一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，涉及壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括試驗(yàn)回路、控制組件和測(cè)量組件；試驗(yàn)回路中，安裝工裝與試驗(yàn)件組裝，形成密封的試驗(yàn)空間，安裝工裝與管路相連；控制組件中，PLC控制器直接控制第一電磁閥和第二電磁閥，進(jìn)而控制第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥，由氣源為氣動(dòng)閥提供動(dòng)力，并根據(jù)試驗(yàn)要求，風(fēng)機(jī)安裝在管路的任意一端或者兩端；測(cè)量組件設(shè)置在安裝工裝和試驗(yàn)件上。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬氣動(dòng)載荷形成的多種壓差環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)件施加均勻的分布載荷，能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)壓力差值和試驗(yàn)頻率，完全滿足運(yùn)輸工具因高速行駛對(duì)車門、車窗等部件產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)要求。
【專利說(shuō)明】
一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，尤其適用于承受氣動(dòng)載荷產(chǎn)生表面壓力脈動(dòng)的高鐵、地鐵、汽車等車門疲勞試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家高鐵的快速發(fā)展，列車運(yùn)行速度越來(lái)越快，其安全性和舒適性要求也越來(lái)越高。相對(duì)于低速運(yùn)行的列車來(lái)說(shuō)，高速列車在隧道通過、明線交會(huì)以及隧道交會(huì)等復(fù)雜工況下產(chǎn)生的氣動(dòng)載荷對(duì)列車的運(yùn)行安全性以及旅客乘坐舒適性存在較大的影響，尤其是屬于列車車體強(qiáng)度薄弱區(qū)的車門。
[0003]車門是列車的重要組成部分，不但具有上下旅客的作用，還具有隔音、隔熱以及密封等功能以保證車廂內(nèi)部的乘坐舒適性。在列車高速運(yùn)行時(shí)，車門的密封性使得車門內(nèi)外兩側(cè)會(huì)在氣動(dòng)載荷作用下產(chǎn)生一個(gè)壓力差，進(jìn)而使得車門發(fā)生變形。由于車門為多層材料膠粘而成，并且其上方設(shè)有觀察用的玻璃窗，因此難以通過理論計(jì)算或數(shù)學(xué)仿真等手段進(jìn)行較為準(zhǔn)確的車門疲勞特性分析。只有通過模擬實(shí)際的壓差環(huán)境的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)，才能考核車門的疲勞性能。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行車體材料疲勞試驗(yàn)一般采用實(shí)際線路試驗(yàn)的方式，即列車行駛在一條或某幾條有代表性的線路上，將相關(guān)傳感器安裝在關(guān)鍵部位，實(shí)時(shí)測(cè)量車體的外部載荷及其自身響應(yīng)。但是，這種方法具有費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、成本高、測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性差等缺點(diǎn)。此外，這樣的實(shí)際路試方法也會(huì)占用寶貴的鐵路運(yùn)輸資源，影響圖定列車的正常行駛。
[0005]車門在氣動(dòng)載荷環(huán)境下的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)的技術(shù)難點(diǎn)主要在于:第一，車門面積較大，且表面不平整;第二，氣動(dòng)載荷為均勻分布載荷;第三，壓力脈動(dòng)變化頻率為確定值(一般小于2Hz);第四，壓力脈動(dòng)循環(huán)次數(shù)多(一般為一百萬(wàn)次以上)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型提供一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，能夠解決上述四個(gè)技術(shù)問題，充分滿足試驗(yàn)要求，同時(shí)具有效率高、能耗低、成本低、測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0008]—種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)回路、控制組件和測(cè)量組件；
[0009]其中，試驗(yàn)回路包括安裝工裝和管路，控制組件包括第一電磁閥、第一氣動(dòng)閥、第二氣動(dòng)閥、第二電磁閥、氣源、PLC控制器和風(fēng)機(jī)；
[0010]試驗(yàn)回路中，安裝工裝與試驗(yàn)件組裝，形成密封的試驗(yàn)空間；安裝工裝上設(shè)有兩個(gè)通孔，所述兩個(gè)通孔分別與管路相連，管路被分為兩個(gè)支路；
[0011]控制組件中，第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥分別設(shè)置在管路的兩個(gè)支路上，第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥分別與氣源相連，第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥分別與第一電磁閥和第二電磁閥相連，第一電磁閥和第二電磁閥分別與PLC控制器相連;根據(jù)試驗(yàn)要求，風(fēng)機(jī)安裝在管路的任意一端或者兩端；
[0012]測(cè)量組件設(shè)置在安裝工裝和試驗(yàn)件上。
[0013]所述測(cè)量組件包括百分表、數(shù)據(jù)采集儀、應(yīng)變片和壓力傳感器，百分表和應(yīng)變片設(shè)置在試驗(yàn)件的外側(cè)，壓力傳感器安裝在安裝工裝上，其中，應(yīng)變片和壓力傳感器分別與數(shù)據(jù)采集儀相連。
[0014]所述控制組件還包括截止閥，所述截止閥安裝在管路的任意一個(gè)支路上。
[0015]所述安裝工裝上的兩個(gè)通孔設(shè)置于安裝工裝與試驗(yàn)件連接端面相對(duì)面的中部靠近左右邊緣的位置上，兩個(gè)通孔位于同一水平線。
[0016]所述管路選用外徑10mm的PVC管。
[0017]所述氣源為儲(chǔ)氣罐或空壓機(jī)。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0019]本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬氣動(dòng)載荷形成的多種壓差環(huán)境，主要可以分為三種情況，即負(fù)壓、正壓以及零均值正負(fù)壓循環(huán)。在試驗(yàn)件面積較大，且表面不平整的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)件施加均勻的分布載荷，能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)壓力差值和試驗(yàn)頻率，滿足多次壓力脈動(dòng)循環(huán)的要求。本實(shí)用新型同時(shí)具有成本低、能耗低、易于組裝、測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性好以及可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，完全滿足運(yùn)輸工具因高速行駛對(duì)車門、車窗等部件產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為試驗(yàn)裝置系統(tǒng)示意圖。
[0021 ]其中，1-車門，2-百分表，3-數(shù)據(jù)采集儀，4-應(yīng)變片，5-安裝工裝，6_壓力傳感器，7_截止閥，8-第一電磁閥，9-第一氣動(dòng)閥，10-第二氣動(dòng)閥，11-第二電磁閥，12-氣源，134^:控制器，14-風(fēng)機(jī)，15-管路，箭頭所指方向?yàn)闅饬鞣较颉?br>【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0023]本實(shí)用新型是一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，用于在列車車門的一側(cè)產(chǎn)生正壓或者負(fù)壓或者零均值正負(fù)壓的壓力脈動(dòng)，并同時(shí)測(cè)量壓力脈動(dòng)值及車門與車窗的位移和應(yīng)變。
[0024]如圖1所示，試驗(yàn)件為車門I，本實(shí)用新型所述試驗(yàn)裝置包括:試驗(yàn)回路，控制組件和測(cè)量組件;其中，試驗(yàn)回路包括安裝工裝5和管路15，控制組件包括截止閥7、第一電磁閥
8、第一氣動(dòng)閥9、第二氣動(dòng)閥1、第二電磁閥11、氣源12、PLC控制器13和風(fēng)機(jī)14，測(cè)量組件包括百分表2、數(shù)據(jù)采集儀3、應(yīng)變片4和壓力傳感器6。圖1中，箭頭所指方向?yàn)闅饬鞣较颉?br>[0025]試驗(yàn)回路中的安裝工裝5與車門I組裝后，形成的密封空腔為試驗(yàn)空間；通過改變?cè)撛囼?yàn)空間內(nèi)的氣壓，來(lái)模擬車門I在運(yùn)行過程中可能遇到的不同氣壓狀態(tài)，滿足車門I的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)要求。安裝工裝5與試驗(yàn)件連接端面相對(duì)面的中部靠近左右邊緣的位置各設(shè)有一個(gè)通孔，兩個(gè)通孔位于同一水平線上，兩個(gè)通孔分別與管路15相連，管路15被分為兩個(gè)支路，即圖1中所示支路A和支路B;管路15選用外徑10mm的PVC管;氣體能夠在管路15、安裝工裝5與車門I組成的密封回路中進(jìn)行流動(dòng)。
[0026]控制組件中的截止閥7安裝在管路15的任意一個(gè)支路上，根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)置，確保氣流在試驗(yàn)回路中單向流通。在管路15的支路A和支路B上分別設(shè)置有第一氣動(dòng)閥9和第二氣動(dòng)閥10，第一氣動(dòng)閥9和第二氣動(dòng)閥10同時(shí)與氣源12相連，氣源12為儲(chǔ)氣罐或空壓機(jī)，用于給第一氣動(dòng)閥9和第二氣動(dòng)閥10提供動(dòng)力；第一氣動(dòng)閥9和第二氣動(dòng)閥10分別與第一電磁閥8和第二電磁閥11相連，第一電磁閥8和第二電磁閥11同時(shí)與PLC控制器13相連，PLC控制器13直接控制第一電磁閥8和第二電磁閥11，進(jìn)而控制第一氣動(dòng)閥9和第二氣動(dòng)閥10的開關(guān)和時(shí)間間隔。風(fēng)機(jī)14安裝在管路15的A端或者B端，能夠設(shè)置為抽風(fēng)或者吹風(fēng)模式，能夠設(shè)定不同的轉(zhuǎn)速?gòu)亩a(chǎn)生不同速度的氣流?？刂平M件通過合理的設(shè)定，能夠?qū)崿F(xiàn)給定頻率和給定壓力值的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn):頻率通過PLC控制器13調(diào)節(jié)第一電磁閥8和第二電磁閥11的開閉時(shí)間來(lái)控制，壓力值通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)14的轉(zhuǎn)速來(lái)控制。
[0027]測(cè)量組件中的百分表2和應(yīng)變片4設(shè)置在車門I的外側(cè)(相對(duì)于試驗(yàn)空間)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車門位移及應(yīng)變的實(shí)時(shí)測(cè)量;壓力傳感器6安裝在安裝工裝5上，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車門I和安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)壓力的實(shí)時(shí)測(cè)量;其中，應(yīng)變片4和壓力傳感器6分別與數(shù)據(jù)采集儀3相連，能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存。
[0028]下面給出一組實(shí)施例，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)負(fù)壓、正壓及零均值正負(fù)壓的壓差環(huán)境進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0029]第一，負(fù)壓環(huán)境:
[0030]風(fēng)機(jī)14安裝在管路15的A端，設(shè)置為抽風(fēng)模式；當(dāng)?shù)谝粴鈩?dòng)閥9開通而第二氣動(dòng)閥10關(guān)閉時(shí)，車門I與安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝粴鈩?dòng)閥9關(guān)閉而第二氣動(dòng)閥10開通時(shí)，車門I與安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)處于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài);依次循環(huán)往復(fù)。
[0031]第二，正壓環(huán)境:
[0032]風(fēng)機(jī)14安裝在管路15的B端，設(shè)置為吹風(fēng)模式；當(dāng)?shù)诙鈩?dòng)閥10開通而第一氣動(dòng)閥9關(guān)閉時(shí)，車門I與安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)處于正壓狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙鈩?dòng)閥10關(guān)閉而第一氣動(dòng)閥9開通時(shí)，車門I與安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)處于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)；依次循環(huán)往復(fù)。
[0033]第三，零均值正負(fù)壓環(huán)境:
[0034]兩臺(tái)風(fēng)機(jī)14分別安裝在管路15的A端和B端，分別設(shè)置為抽風(fēng)模式和吹風(fēng)模式；當(dāng)?shù)诙鈩?dòng)閥10開通而第一氣動(dòng)閥9關(guān)閉時(shí)，車門I與安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)處于正壓狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝粴鈩?dòng)閥9開通而第二氣動(dòng)閥10關(guān)閉時(shí)，車門I與安裝工裝5組成的試驗(yàn)空間內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài);依次循環(huán)往復(fù)。
[0035]本實(shí)用新型所述試驗(yàn)裝置的安裝試驗(yàn)步驟為:
[0036]步驟一，將車門I固定在安裝工裝5上，形成密閉的試驗(yàn)空間；
[0037]步驟二，將管路15與第一氣動(dòng)閥9、第二氣動(dòng)閥10、截止閥7以及安裝工裝5進(jìn)行連接，組成試驗(yàn)回路；
[0038]步驟三，根據(jù)試驗(yàn)空間內(nèi)負(fù)壓或正壓的要求，將風(fēng)機(jī)14安裝在管路15的A端或B端；[0039 ] 步驟四，將第一電磁閥8、第一氣動(dòng)閥9、氣源12、第二氣動(dòng)閥1、第二電磁閥11依次通過軟管相連，將PLC控制器13分別與第一電磁閥8和第二電磁閥11通過導(dǎo)線相連，組成控制組件；
[0040]步驟五，安裝百分表2、應(yīng)變片4和壓力傳感器6，并將應(yīng)變片4和壓力傳感器6與數(shù)據(jù)采集儀3相連，組成測(cè)量組件；
[0041]步驟六，根據(jù)壓力值及頻率等試驗(yàn)要求，對(duì)風(fēng)機(jī)14的轉(zhuǎn)速以及第一電磁閥8和第二電磁閥11的開閉時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0042]步驟七，對(duì)風(fēng)機(jī)14、控制組件、測(cè)量組件進(jìn)行通電，壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)開始；
[0043]步驟八，試驗(yàn)過程中，第一氣動(dòng)閥9和第二氣動(dòng)閥10交替閉合，從而使得試驗(yàn)空間出現(xiàn)給定的壓差環(huán)境。
[0044]上面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，上述實(shí)施方式僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)實(shí)施例，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括試驗(yàn)回路、控制組件和測(cè)量組件； 其中，試驗(yàn)回路包括安裝工裝(5)和管路(15)，控制組件包括第一電磁閥(8)、第一氣動(dòng)閥(9)、第二氣動(dòng)閥(10)、第二電磁閥(11)、氣源(12)、PLC控制器(13)和風(fēng)機(jī)(14); 試驗(yàn)回路中，安裝工裝(5)與試驗(yàn)件組裝，形成密封的試驗(yàn)空間；安裝工裝(5)上設(shè)有兩個(gè)通孔，所述兩個(gè)通孔分別與管路(15)相連，管路(15)被分為兩個(gè)支路； 控制組件中，第一氣動(dòng)閥(9)和第二氣動(dòng)閥(10)分別設(shè)置在管路(15)的兩個(gè)支路上，第一氣動(dòng)閥(9)和第二氣動(dòng)閥(10)分別與氣源(12)相連，第一氣動(dòng)閥(9)和第二氣動(dòng)閥(10)分別與第一電磁閥(8)和第二電磁閥(I I)相連，第一電磁閥(8)和第二電磁閥(I I)分別與PLC控制器(13)相連;風(fēng)機(jī)(14)安裝在管路(15)的任意一端或者兩端； 測(cè)量組件設(shè)置在安裝工裝(5)和試驗(yàn)件上。2.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述測(cè)量組件包括百分表(2)、數(shù)據(jù)采集儀(3)、應(yīng)變片(4)和壓力傳感器(6)，百分表(2)和應(yīng)變片(4)設(shè)置在試驗(yàn)件的外側(cè)，壓力傳感器(6)安裝在安裝工裝(5)上，其中，應(yīng)變片(4)和壓力傳感器(6)分別與數(shù)據(jù)采集儀(3)相連。3.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述控制組件還包括截止閥(7)，所述截止閥(7)安裝在管路(15)的任意一個(gè)支路上。4.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述安裝工裝(5)上的兩個(gè)通孔設(shè)置于安裝工裝(5)與試驗(yàn)件連接端面相對(duì)面的中部靠近左右邊緣的位置上，兩個(gè)通孔位于同一水平線。5.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述管路(15)選用外徑10mm的PVC管。6.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述氣源(12)為儲(chǔ)氣罐或空壓機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01M17/08GK205538257SQ201620199590
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】夏江寧, 雷霆, 李 杰, 張冰, 吳軍, 崔修斌, 王丹
【申請(qǐng)人】北京強(qiáng)度環(huán)境研究所