專利名稱：H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)車構(gòu)架，特別涉及一種為機(jī)車構(gòu)架作載荷測試的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，為機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)作載荷分析的時(shí)候，采用載荷直接測試法，SP將轉(zhuǎn)向架軸箱彈簧和定位轉(zhuǎn)臂分別制作成獨(dú)立的測力傳感器，同步測試軸箱彈簧和定位轉(zhuǎn)臂在實(shí)際運(yùn)用條件下的載荷-時(shí)間歷程，并進(jìn)行組合計(jì)算得到構(gòu)架結(jié)構(gòu)的主要載荷。雖然該方法測量精度高，但測得的載荷與結(jié)構(gòu)應(yīng)變之間呈動(dòng)態(tài)關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種H型測力構(gòu)架的浮沉載 荷測試結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有測試結(jié)構(gòu)測得的載荷與結(jié)構(gòu)應(yīng)變之間呈動(dòng)態(tài)關(guān)系的問題。為了解決上述問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人提出如下解決方案一種H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一套由規(guī)格相同的第五應(yīng)變片、第六應(yīng)變片、第九應(yīng)變片以及第十應(yīng)變片組成的浮沉載荷全橋電路，其中第五應(yīng)變片與第六應(yīng)變片均粘貼于構(gòu)架左側(cè)梁下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，第九應(yīng)變片與第十應(yīng)變片均粘貼于構(gòu)架右側(cè)梁下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，而且，第六應(yīng)變片和第十應(yīng)變片均沿構(gòu)架縱向粘貼，第五應(yīng)變片和第九應(yīng)變片均沿構(gòu)架橫向粘貼。在一個(gè)較佳的技術(shù)方案中第五應(yīng)變片和第六應(yīng)變片組成鄰臂,第九應(yīng)變片和第十應(yīng)變片組成鄰臂；第五應(yīng)變片和第九應(yīng)變片組成對臂，第六應(yīng)變片和第十應(yīng)變片組成對臂。在一個(gè)較佳的技術(shù)方案中第五應(yīng)變片和第六應(yīng)變片連接后輸出信號(hào),第九應(yīng)變片和第十應(yīng)變片連接后輸出信號(hào)；第五應(yīng)變片和第十應(yīng)變片連接后接電源，第六應(yīng)變片和第九應(yīng)變片連接后接電源。在一個(gè)較佳的技術(shù)方案中還包括一套備用的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型依據(jù)構(gòu)架的運(yùn)動(dòng)特性，直接針對構(gòu)架浮沉力系、側(cè)滾力系、扭轉(zhuǎn)力系和橫向力系測試需要，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向架測力構(gòu)架，每一種力系對應(yīng)構(gòu)架結(jié)構(gòu)上一種應(yīng)變組橋方式，在細(xì)致計(jì)算的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的各組橋方式使得測試力系具有足夠的響應(yīng)水平，同時(shí)使其它力系產(chǎn)生的干擾響應(yīng)比測試響應(yīng)大約低兩個(gè)數(shù)量級，以確保各力系的解耦精度。轉(zhuǎn)向架測力構(gòu)架的提出既保證了測試精度，又使測得的載荷與結(jié)構(gòu)應(yīng)變之間大致呈準(zhǔn)靜態(tài)關(guān)系。

圖I是CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的俯視示意圖；圖IA是CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的扭轉(zhuǎn)載荷測試結(jié)構(gòu)的橋路結(jié)構(gòu)圖；[0013]圖2是CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的仰視示意圖；圖2A、圖2B是CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)的橋路結(jié)構(gòu)圖；圖2C、圖2D是CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的側(cè)滾載荷測試結(jié)構(gòu)的橋路結(jié)構(gòu)圖；圖3是CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A、圖3B、圖3C、圖3D是動(dòng)車測力構(gòu)架的橫向載荷測試結(jié)構(gòu)的橋路結(jié)構(gòu)圖；圖4、圖5、圖6分別是CRH3拖車測力構(gòu)架的俯視圖、仰視圖以及立體圖；圖7、圖8分別是CRH2動(dòng)車測力構(gòu)架的俯視圖與仰視圖；圖9、圖10分別是CRH2拖車測力構(gòu)架的俯視圖與仰視圖。
具體實(shí)施方式
首先粗略介紹轉(zhuǎn)向架測力構(gòu)架的制作過程如下采用有限元方法建立各型號(hào)的構(gòu)架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)有限元模型，對構(gòu)架結(jié)構(gòu)施加模擬載荷，針對每一種力系在構(gòu)架上設(shè)計(jì)應(yīng)變組橋方式，確定測力構(gòu)架高分離度載荷識(shí)別點(diǎn)。將構(gòu)架結(jié)構(gòu)在多通道加載測力構(gòu)架專用標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，完成測力構(gòu)架的制作。
至于尋找構(gòu)架上高分離度載荷識(shí)別點(diǎn)的具體過程與步驟，并不屬于本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)，也不會(huì)影響公眾使用本實(shí)用新型來進(jìn)行載荷測試，因此，本實(shí)用新型不予贅述。然后，結(jié)合圖示，介紹本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)如下如圖I、圖IA所示，本實(shí)用新型提供一種CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的扭轉(zhuǎn)載荷測試結(jié)構(gòu)，所述的扭轉(zhuǎn)載荷測試結(jié)構(gòu)，是由規(guī)格相同的第一應(yīng)變片I、第二應(yīng)變片2、第三應(yīng)變片3以及第四應(yīng)變片4組成的扭轉(zhuǎn)載荷全橋電路。所述的第一應(yīng)變片I與第二應(yīng)變片2分別粘貼于構(gòu)架的其中一根橫梁91與左、右側(cè)梁93、94連接處的橫梁91頂面中性層位置；所述的第三應(yīng)變片3與第四應(yīng)變片4分別粘貼于構(gòu)架的另外一根橫梁92與左、右側(cè)梁93、94連接處的橫梁92頂面中性層位置；四個(gè)應(yīng)變片1、2、3、4均沿構(gòu)架橫向粘貼。其中，同一橫梁上的兩個(gè)應(yīng)變片組成鄰臂，即，第一應(yīng)變片I和第二應(yīng)變片2組成鄰臂，第三應(yīng)變片3和第四應(yīng)變片4組成鄰臂；同一側(cè)梁上的兩個(gè)應(yīng)變片組成鄰臂，即，第一應(yīng)變片I和第四應(yīng)變片4組成鄰臂，第二應(yīng)變片2和第三應(yīng)變片3組成鄰臂；四個(gè)應(yīng)變片I、
2、3、4組成全橋電路。同一橫梁上的兩個(gè)應(yīng)變片連接后輸出信號(hào)，即，第一應(yīng)變片I和第二應(yīng)變片2連接后輸出信號(hào)，第三應(yīng)變片3和第四應(yīng)變片4連接后輸出信號(hào)；同一側(cè)梁上的兩個(gè)應(yīng)變片連接后接電源，即，第一應(yīng)變片I和第四應(yīng)變片4連接后接電源，第二應(yīng)變片2和第三應(yīng)變片3連接后接電源。使用的時(shí)候，先將上述第一應(yīng)變片I、第二應(yīng)變片2、第三應(yīng)變片3以及第四應(yīng)變片4粘貼在構(gòu)架相應(yīng)位置，然后對構(gòu)架在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行加載并作標(biāo)定，接著將該構(gòu)架安裝到列車上，并在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下測量，最后反推計(jì)算得到動(dòng)車實(shí)際載荷。采用本實(shí)用新型提供的扭轉(zhuǎn)載荷測試結(jié)構(gòu)，在多通道加載測力構(gòu)架專用標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行標(biāo)定，不僅可以得到施加于構(gòu)架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)載荷與扭轉(zhuǎn)載荷測試結(jié)構(gòu)輸出電壓的關(guān)系，同時(shí)得到施加于構(gòu)架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)載荷與構(gòu)架結(jié)構(gòu)疲勞損傷關(guān)鍵部位應(yīng)變的準(zhǔn)靜態(tài)關(guān)系。解決了傳統(tǒng)載荷直接測試法中測得的載荷與構(gòu)架結(jié)構(gòu)疲勞損傷關(guān)鍵部位應(yīng)變之間呈動(dòng)態(tài)關(guān)系的問題。如圖2、圖2A、圖2B所示，本實(shí)用新型還提供一種CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，所述的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)有相互獨(dú)立的兩套，實(shí)際測試的時(shí)候，可以以其中任意一套為主測試結(jié)構(gòu)，余下一套作為備用測試結(jié)構(gòu)。此處以由規(guī)格相同的第五應(yīng)變片5、第六應(yīng)變片6、第九應(yīng)變片9以及第十應(yīng)變片10組成的浮沉載荷全橋電路為例予以說明。第五應(yīng)變片5與第六應(yīng)變片6均粘貼于構(gòu)架左側(cè)梁93下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，第九應(yīng)變片9與第十應(yīng)變片10均粘貼于構(gòu)架右側(cè)梁94下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，而且，第六應(yīng)變片6和第十應(yīng)變片10均沿構(gòu)架縱向粘貼，第五應(yīng)變片5和第九應(yīng)變片9均沿構(gòu)架橫向粘貼。其中，同一側(cè)梁上的兩個(gè)應(yīng)變片組成鄰臂，即第五應(yīng)變片5和第六應(yīng)變片6組成鄰臂，第九應(yīng)變片9和第十應(yīng)變片10組成鄰臂；沿相同方向粘貼的兩應(yīng)變片組成對臂，即第五應(yīng)變片5和第九應(yīng)變片9組成對臂，第六應(yīng)變片6和第十應(yīng)變片10組成對臂；四個(gè)應(yīng)變片
5、6、9、10組成全橋電路。同一側(cè)梁上的兩個(gè)應(yīng)變片連接后輸出信號(hào)，即，第五應(yīng)變片5和第六應(yīng)變片6連接后輸出信號(hào),第九應(yīng)變片9和第十應(yīng)變片10連接后輸出信號(hào)；沿不同方向粘貼的兩應(yīng)變片連接后接電源，即，第五應(yīng)變片5和第十應(yīng)變片10連接后接電源，第六應(yīng)變片6和第九應(yīng)變片9連接后接電源。余下一套浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，其由規(guī)格相同的第八應(yīng)變片8、第七應(yīng)變片7、第十二應(yīng)變片12以及第十一應(yīng)變片11組成全橋電路，該全橋電路的組橋方式、連接電源以及輸出信號(hào)的方式與前述一套浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)類似，在此不予贅述。如圖2、圖2C、圖2D所示，本實(shí)用新型還提供一種CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的側(cè)滾載荷測試結(jié)構(gòu)，所述的側(cè)滾載荷測試結(jié)構(gòu)有相互獨(dú)立的兩套，實(shí)際測試的時(shí)候，可以以其中任意一套為主測試結(jié)構(gòu)，余下一套作為備用測試結(jié)構(gòu)。此處以由規(guī)格相同的第十三、十四、十七以及十八應(yīng)變片13、14、17、18組成的側(cè)滾載荷全橋電路為例予以說明。所述的第十三應(yīng)變片13與第十四應(yīng)變片14均粘貼于構(gòu)架右側(cè)梁94下蓋板中心位置的側(cè)梁底面中性層位置，所述的第十七應(yīng)變片17與第十八應(yīng)變片18均粘貼于構(gòu)架左側(cè)梁93下蓋板中心位置的側(cè)梁底面中性層位置；其中第十四應(yīng)變片14和第十八應(yīng)變片18沿構(gòu)架縱向粘貼，第十三應(yīng)變片13和第十七應(yīng)變片17沿構(gòu)架橫向粘貼。其中，同一側(cè)梁上的兩個(gè)應(yīng)變片組成鄰臂，即第十三應(yīng)變片13和第十四應(yīng)變14組成鄰臂，第十七應(yīng)變片17和第十八應(yīng)變片18組成鄰臂；沿不同方向粘貼的兩應(yīng)變片組成對臂，即第十三應(yīng)變片13和第十八應(yīng)變片18組成對臂，第十四應(yīng)變片14和第十七應(yīng)變片17組成對臂；四個(gè)應(yīng)變片13、14、17、18組成全橋電路。同一側(cè)梁上的兩個(gè)應(yīng)變片連接后輸出信號(hào)，即，第十七應(yīng)變片17和第十八應(yīng)變片18連接后輸出信號(hào)，第十三應(yīng)變片13和第十四應(yīng)變14連接后輸出信號(hào)；沿相同方向粘貼的兩應(yīng)變片連接后接電源，即，第十三應(yīng)變片13和第十七應(yīng)變片17連接后接電源，第十四應(yīng)變片14和第十八應(yīng)變片18連接后接電源。余下一套側(cè)滾載荷測試結(jié)構(gòu)，其由規(guī)格相同的第十六應(yīng)變片16、第十五應(yīng)變片15、第十九應(yīng)變片19以及第二十應(yīng)變片20組成全橋電路，該全橋電路的組橋方式、連接電源以及輸出信號(hào)的方式與前述一套側(cè)滾載荷測試結(jié)構(gòu)類似，在此不予贅述。如圖3、圖3A、圖3B、圖3C、圖3D所示，本實(shí)用新型還提供一種CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架的橫向載荷測試結(jié)構(gòu)，所述的橫向載荷測試結(jié)構(gòu)有相互獨(dú)立的四套，實(shí)際測試的時(shí)候，可以以其中任意一套為主測試結(jié)構(gòu)，余下三套作為備用測試結(jié)構(gòu)。此處以由規(guī)格相同的第二i^一、二十三、二十二以及二十四應(yīng)變片21、23、22、24組成的橫向載荷全橋電路為例予以說明。所述的第二i^一、二十三、二十二以及二十四應(yīng)變片21、23、22、24均粘貼于一個(gè)定位轉(zhuǎn)臂座95根部中心位置,并垂直于定位轉(zhuǎn)臂座95根部。所述的第二i 應(yīng)變片21和第二十二應(yīng)變片22均位于該中心位置的靠外一側(cè)，并均通過該定位轉(zhuǎn)臂座95外側(cè)安裝孔96的中心；所述的第二十三應(yīng)變片23和第二十四應(yīng)變片24均位于該中心位置的靠內(nèi)一偵1J,并均通過該定位轉(zhuǎn)臂座95內(nèi)側(cè)安裝孔97的中心。其中，同靠外側(cè)或者同靠內(nèi)側(cè)的兩應(yīng)變片組成對臂，即第二十一應(yīng)變片21和第 二十二應(yīng)變22組成鄰臂，第二十三應(yīng)變片23和第二十四應(yīng)變片24組成對臂；不同側(cè)的兩應(yīng)變片組成臨臂，即第二十一應(yīng)變片21和第二十三應(yīng)變片23組成鄰臂，第二十一應(yīng)變片21和第二十四應(yīng)變片24組成鄰臂；四個(gè)應(yīng)變片21、23、22、24組成全橋電路。第二十一應(yīng)變片21和第二十三應(yīng)變片23連接后輸出信號(hào)，第二十二應(yīng)變片22和第二十四應(yīng)變片24連接后輸出信號(hào)；第二十三應(yīng)變片23和第二十二應(yīng)變片22連接后接電源，第二i^一應(yīng)變片21和第二十四應(yīng)變片24連接后接電源。余下三套橫向載荷測試結(jié)構(gòu)其由規(guī)格相同的第二十七應(yīng)變片27、第二十五應(yīng)變片25、第二十八應(yīng)變片28以及第二十六應(yīng)變片26組成全橋電路；或者，其由規(guī)格相同的第三十應(yīng)變片30、第三十二應(yīng)變片32、第二十九應(yīng)變片29以及第 應(yīng)變片31組成全橋電路；或者，其由規(guī)格相同的第三十六應(yīng)變片36、第三十四應(yīng)變片34、第三十五應(yīng)變片35以及第三十三應(yīng)變片33組成全橋電路；這些全橋電路的組橋方式、連接電源以及輸出信號(hào)的方式均與前述一套側(cè)滾載荷測試結(jié)構(gòu)類似，在此不予贅述。請?jiān)賲㈤唸D4、圖5、圖6所示的CRH3拖車測力構(gòu)架的俯視圖、仰視圖以及立體圖；圖7、圖8所示的CRH2動(dòng)車測力構(gòu)架的俯視圖、仰視圖；圖9、圖10所示的CRH2拖車測力構(gòu)架的俯視圖、仰視圖；這些測力構(gòu)架的載荷測試結(jié)構(gòu)，其中各應(yīng)變片的粘貼位置、粘貼方向以及組橋方式均與前述CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架相同，各全橋電路的電源以及信號(hào)輸出結(jié)構(gòu)也與前述CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架相同，故僅標(biāo)示出各應(yīng)變片位置與方向，各應(yīng)變片之間的具體連接結(jié)構(gòu)仍與CRH3動(dòng)車測力構(gòu)架完全相同，故在此不予贅述。通過在上述各類H型構(gòu)架所作的大量實(shí)驗(yàn)，可以證明，本實(shí)用新型提供的載荷測試結(jié)構(gòu)，不僅適用于上述四種測力構(gòu)架，而且本領(lǐng)域技術(shù)人員也有理由相信，該扭轉(zhuǎn)載荷測試結(jié)構(gòu)同樣將適用于所有其他H型構(gòu)架。以上說明對本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一套由規(guī)格相同的第五應(yīng)變片(5)、第六應(yīng)變片￠)、第九應(yīng)變片(9)以及第十應(yīng)變片(10)組成的浮沉載荷全橋電路，其中 第五應(yīng)變片(5)與第六應(yīng)變片(6)均粘貼于構(gòu)架左側(cè)梁(93)下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，第九應(yīng)變片(9)與第十應(yīng)變片(10)均粘貼于構(gòu)架右側(cè)梁(94)下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，而且，第六應(yīng)變片(6)和第十應(yīng)變片(10)均沿構(gòu)架縱向粘貼，第五應(yīng)變片(5)和第九應(yīng)變片(9)均沿構(gòu)架橫向粘貼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，其特征在于第五應(yīng)變片(5)和第六應(yīng)變片(6)組成鄰臂,第九應(yīng)變片(9)和第十應(yīng)變片(10)組成鄰臂；第五應(yīng)變片(5)和第九應(yīng)變片(9)組成對臂,第六應(yīng)變片(6)和第十應(yīng)變片(10)組成對臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，其特征在于第五應(yīng)變片(5)和第六應(yīng)變片(6)連接后輸出信號(hào)，第九應(yīng)變片(9)和第十應(yīng)變片(10)連接后輸出信號(hào)；第五應(yīng)變片(5)和第十應(yīng)變片(10)連接后接電源,第六應(yīng)變片(6)和第九應(yīng)變片(9)連接后接電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一套備用的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種H型測力構(gòu)架的浮沉載荷測試結(jié)構(gòu)，包括一套由第五應(yīng)變片、第六應(yīng)變片、第九應(yīng)變片以及第十應(yīng)變片組成的浮沉載荷全橋電路，第五應(yīng)變片與第六應(yīng)變片均粘貼于構(gòu)架左側(cè)梁下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置，第九應(yīng)變片與第十應(yīng)變片均粘貼于構(gòu)架右側(cè)梁下蓋板中心處的側(cè)梁底面中性層位置。采用本實(shí)用新型提供的測試結(jié)構(gòu)，不僅可以得到施加于構(gòu)架結(jié)構(gòu)的載荷與輸出電壓的關(guān)系，同時(shí)得到施加于構(gòu)架結(jié)構(gòu)的載荷與構(gòu)架結(jié)構(gòu)疲勞損傷關(guān)鍵部位應(yīng)變的準(zhǔn)靜態(tài)關(guān)系。解決了傳統(tǒng)載荷直接測試法中測得的載荷與構(gòu)架結(jié)構(gòu)疲勞損傷關(guān)鍵部位應(yīng)變之間呈動(dòng)態(tài)關(guān)系的問題。
文檔編號(hào)G01L1/22GK202471313SQ201120486349
公開日2012年10月3日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者任尊松, 劉志明, 孫守光, 李強(qiáng), 謝基龍 申請人:北京交通大學(xué)