應(yīng)力法”對焊接結(jié)構(gòu)進行應(yīng)力疲勞評價，采用“結(jié)構(gòu)應(yīng)力法”可對整個焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力疲勞進行評價，彌補了“名義應(yīng)力法”的不足?？梢曰谙嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)(IIW和ASME2007標(biāo)準(zhǔn))對測點的焊接可靠性進行評估，同時可以預(yù)測測點的疲勞壽命。
[0037] 4、傳統(tǒng)應(yīng)力測試數(shù)據(jù)存儲都是在本地，本實用新型中控制器設(shè)有USB2.0接口，可供硬盤數(shù)據(jù)存儲。設(shè)有3G路由器可對采集系統(tǒng)進行操作，也可經(jīng)3G路由器訪問數(shù)據(jù)存儲空間。設(shè)有遠程服務(wù)器，可對上位機進行遠程操作。因高鐵運行線路相對固定，本實用新型獲得的GPS數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地推測出試驗列車的運行線路，可用來研究不同線路工況下車體應(yīng)力漸變趨勢。
【附圖說明】
[0038] 本實用新型共有附圖2張，其中:
[0039]圖1是本實用新型的裝置框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖2是實施過程中的傳感器安裝示意圖。
[0041]1、電源轉(zhuǎn)換器，2、交換機，3、網(wǎng)絡(luò)硬盤，4、控制器，5、數(shù)據(jù)采集器，6、應(yīng)變傳感器，7、溫度傳感器，8、遠程服務(wù)器，9、3G路由器，10、近端調(diào)試機，11、應(yīng)變傳感器安裝點A，12、應(yīng)變傳感器安裝點B，13、應(yīng)變傳感器安裝點C，14、應(yīng)變傳感器安裝點D，15、溫度傳感器安裝點。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1-2所示，一種高速列車車體應(yīng)力測試裝置，包括應(yīng)變傳感器6、溫度傳感器7、控制器4、數(shù)據(jù)采集器5、交換機2、網(wǎng)絡(luò)硬盤3、遠程服務(wù)器8、近端調(diào)試機10、3G路由器9和電源轉(zhuǎn)換器1，所述的應(yīng)變傳感器6和溫度傳感器7通過鎧裝光纜與數(shù)據(jù)采集器5連接，所述的數(shù)據(jù)采集器5與控制器4之間通過網(wǎng)線連接傳輸指令和數(shù)據(jù)，所述的控制器4、網(wǎng)絡(luò)硬盤3和3G路由器9均通過網(wǎng)線連接到交換機2實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和分流，所述的控制器4上設(shè)有USB接口，所述的近端調(diào)試機10通過控制器4上的USB接口或3G路由器9的WIFI功能連接控制器4進行軟件的下載和設(shè)備調(diào)試，所述的遠程服務(wù)器8通過無線網(wǎng)絡(luò)連接3G路由器9 ;所述的電源轉(zhuǎn)換器1的輸出端通過電纜分別與控制器4、網(wǎng)絡(luò)硬盤3和交換機2連接，電源轉(zhuǎn)換器1的輸入端通過電纜連連接車上110V直流電源，實現(xiàn)110V到12V電源轉(zhuǎn)換。所述的數(shù)據(jù)采集器5配有GPS數(shù)據(jù)采集通道，外接GPS天線，數(shù)據(jù)采集器5供電時，GPS數(shù)據(jù)會同步采集。
[0043]一種高速列車車體應(yīng)力測試裝置的工作方法，包括以下步驟:
[0044]A、布設(shè)傳感器以及其他設(shè)備
[0045] 測試中使用的應(yīng)變傳感器6、溫度傳感器7用鎧裝光纜連接起來，不同的傳感器分開串接，即應(yīng)變傳感器6與溫度傳感器7連接在不同的光纜上，根據(jù)測試需要決定一根光纜上串接傳感器的數(shù)量。按照測試的實際需要，選擇應(yīng)力測試的種類，分別為名義應(yīng)力與結(jié)構(gòu)應(yīng)力，不同種應(yīng)力測試選用相應(yīng)的傳感器布設(shè)方案。
[0046]方案1:若測試焊縫處的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，則在焊縫處布置4個應(yīng)變傳感器6和1個溫度傳感器7,應(yīng)變傳感器6垂直于焊縫，在不影響應(yīng)變測試的前提下，固定在靠近應(yīng)變傳感器6的位置。
[0047]方案2:若測試焊縫處的名義應(yīng)力，則只需在焊縫附近布設(shè)應(yīng)變傳感器6以及溫度傳感器7各1個。應(yīng)變傳感器6應(yīng)垂直于焊縫，溫度傳感器7固定在靠近應(yīng)變傳感器6的位置即可。
[0048]在上面的兩種布設(shè)方案中，溫度傳感器7既用來補償附近的光纖光柵應(yīng)變傳感器6，又用來獲得環(huán)境溫度，進而考評環(huán)境溫度的變化對被測件的應(yīng)力影響。
[0049]B、安裝軟件以及設(shè)備調(diào)試
[0050]操作人員通過控制器4的USB接口或者3G路由器9的WIFI功能將近端調(diào)試機10與控制器4連接，將相關(guān)軟件系統(tǒng)下載至控制器4中。在近端調(diào)試機10通過軟件對控制器4進行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，設(shè)置內(nèi)容包括試驗采樣頻率設(shè)置、通過光波長和被測量的函數(shù)關(guān)系公式設(shè)置、根據(jù)需要設(shè)置保存文件的類型及大小、設(shè)置采樣時間格式為絕對時間或相對時間、設(shè)置存儲數(shù)據(jù)獲取模式，所述的存儲數(shù)據(jù)獲取模式包括連續(xù)存儲模式、周期性存儲模式和觸發(fā)式存儲模式；所述的周期性存儲模式包括每個存儲間隔內(nèi)的存儲時間長度、存儲間隔，所述的觸發(fā)式存儲模式包括觸發(fā)后存儲時間長度、預(yù)警觸發(fā)和報警觸發(fā)、丟失信息觸發(fā)、自動重置擴展。設(shè)置完成后，對整個裝置進行調(diào)試。
[0051]C、采集數(shù)據(jù)
[0052]當(dāng)列車加電后，控制器4啟動，兩分鐘后網(wǎng)絡(luò)硬盤3啟動，五分鐘后數(shù)據(jù)采集器5啟動，控制器4通過網(wǎng)線給予數(shù)據(jù)采集器5指令，將各數(shù)采通道初始化并進行參數(shù)化設(shè)置，數(shù)據(jù)采集開始后，由各傳感器產(chǎn)生的光纖信號經(jīng)光纜傳輸至數(shù)據(jù)采集器5，GPS數(shù)據(jù)同步進行采集，然后由網(wǎng)線傳輸至控制器4，經(jīng)交換機2傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)硬盤3進行存儲，同時每5s產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)緩沖文件，在無線網(wǎng)絡(luò)通暢時，實時傳輸?shù)竭h程服務(wù)器8進行存儲，若無線信號不穩(wěn)定，則持續(xù)緩沖以保證數(shù)據(jù)不丟失。
[0053]D、遠程檢查與維護
[0054]由于工作環(huán)境惡劣，測試周期一般較長，為確保裝置的正常工作，操作人員應(yīng)定期進行現(xiàn)場檢查和維護，通過遠程服務(wù)器8檢查裝置的運行情況。
[0055]本實用新型的安裝和使用方法如下:
[0056]1、根據(jù)應(yīng)力試驗的要求，選擇被測點，在被測點處安裝光纖光柵傳感器，若要獲取被測點處的名義應(yīng)力，需在測點處安裝一個應(yīng)變傳感器6和一個溫度傳感器7 (見圖2中的應(yīng)變傳感器安裝點All和溫度傳感器安裝點15);若要獲取被測點處的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，需在測點處安裝4個應(yīng)變傳感器6和一個溫度傳感器7 (風(fēng)圖2中的應(yīng)變傳感器安裝點All、應(yīng)變傳感器安裝點B12、應(yīng)變傳感器安裝點C13、應(yīng)變傳感器安裝點D14和溫度傳感器安裝點15)。同種傳感器通過鎧裝光纜串接，接通到數(shù)據(jù)采集器5的通道上，各設(shè)備按照圖1所示的連接方式連接，控制器4、數(shù)據(jù)采集器5、交換機2、網(wǎng)絡(luò)硬盤3固定在設(shè)備箱中并安裝在高速列車車下設(shè)備艙，傳輸光纜根據(jù)具體情況的路線緊固在車下設(shè)備艙，GPS天線安裝在列車裙板縫隙的支架上，3G路由器9緊固在車架上。電源轉(zhuǎn)換器1接通車上110V直流電。然后進行控制器4的軟件設(shè)置，將編纂無誤的軟件系統(tǒng)經(jīng)近端調(diào)試機10 (PC)通過網(wǎng)線下載至控制器4中，控制器4生成命令文件傳輸至數(shù)據(jù)采集器5，對各個數(shù)據(jù)采集通道進行設(shè)置。上述步驟完成后對本實用新型進行調(diào)試。本實用新型安裝完畢。
[0057]2、在列車通電后，對本實用新型通電，控制器4、交換機2、路由器啟動，網(wǎng)絡(luò)硬盤32分鐘后完全啟動，數(shù)據(jù)采集器5五分鐘后啟動，控制器4通過網(wǎng)線給予數(shù)據(jù)采集器5指令，將各數(shù)采通道初始化并進行校核，校核完成后數(shù)據(jù)采集開始，由各傳感器產(chǎn)生的光纖信號經(jīng)光纜傳輸至數(shù)據(jù)采集器5，再由網(wǎng)線傳輸至控制器4，經(jīng)交換機2傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)硬盤3進行存儲，同時每5s產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)緩沖文件，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠程服務(wù)器8進行存儲，當(dāng)無線信號不穩(wěn)定時，緩沖持續(xù)，待網(wǎng)絡(luò)通暢后進行遠程傳輸。
[0058]3、數(shù)據(jù)采集完成，對應(yīng)變數(shù)據(jù)進行溫度補償處理，計算中所用到的溫度值均由溫度傳感器7采集得到。
[0059]4、根據(jù)測試需要，基于評估標(biāo)準(zhǔn)(IIW、ASME)對測點疲勞壽命進行評估。
【主權(quán)項】
1.一種高速列車車體應(yīng)力測試裝置，其特征在于:包括應(yīng)變傳感器￠)、溫度傳感器(7)、控制器(4)、數(shù)據(jù)采集器(5)、交換機(2)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(3)、遠程服務(wù)器(8)、近端調(diào)試機(10)、3G路由器(9)和電源轉(zhuǎn)換器(1)，所述的應(yīng)變傳感器(6)和溫度傳感器(7)通過鎧裝光纜與數(shù)據(jù)采集器(5)連接，所述的數(shù)據(jù)采集器(5)與控制器(4)之間通過網(wǎng)線連接傳輸指令和數(shù)據(jù)，所述的控制器(4)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(3)和3G路由器(9)均通過網(wǎng)線連接到交換機(2)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和分流，所述的控制器(4)上設(shè)有USB接口，所述的近端調(diào)試機(10)通過控制器(4)上的USB接口或3G路由器(9)的WIFI功能連接控制器(4)進行軟件的下載和設(shè)備調(diào)試，所述的遠程服務(wù)器(8)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接3G路由器(9);所述的電源轉(zhuǎn)換器(1)的輸出端通過電纜分別與控制器(4)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(3)和交換機(2)連接，電源轉(zhuǎn)換器(1)的輸入端通過電纜連連接車上110V直流電源，實現(xiàn)110V到12V電源轉(zhuǎn)換；所述的數(shù)據(jù)采集器(5)配有GPS數(shù)據(jù)采集通道，外接GPS天線，數(shù)據(jù)采集器(5)供電時，GPS數(shù)據(jù)會同步采集。
【專利摘要】本實用新型公開了一種高速列車車體應(yīng)力測試裝置，包括應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、控制器、數(shù)據(jù)采集器、交換機、遠程服務(wù)器和近端調(diào)試機，所述的應(yīng)變傳感器和溫度傳感器通過鎧裝光纜與數(shù)據(jù)采集器連接，所述的數(shù)據(jù)采集器與控制器之間通過網(wǎng)線連接傳輸指令和數(shù)據(jù)。本實用新型中使用光纖光柵傳感器測量應(yīng)力，光纖能有效地避免傳統(tǒng)電測試方法抗電磁干擾能力差的缺點，在高鐵復(fù)雜電磁環(huán)境下能夠較準(zhǔn)確的獲得應(yīng)力信號，給后期數(shù)據(jù)處理帶來方便。本實用新型數(shù)據(jù)采集器的每個通道通過使用一根光纖線可把多個同類型光纖光柵傳感器串聯(lián)起來，有效地改善布線難度，節(jié)省了列車設(shè)備艙空間。本實用新型可用來研究不同線路工況下車體應(yīng)力漸變趨勢。
【IPC分類】G01L1/24, G01L1/26
【公開號】CN204988573
【申請?zhí)枴緾N201520477305
【發(fā)明人】馬思群, 兆文忠, 李吉, 金輝, 王猛, 張旻昌
【申請人】大連交通大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月3日