中F₁(t)为其中一台所述力学测试与模拟设备在时间t时加载的荷载力；式(2)中F₂(t)为另一台所述力学测试与模拟设备在时间t时加载的疲劳荷载力；A为疲劳幅值，B为平均加载幅值；B+A/2构成疲劳加载的高限值Fmax；B-A/2构成疲劳加载的低限值Fmin；为初相位角。

4.如权利要求3所述的模拟往复滚动荷载的结构疲劳试验方法，其特征在于：所述初相位角可为任意值。

5.如权利要求1所述的模拟往复滚动荷载的结构疲劳试验方法，其特征在于：所述被测试轨道呈水平布置，其顶部呈平面结构。