[发明专利]基于整车振动模拟试验台的车体质量中心测试系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于整车振动模拟试验台的车体质量中心测试系统，包括：整车振动模拟试验台、力传感器和若干个车体支撑工装；所述整车振动模拟试验台，用于通过该整车振动模拟试验台使待测试车体绕X轴方向旋转相应角度；所述力传感器，用于在测试过程中获取待测试车体在X、Y、Z三方向上力的变化；所述车体支撑工装，置于待测试车体的车体枕梁与所述力传感器之间，用于支撑及固定待测试车体。本发明还提供了一种基于整车振动模拟试验台的车体质量中心测试方法。本发明解决了铁路车辆整备后车体质心无法在试验台测试的问题。

主权项

1.一种基于整车振动模拟试验台的车体质量中心测试系统，其特征在于，包括：整车振动模拟试验台、力传感器和若干个车体支撑工装；所述整车振动模拟试验台，用于通过该整车振动模拟试验台使待测试车体绕X轴方向旋转相应角度；所述力传感器设置在所述整车振动模拟试验台的台面与所述车体支撑工装的底面之间，用于在测试过程中获取待测试车体在X、Y、Z三方向上力的变化；所述车体支撑工装，置于待测试车体的车体枕梁与所述力传感器之间，用于支撑及固定待测试车体；其中，所述力传感器内部包括四个测力单元loadcell1、loadcell2、loadcell3和loadcell4；每个测力单元包括一个垂向力测力通道Fz，一个横向力测力通道Fy，一个纵向力测试通道Fx，以及三个加速度动态补偿通道AX、AY和AZ；所述系统包括四个车体支撑工装，其中一个车体支撑工装上带有定位销，所述定位销用于连接待测试车体的车体枕梁上的预设的接口，以使待测试车体与支撑工装准确对接和定位；所述四个车体支撑工装表面均安装有橡胶垫，用于加大待测试车体与所述车体支撑工装之间的静摩擦力；通过车体在X、Y、Z方向上所受的力Fx、Fy和Fz与测力通道上部质量部分的加速度测试通道AX，AY和AZ，进行动态补偿组合计算，去除力传感器运动时测力通道上质量部分的动态惯性力，以获取车体支撑工装及待测试车体所组成的整体的质心位置；Fz＝Fz_loadcell1+Fz_loadcell2+Fz_loadcell3+Fz_loadcell4；Mx＝(Fz_loadcell1+Fz_loadcell3‑Fz_loadcell2‑Fz_loadcell4)*Disy_loadcell/2+Mx_loadcell1+Mx_loadcell2+Mx_loadcell3+Mx_loadcell4；其中，Disy_loadcell为同一台面的力传感器中心横向间距；My＝(Fz_loadcell1+Fz_loadcell2‑Fz_loadcell3‑Fz_loadcell4)*Disx_loadcell/2+My_loadcell1+My_loadcell2+My_loadcell3+My_loadcell4；其中，Disx_loadcell为两个台面的纵向间距；Fz_loadcell1为所述力传感器的第一测力单元测得的Z方向上所受的力，Fz_loadcell2为所述力传感器的第二测力单元测得的Z方向上所受的力，Fz_loadcell3为所述力传感器的第三测力单元测得的Z方向上所受的力，Fz_loadcell4为所述力传感器的第四测力单元测得的Z方向上所受的力；Mx_loadcell1、My_loadcell1为所述力传感器的第一测力单元的力矩，Mx_loadcell2、My_loadcell2为所述力传感器的第二测力单元的力矩，Mx_loadcell3、My_loadcell3为所述力传感器的第三测力单元的力矩，Mx_loadcell4、My_loadcell4为所述力传感器的第四测力单元的力矩；其中，质心的计算方式为：其中，mfixture为车体支撑工装的质量；CGfixture为车体支撑工装的质心坐标；mcar为待测试车体的质量；mtotal为车体支撑工装与待测试车体整体质量；CGztotal为工装与待测试车体整体质心在Z轴上的坐标；CGzfixture为车体支撑工装质心在Z轴上的坐标。