專利名稱：軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對軌道車輛的整個車體進行氣密性和疲勞試驗的裝置，屬于軌道車輛制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)軌道車輛的時速已達到每小時380公里以上，380公里以上速度級動車組在運行及列車交會，特別是過隧道及隧道內(nèi)交會時，車體所承受的氣動載荷越發(fā)嚴重，對車體的強度和壽命都提出了更高的要求。
同時，伴隨軌道車輛的高速運行，對列車的氣密性的要出也越來越高，車體氣密性好壞直接關(guān)系到乘客的舒適度的好壞，具有良好氣密性的車體可以有效減少乘客耳鳴現(xiàn)象的發(fā)生，所以車輛的氣密性能成為衡量車輛性能的重要指標之一。
在過去的軌道車輛生產(chǎn)過程中，由于技術(shù)條件的限制，一般不對整車進行氣密性試驗和疲勞試驗，但這已不能滿足現(xiàn)在迅速發(fā)展的高速軌道車輛的質(zhì)量要求，所以必須要有一種可以檢測整車氣密性疲勞試驗的試驗方法。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型主要目的在于解決上述問題，提供了一種檢測準確、精度高，操作簡易可行，而且可以提供準確的檢測數(shù)據(jù)以供分析研究的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置。
為實現(xiàn)上述目的，軌道車輛的車體氣密疲勞試驗方法的裝置，包括一個密封的試驗車廂；一個試驗箱體，所述車廂放置在所述試驗箱體內(nèi)；空氣動力裝置，用于向所述車廂和試驗箱體內(nèi)加載壓力；控制系統(tǒng)，用于控制上述加載壓力的波形；測試系統(tǒng)，用于檢測、 記錄、分析所述車體被測部位的應變量和車體變形。
所述空氣動力裝置包括向所述車廂內(nèi)加載壓力的內(nèi)加載設(shè)備及向所述試驗箱體內(nèi)加載壓力的外加載設(shè)備，所述內(nèi)加載設(shè)備和外加載設(shè)備分別通過空氣管路與所述車廂和試驗箱體連通，在每個空氣管路上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，每個所述流量調(diào)節(jié)閥通過連接線與所述控制系統(tǒng)連接。
所述內(nèi)加載設(shè)備和外加載設(shè)備由真空泵、空氣壓縮機及儲氣罐組成，或者為鼓風機。
所述控制系統(tǒng)包括若干個設(shè)置在所述車廂和試驗箱體內(nèi)的壓力傳感器，所述壓力傳感器通過信號線與控制電腦連接。
所述測試系統(tǒng)包括若干個車體被測部位應變量的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線與用于將應變量轉(zhuǎn)化為電信號的接收轉(zhuǎn)化器連接，所述接收轉(zhuǎn)化器通過數(shù)據(jù)線與電腦連接。所述的數(shù)據(jù)采集裝置為貼附于車體被測部位的應變片。
所述試驗箱體的斷面形狀為圓形或方形。
所述控制系統(tǒng)中預先存儲所需加壓的波形，所述的加壓波形為正弦波或三角波。
綜上內(nèi)容，本實用新型所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，可以模擬軌道車輛在實際運行過程中車內(nèi)和車外的壓力變化，對試驗車廂和試驗箱體加載，實現(xiàn)不同壓力和頻率的設(shè)定，并利用一套系統(tǒng)完成車體氣密性和車體疲勞試驗，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易可行，而且檢測精度高。軌道車輛的制造廠家通過該試驗方法和裝置，可以展開對整車車體焊接結(jié)構(gòu)氣密疲勞強度的研究，車體材料、焊縫對氣密疲勞強度的影響的研究，車體氣密性的研究，以及高速運行列車內(nèi)乘客舒適度的研究等等。

圖1本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3本實用新型控制系統(tǒng)原理圖。
如圖1至圖3所示，車廂1，試驗箱體2，內(nèi)加載設(shè)備3，外加載設(shè)備4，空氣管路5， 流量調(diào)節(jié)閥6，鼓風機7，壓力傳感器8，軌道9，控制電腦10，填充物11。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述 如圖1和圖2所示，本實用新型所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，包括一個待試驗的車廂1，一個試驗箱體2，空氣動力裝置，控制系統(tǒng)，及測試系統(tǒng)。
其中，試驗箱體2用于容納車廂1，其兩端具有供車廂1進出的門，試驗箱體2內(nèi)設(shè)置有用于供車廂1移動的軌道9。因為該裝置主要是模擬車輛實際運行過程中的壓力變化，特別是模擬車輛在過隧道或兩車交會時的壓力變化，來進行車體氣密疲勞試驗的，所以試驗箱體2的形狀可以模擬隧道的形狀，其斷面或為方形，或為圓形，如圖2所示，本實施例采用的是圓形設(shè)計。試驗箱體2的尺寸以體積最大的軌道車輛體體來制作，但當對體積較小的軌道車輛進行試驗時，可以在試驗箱體2內(nèi)填充一些填充物11，以縮小試驗箱體2的空間，保證試驗數(shù)據(jù)的準確。
待試驗的車廂1在進行試驗的時候，需要對車廂1進行嚴格的密封，除了要關(guān)閉車窗和乘客門外，還要將車廂1兩端的端門進行密封。車廂1端門的密封可以采用密封門(圖中未示出)，密封門是一個工裝門，它固定在車廂端門的門框上，與門框之間用密封條密封， 并使用工裝將密封門與門框之間連接固定，保證兩個端門處不會漏氣。
在進行試驗時，需要向車廂1內(nèi)和試驗箱體2內(nèi)充氣以加載壓力，空氣動力裝置用于向車廂1內(nèi)和試驗箱體2內(nèi)充氣。空氣動力裝置包括兩套裝置，一套是向車廂1內(nèi)加載壓力的內(nèi)加載設(shè)備3，另一套是向試驗箱體2內(nèi)加載壓力的外加載設(shè)備4，內(nèi)加載設(shè)備3和外加載設(shè)備4主要是提供一種穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)壓力的氣源，分別通過空氣管路5與車廂1和試驗箱體2連通，其中，內(nèi)加載設(shè)備3分別通過空氣管路fe和恥與車廂1連通，其中空氣管路fe為充氣管路，空氣管路恥為抽氣管路，外加載設(shè)備4分別通過空氣管路5c和5d與試驗箱體2連通，其中空氣管路5c為充氣管路，空氣管路5d為抽氣管路，在空氣管路fe和 5b及5c和5d上均設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥6，每個流量調(diào)節(jié)閥6通過連接線與控制系統(tǒng)連接。內(nèi)加載設(shè)備3和外加載設(shè)備4由真空泵、空氣壓縮機及儲氣罐(圖中未示出)組成，也可以只采用鼓風機7。
控制系統(tǒng)用于控制上述加載壓力的波形，如圖3所示，控制系統(tǒng)包括若干個設(shè)置
4在車廂1和試驗箱體2內(nèi)的壓力傳感器8，壓力傳感器8通過信號線與控制系統(tǒng)中的控制電腦10連接?？諝鈩恿ρb置給車廂1和試驗箱體2內(nèi)充氣，當壓力達到一定數(shù)值時，壓力傳感器8就將檢測到的信號通過信號線反饋至控制電腦10，模擬車輛實際運行時車內(nèi)和車外壓力的變化，在控制電腦中已預先設(shè)定好所需加載壓力的波形，波形一般可為正弦波或者三角波，控制電腦10將接收到的壓力信號進行計算，完成計算后，與預先設(shè)定好所需加載壓力的波形進行比較，再將信號傳輸至每個流量調(diào)節(jié)閥6，通過實時調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥6的流量和開關(guān)，以完成試驗所需要的加載波形。
測試系統(tǒng)用于檢測、記錄、分析所述車體被測部位的應變量和車體變形，其包括若干個車體被測部位應變量的數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置可以采用貼附于車體被測部位的應變片，應變片通過數(shù)據(jù)線與接收轉(zhuǎn)化器連接，接收轉(zhuǎn)化器將接收到的應變量轉(zhuǎn)化為電信號向外傳輸至測試系統(tǒng)中的電腦，電腦再將這些電信號轉(zhuǎn)化為相應的應變量，再進行車體各被測部位的應變量數(shù)據(jù)的計算和分析，從而確定車體的變形情況，完成整個氣密疲勞試驗。
下面進一步詳細描述車體氣密疲勞試驗的步驟 1)首先將車廂1拖入試驗箱體2內(nèi)，將若干個壓力傳感器8和應變片安裝在車體需要檢測的部位，并將壓力傳感器8通過信號線連接于控制系統(tǒng)中的控制電腦上，將應變片通過數(shù)據(jù)線連接于測試系統(tǒng)中的接收轉(zhuǎn)化器上，接收轉(zhuǎn)化器再通過數(shù)據(jù)線與測試系統(tǒng)中的電腦連接，并對各設(shè)備的數(shù)據(jù)調(diào)零。
2)將車廂1的車窗和乘客門關(guān)閉，用密封門將車廂1兩端的端門密封，從而將整個車廂1密封。
3)開始進行氣密性試驗，開啟內(nèi)加載設(shè)備3，通過空氣管路fe向車廂1內(nèi)充氣。
4)車廂1內(nèi)空氣的壓力會逐漸上升，此時，通過壓力傳感器8就可以檢測到車廂1 內(nèi)的空氣壓力，并傳輸給控制電腦10，控制電腦10對壓力數(shù)據(jù)進行實時記錄和顯示。
4)當車廂1內(nèi)的空氣壓力上升達到規(guī)定的最高壓力時，如可設(shè)置最高壓力值為 8000 ，通過控制電腦10將空氣管路fe上的流量調(diào)節(jié)閥6關(guān)閉，停止向車廂1內(nèi)充氣。
5)讓車廂1在自然的狀態(tài)下泄漏，此時，車廂1內(nèi)空氣的壓力就會慢慢下降，當車廂1內(nèi)的壓力下降到一定值時，如可設(shè)定此壓力值為4000Pa，控制電腦10中的計時器開始計時，進而壓力再下降到設(shè)定值1000 時，計時停止。
車廂1內(nèi)的空氣壓力從40001 降到10001 所需的時間，如果大于規(guī)定值時(一般軌道車輛的生產(chǎn)廠家的內(nèi)控標準為200s)，就可以判斷車輛的氣密性符合車輛的設(shè)計要求，如果小于規(guī)定值200s時，就說明車輛的氣密性不能滿足車輛的設(shè)計要求。
6)氣密性試驗完成后，將試驗箱體2密封，開啟內(nèi)加載設(shè)備3和外加載設(shè)備4，向車廂1和試驗箱體2內(nèi)充氣加載，制造車體在隧道中產(chǎn)生的壓力，當壓力達到一定數(shù)值時， 壓力傳感器8就將檢測到的信號通過信號線反饋至控制電腦10，控制電腦10將接收到的壓力信號進行計算，完成計算后，與預先設(shè)定好所需加載壓力的波形進行比較，再將信號傳輸至每個流量調(diào)節(jié)閥6，通過實時調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥6的流量和開關(guān)，以完成試驗所需要的加載波形。
7)在加載的過程中，應變片感應車體被測部件的變形，將應變量實時傳輸?shù)浇邮辙D(zhuǎn)化器，接收轉(zhuǎn)化器將應變量轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至電腦中，電腦對接收到的數(shù)據(jù)進行實時記錄、計算、分析，以確定車體的變形情況。
8)在加載過程中，如發(fā)現(xiàn)應變數(shù)據(jù)出現(xiàn)突變，即終止試驗，檢查是應變片損壞，還是被測部位出現(xiàn)裂紋。如應變片損壞，則更換應變片；如發(fā)現(xiàn)裂紋，即終止試驗。
9)每加載1萬次，便停機，停止加載，對車體進行裂紋檢查。
如發(fā)現(xiàn)車體上有裂紋，即終止試驗。
如未發(fā)現(xiàn)裂紋，則可以繼續(xù)加載試驗，加載的總次數(shù)根據(jù)車體的材料、加工工藝、 形狀尺寸等確定，如在規(guī)定的總的試驗次數(shù)內(nèi)，被測車體未出現(xiàn)裂紋，則全部試驗結(jié)束。
如上所述，結(jié)合附圖和實施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于包括一個密封的試驗車廂(1)；一個試驗箱體O)，所述車廂(1)放置在所述試驗箱體O)內(nèi)；空氣動力裝置，用于向所述車廂(1)和試驗箱體O)內(nèi)加載壓力；控制系統(tǒng)，用于控制上述加載壓力的波形；測試系統(tǒng)，用于檢測、記錄、分析所述車體被測部位的應變量及車體的變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述空氣動力裝置包括向所述車廂(1)內(nèi)加載壓力的內(nèi)加載設(shè)備C3)及向所述試驗箱體O)內(nèi)加載壓力的外加載設(shè)備G)，所述內(nèi)加載設(shè)備C3)和外加載設(shè)備(4)分別通過空氣管路(5)與所述車廂(1)和試驗箱體( 連通，在每個空氣管路( 上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥(6)，每個所述流量調(diào)節(jié)閥(6)通過連接線與所述控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述內(nèi)加載設(shè)備C3)和外加載設(shè)備由真空泵、空氣壓縮機及儲氣罐組成，或者為鼓風機(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括若干個設(shè)置在所述車廂(1)和試驗箱體( 內(nèi)的壓力傳感器(8)，所述壓力傳感器 (8)通過信號線與控制電腦(10)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述測試系統(tǒng)包括若干個車體被測部位應變量的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線與用于將應變量轉(zhuǎn)化為電信號的接收轉(zhuǎn)化器連接，所述接收轉(zhuǎn)化器通過數(shù)據(jù)線與電腦連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集裝置為貼附于車體被測部位的應變片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述試驗箱體O)的斷面形狀為圓形或方形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)中預先存儲所需加壓的波形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，其特征在于所述的加壓波形為正弦波或三角波。
專利摘要本實用新型涉及一種軌道車輛的車體氣密疲勞試驗裝置，包括一個密封的試驗車廂；一個試驗箱體，所述車廂放置在所述試驗箱體內(nèi)；空氣動力裝置，用于向所述車廂和試驗箱體內(nèi)加載壓力；控制系統(tǒng)，用于控制上述加載壓力的波形；測試系統(tǒng)，用于檢測、記錄、分析所述車體被測部位的應變量及車體的變形。本裝置可以實現(xiàn)不同壓力和頻率的設(shè)定，并利用一套系統(tǒng)完成車體氣密性和車體疲勞試驗，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易可行，而且檢測精度高，可以為車體焊接結(jié)構(gòu)、車體材料、焊縫對氣密疲勞強度的影響等研究提供精確的數(shù)據(jù)依據(jù)。
文檔編號G01M17/08GK201983914SQ20112006535
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者劉作琪, 寇福俊, 王寶金, 丁叁叁, 周建樂, 馬云雙, 龔明, 鄧小軍 申請人:鐵道部運輸局, 南車青島四方機車車輛股份有限公司