[发明专利]一种列车车体交变气动载荷试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种列车车体交变气动载荷试验装置及试验方法，试验装置包括：模拟车体；管道，与模拟车体相连接，管道的内腔与模拟车体的内腔相连通，管道内设有活塞；活塞驱动机构，与活塞相连接以驱动活塞在管道内滑动；压力检测装置，与模拟车体相连接以检测模拟车体内的气压。该列车车体交变气动载荷试验装置及试验方法能够真实模拟列车高速通过隧道时的车内压力波动，为列车车内压力变动与人耳舒适度关系研究提供基础。

技术领域

本发明涉及列车试验装置技术领域，具体而言，涉及一种列车车体交变气动载荷试验装置及试验方法。

背景技术

如何研究列车车内压力变动与耳鸣关系和新造车体在交变气动载荷作用下的疲劳特性，制定科学的人耳气压舒适性标准，一直是一个难题。其困难在于，目前通常采用三角波等简化波形进行车体交变气动载荷疲劳试验，缺乏能真实模拟列车过隧道时车内外压差复杂曲线的车体交变气动载荷疲劳试验装置。

随着中国高速铁路近年来的长足进步，相关学者利用数值方法对列车通过隧道时车内压力波进行了研究，但无法进行车内压力变动与耳鸣关系实验室试验，难以得到旅客人耳不舒适的压力波动指标。为制定列车通过隧道时人耳舒适性标准提供依据，研究车内压力波动与人耳舒适性的关系，急需在实验室模拟列车高速通过隧道时的车内压力波，以研究车内压力变动与耳鸣关系，进而通过控制列车速度等手段保证旅客舒适性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种列车车体交变气动载荷试验装置及试验方法，以真实模拟列车高速通过隧道时的车内压力波动，为列车车内压力变动与人耳舒适度关系研究提供基础。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种列车车体交变气动载荷试验装置，包括：

模拟车体；

管道，与模拟车体相连接，管道的内腔与模拟车体的内腔相连通，管道内设有活塞；

活塞驱动机构，与活塞相连接以驱动活塞在管道内滑动；

压力检测装置，与模拟车体相连接以检测模拟车体内的气压。

进一步地，压力检测装置包括：

计算机；

动态压力传感器，安装在模拟车体上以检测模拟车体内的气压；

多通道放大器，多通道放大器的输入端与动态压力传感器的输出端相连接；

A/D转换器，A/D转换器的输入端与多通道放大器的输出端相连接，A/D转换器的输出端与计算机的输入端相连接。

进一步地，动态压力传感器的数量为多个，多个动态压力传感器分别设置在模拟车体的顶部和两侧。

进一步地，活塞驱动机构包括：

步进电机；

连杆，连杆的一端与步进电机的输出端相连接，连杆的另一端与活塞相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种列车车内气压波动与人耳舒适度关系的试验方法，采用上述的列车车体交变气动载荷试验装置进行试验，该试验方法包括以下步骤：

步骤S1：通过活塞驱动机构驱动活塞在管道内往复滑动；

步骤S2：通过压力检测装置检测活塞滑动过程中模拟车体内的气压值，并求出模拟车体内的气压变化量和气压变化率；

步骤S3：建立人耳气压传递函数数学模型，并以模拟车体内的气压变化量和气压变化率为输入，以人耳鼓膜位移为输出，对人耳气压传递函数数学模型进行仿真；

步骤S4：采用线性回归的方法分析仿真数据，建立模拟车体内的气压变化量和气压变化率与人耳鼓膜位移的关系，进而建立列车车内气压波动与人耳舒适度的评价关系式。