[发明专利]橡胶弹性元件的四向复合加载疲劳试验装置

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，具体公开了橡胶弹性元件的四向复合加载疲劳试验装置，包括试验平台，试验平台上设有径向加载单元、扭转加载单元、竖向偏转加载单元、横向偏转加载单元和内侧设有两个试验弹性元件的拉杆组件；径向加载单元从试验平台的上部垂向对拉杆组件施加径向载荷，扭转加载单元从试验平台的一侧水平对拉杆组件施加扭转载荷，竖向偏转加载单元和横向偏转加载单元从试验平台与扭转加载单元相垂直的另一侧分别水平对拉杆组件施加竖向偏转载荷和横向偏转载荷。本发明可对橡胶弹性元件进行径向、扭转、竖向偏转和横向偏转四向复合加载疲劳试验，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。

技术领域

本发明涉及橡胶弹性元件的四向复合加载疲劳试验装置，属于轨道车辆橡胶弹性元件疲劳试验技术领域。

背景技术

橡胶弹性元件是由橡胶和金属件通过高温高压硫化而成的弹性体，具有柔性联接和缓冲振动的作用，能够承受复杂工作环境中来自径向、扭转和偏转等多向载荷的疲劳作用和瞬时冲击，主要起减振降噪作用，广泛应用于轨道交通和工业装备的减振系统中。目前橡胶弹性元件的疲劳性能主要通过三种方法获得。第一种是装机考核法，此种方法是将橡胶弹性元件直接安装到减振系统中，通过使用一段时间来观察产品的受力状态，验证其是否满足使用要求，这种方法试验周期长，风险高，难以获得具体的试验数据，无法指导产品设计和研发。第二种是有限元计算法，这种方法获得的数据与实际值有很大的差异，只能做为设计参考。第三种是试验测试法，这种方法是设计一种完全符合实际工况的试验装置及方法，将橡胶弹性元件安装于专用的试验装置上，通过试验设备施加轴向、径向、扭转和偏转载荷来测试其各项力学性能，能够在产品正式使用前获得各项具体的试验数据，指导产品结构优化设计，确保装产品质量，大大提高减振系统的安全性。现有技术中，有如下专利涉及采用实验测试法对橡胶弹性元件的疲劳性能进行检测：

1、专利号为：201610131919.3，专利名称为：球铰三向加载疲劳试验装置的发明专利，包括用于为试验球铰的径向加载提供动力的垂向动力机构一、用于为试验球铰的偏转加载和扭转加载提供动力的垂向动力机构二、对试验球铰施加径向载荷的径向施力装置、对试验球铰施加偏转载荷的偏转施力装置、对试验球铰施加扭转载荷的扭转施力装置、用于定位试验球铰的球铰定位装置和水平工作台，垂向动力机构一和垂向动力机构二并排架设在工作台上方；该发明提供的球铰三向加载疲劳试验装置，结构紧凑、占用空间小且三向加载同步性更高。该球铰三向加载疲劳试验装置主要是针对轨道车辆橡胶球铰类产品进行径向、偏转和扭转三向疲劳试验，加载方式和原理主要以加力臂的方式来实现扭转和偏转，同时配合径向加载实现压扭和压偏加载，该试验装置无法对产品进行径向、扭转、竖向偏转和横向偏转四向复合加载疲劳试验。

2、专利号为：202110936654.5，专利名称为：对轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载

试验的装置及方法的发明专利申请文件，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。该轨道车辆橡胶弹性元件进行组合加载试验的装置重点是针对压剪类橡胶弹簧产品进行垂向、横向和纵向的三向压剪复合疲劳试验，在具体结构实现方面是通过二套独立的四立柱框架系统来分别施加横向和纵向载荷，但这套试验装置无法对橡胶轴承、橡胶关节类产品进行径向、扭转、竖向偏转和横向偏转四向复合加载疲劳试验。

综上所述，亟需一种以部件方式进行承载，且能对各类橡胶弹性元件进行径向、扭转、竖向偏转和横向偏转四向复合加载疲劳试验的装置和试验方法。

发明内容

本发明提供的橡胶弹性元件的四向复合加载疲劳试验装置，可对橡胶弹性元件进行径向、扭转、竖向偏转和横向偏转四向复合加载疲劳试验，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。