[发明专利]对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的装置及方法

说明书

本发明属于轨道车辆橡胶弹性元件疲劳试验技术领域，具体公开了对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的装置，该装置包括模拟转向架组件和模拟车体组件，模拟转向架组件包括导向单元、水平加载单元和连杆单元，通过向下对导向单元施加垂向加载力从而对橡胶弹性元件进行垂向加载；连杆单元包括相互垂直的第一连杆和第二连杆，通过第一连杆和第二连杆对对橡胶弹性元件进行横向加载和纵向加载，以此实现对橡胶弹性元件同时进行垂向、纵向和横向三向加载试验。本方案还提供了对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的方法。

技术领域

本发明涉及对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的装置及方法，属于轨道车辆橡胶弹性元件疲劳试验技术领域。

背景技术

随着我国轨道交通业的快速发展，高速、安全、舒适已经成为轨道车辆设计制造的发展趋势，在轨道车辆一系减震系统和二系减振系统中安装减振橡胶弹性元件，使得车辆的安全性和舒适性有了很大的提高。轨道车辆橡胶弹性元件分一系减震元件和二系减振元件两大类，其中一系减振元件包括轴箱弹簧、一系簧等，二系减振元件包括二系减振垫、空气弹簧等，一系减振元件和二系减振元件都是由金属件和橡胶通过高温、高压硫化而成的弹性体，具有减振效果好、结构简单、维护方便等优点，因此在轨道车辆一系减震系统和二系减振系统中被广泛应用。

在轨道车辆运行过程中，当轨道车辆通过曲线时，根据车辆的实际运行工况，安装于轨道车辆一系减震系统和二系减振系统中的橡胶弹性元件会同时承受车体载重(即垂向载荷Fx)、平行于轨道的牵引力(即纵向载荷Fz)和垂直于轨道的水平侧向力(即横向载荷Fy)共三向载荷，在一系减震系统和二系减振系统中起着非常重要的作用。为确保车辆运行的安全性和平稳性，对橡胶弹性元件进行符合实际道路工况的三向组合加载试验，测试其真正的力学性能，具有非常重要的意义。

目前有关轨道车辆橡胶弹性元件的力学性能试验，多是采用分解后的单一加载方式或双向加载方式，主要存在如下问题：

1、单一的加载方式因无法模拟弹性元件同时承受多向载荷的工况，难以准确地表征出橡胶弹性元件在复杂应力条件下的疲劳性能，不能准确反映其真正的力学性能。

2、双向加载方式仅能对垂向及横向两向进行同时加载、或对垂向和纵向两向进行同时加载。如专利号为“201710841451.1”，专利名称为“纵置板弹簧垂纵向疲劳试验装置及方法”的发明专利，根据汽车上纵置板弹簧的实际安装方式、尺寸和承载变形的特点进行设计，可对板弹簧在垂向及纵向同时加载的情况下进行疲劳试验，检测板弹簧垂纵向的疲劳寿命，提高板弹簧复合方向加载的疲劳试验的可靠性和真实性。又如专利号为“200920064929.5”，专利名称为“橡胶弹簧两向加载静态性能试验机”，该试验机有竖向和水平两个加载方向，能够进行机车车辆用空气弹簧和橡胶堆等类似产品的竖向和水平的静态性能测试；该种试验机结构紧凑、效率高、性能可靠、精度高、稳定性好，采用计算机进行控制，试验操作简单方便、试验数据准确、显示版面直观。上述两个方案虽然能对产品同时进行两向加载试验，但不能对产品在垂向、横向和纵向上同时进行三向加载试验。

3、现有的橡胶弹性元件加载装置多只能对一个产品进行加载试验，当要对一个产品进行加载试验时，将一个产品放在加载装置的滑台上，对其进行试验；若需同时对两个产品进行加载试验，通常是在原有的滑台下方增设第二个滑台，并将待试验的两个产品分别放置在两个滑台上进行检测，由于两个滑台之间会相互摩擦干涉，将大大降低两个产品同时检测时试验数据的准确性。

发明内容

本发明提供的对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的装置，可模拟轨道线路实际工况，对轨道车辆同时进行垂向、横向和纵向三向组合加载试验，提高了橡胶弹性元件在复合加载工况下疲劳数据的准确性，提高了疲劳效率。本发明还提供了对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的方法。