[发明专利]一种可变车辆荷载模型试验装置及试验方法

说明书

本发明涉及一种可变车辆荷载模型试验装置及试验方法，其中试验装置包括：模型箱，内填充有待试验的模型；模型车辆，包括车辆承台、可拆卸安装于车辆承台底面的两个轮轴、分别设于车辆承台轴向两端的两个牵引钩和置于车辆承台上的重块，轮轴与车辆承台的轴向垂直，且两端均设有可拆卸的一个或多个轮胎；两个电机，分别通过安装支架设于模型箱两端，并通过牵引绳分别连接至模型车辆的两个牵引钩；控制模块，与两个电机连接。与现有技术相比，本发明通过设计模型车辆可以模拟不同车重和不同的轮对数，以及两个电机从两边分别进行牵引，从而实现不同车辆状态包括加减速、制动等的模拟，从而提高模拟的准确性。

技术领域

本发明涉及荷载模拟试验装置，尤其是涉及一种可变车辆荷载模型试验装置及试验方法。

背景技术

随着汽车的使用量不断加大，越来越多的人开始关注车辆荷载对道路、桥梁、路基等交通工程构筑物的影响。虽然目前已有很多学者通过模型试验对此开展了大量研究，但现有的研究手段主要还是利用加载装置对构筑物模型顶部某定点重复施加竖向荷载，以此来模拟车辆循环荷载作用。此方法存在较多缺陷，施加的荷载与实际车辆荷载存在较大差异，无法准确模拟车辆荷载的影响。如：无法模拟车辆的移动效应，也不能探究车辆加速、减速、制动等情况对结构的影响。

也有部分学者，将加载装置改造成实际的车轮，但大多是独轮的情况，无法模拟出真实情况下车辆多轮共同作用的情况，更无法模拟出不同车辆类型(重量、轮距、轴距以及轮组数均不相同)对工程结构的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种可变车辆荷载模型试验装置及试验方法，通过设计模型车辆可以模拟不同车重和不同的轮对数，以及两个电机从两边分别进行牵引，从而实现不同车辆状态包括加减速、制动等的模拟，从而提高模拟的准确性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可以模拟各种车辆荷载的模型试验装置，包括：

模型箱，内填充有待试验的模型；

模型车辆，包括车辆承台、可拆卸安装于车辆承台底面的两个轮轴、分别设于车辆承台轴向两端的两个牵引钩和置于车辆承台上的重块，所述轮轴与车辆承台的轴向垂直，且两端均设有可拆卸的一个或多个轮胎；

两个电机，分别通过安装支架设于模型箱两端，并通过牵引绳分别连接至模型车辆的两个牵引钩；

控制模块，与两个电机连接。

进一步的，所述车辆承台上沿轴向排列有多组轮轴安装孔，通过变换轮轴所安装的轮轴安装孔调节两个轮轴之间的轴距。

进一步的，所述重块通过固定螺栓安装于车辆承台上。

进一步的，所述轮胎沿轮轴滑动，并由锁紧机构固定在任一位置。

进一步的，所述模型箱由多个矩形钢环堆叠而成，通过调节矩形钢环的数量调节高度。

进一步的，所述控制模块包括上位机和伺服系统，所述伺服系统的一端与上位机连接，另一端与两个电机连接。

进一步的，所述轮胎为橡胶轮胎。

进一步的，所述车辆承台由钢板制成。

此外，提供一种基于上述的模型试验装置的试验方法，包括：

步骤S1：调节模型箱的高度，并搭建待试验的模型，布设传感器；

步骤S2：调节模型车辆的轮胎、轴距、轮距和重块的质量；

步骤S3：将模型车辆置于模型的顶部后，连接牵引绳和牵引钩；

步骤S4：启动控制模块，控制电机使得牵引绳处于拉紧的状态；