一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型是一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，涉及壓力脈動疲勞試驗技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型包括試驗回路、控制組件和測量組件；試驗回路中，安裝工裝與試驗件組裝，形成密封的試驗空間，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，進而控制第一氣動閥和第二氣動閥，由氣源為氣動閥提供動力，并根據(jù)試驗要求，風(fēng)機安裝在管路的任意一端或者兩端；測量組件設(shè)置在安裝工裝和試驗件上。本實用新型可實現(xiàn)實驗室內(nèi)模擬氣動載荷形成的多種壓差環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對試驗件施加均勻的分布載荷，能夠根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)壓力差值和試驗頻率，完全滿足運輸工具因高速行駛對車門、車窗等部件產(chǎn)生的壓力脈動疲勞試驗要求。
【專利說明】
一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及壓力脈動疲勞試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，尤其適用于承受氣動載荷產(chǎn)生表面壓力脈動的高鐵、地鐵、汽車等車門疲勞試驗。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家高鐵的快速發(fā)展，列車運行速度越來越快，其安全性和舒適性要求也越來越高。相對于低速運行的列車來說，高速列車在隧道通過、明線交會以及隧道交會等復(fù)雜工況下產(chǎn)生的氣動載荷對列車的運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。在列車高速運行時，車門的密封性使得車門內(nèi)外兩側(cè)會在氣動載荷作用下產(chǎn)生一個壓力差，進而使得車門發(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算或數(shù)學(xué)仿真等手段進行較為準確的車門疲勞特性分析。只有通過模擬實際的壓差環(huán)境的壓力脈動疲勞試驗，才能考核車門的疲勞性能。
[0004]目前，國內(nèi)外進行車體材料疲勞試驗一般采用實際線路試驗的方式，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，實時測量車體的外部載荷及其自身響應(yīng)。但是，這種方法具有費時、費力、成本高、測試數(shù)據(jù)的重復(fù)性差等缺點。此外，這樣的實際路試方法也會占用寶貴的鐵路運輸資源，影響圖定列車的正常行駛。
[0005]車門在氣動載荷環(huán)境下的壓力脈動疲勞試驗的技術(shù)難點主要在于:第一，車門面積較大，且表面不平整;第二，氣動載荷為均勻分布載荷;第三，壓力脈動變化頻率為確定值(一般小于2Hz);第四，壓力脈動循環(huán)次數(shù)多(一般為一百萬次以上)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，能夠解決上述四個技術(shù)問題，充分滿足試驗要求，同時具有效率高、能耗低、成本低、測試數(shù)據(jù)重復(fù)性好等優(yōu)點。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0008]—種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，包括試驗回路、控制組件和測量組件；
[0009]其中，試驗回路包括安裝工裝和管路，控制組件包括第一電磁閥、第一氣動閥、第二氣動閥、第二電磁閥、氣源、PLC控制器和風(fēng)機；
[0010]試驗回路中，安裝工裝與試驗件組裝，形成密封的試驗空間；安裝工裝上設(shè)有兩個通孔，所述兩個通孔分別與管路相連，管路被分為兩個支路；
[0011]控制組件中，第一氣動閥和第二氣動閥分別設(shè)置在管路的兩個支路上，第一氣動閥和第二氣動閥分別與氣源相連，第一氣動閥和第二氣動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)試驗要求，風(fēng)機安裝在管路的任意一端或者兩端；
[0012]測量組件設(shè)置在安裝工裝和試驗件上。
[0013]所述測量組件包括百分表、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支路上。
[0015]所述安裝工裝上的兩個通孔設(shè)置于安裝工裝與試驗件連接端面相對面的中部靠近左右邊緣的位置上，兩個通孔位于同一水平線。
[0016]所述管路選用外徑10mm的PVC管。
[0017]所述氣源為儲氣罐或空壓機。
[0018]本實用新型的有益效果為:
[0019]本實用新型可實現(xiàn)實驗室內(nèi)模擬氣動載荷形成的多種壓差環(huán)境，主要可以分為三種情況，即負壓、正壓以及零均值正負壓循環(huán)。在試驗件面積較大，且表面不平整的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對試驗件施加均勻的分布載荷，能夠根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)壓力差值和試驗頻率，滿足多次壓力脈動循環(huán)的要求。本實用新型同時具有成本低、能耗低、易于組裝、測試數(shù)據(jù)重復(fù)性好以及可擴展性好等特點，完全滿足運輸工具因高速行駛對車門、車窗等部件產(chǎn)生的壓力脈動疲勞試驗要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為試驗裝置系統(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-第一氣動閥，10-第二氣動閥，11-第二電磁閥，12-氣源，134^:控制器，14-風(fēng)機，15-管路，箭頭所指方向為氣流方向。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行進一步描述。
[0023]本實用新型是一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，用于在列車車門的一側(cè)產(chǎn)生正壓或者負壓或者零均值正負壓的壓力脈動，并同時測量壓力脈動值及車門與車窗的位移和應(yīng)變。
[0024]如圖1所示，試驗件為車門I，本實用新型所述試驗裝置包括:試驗回路，控制組件和測量組件;其中，試驗回路包括安裝工裝5和管路15，控制組件包括截止閥7、第一電磁閥
8、第一氣動閥9、第二氣動閥1、第二電磁閥11、氣源12、PLC控制器13和風(fēng)機14，測量組件包括百分表2、數(shù)據(jù)采集儀3、應(yīng)變片4和壓力傳感器6。圖1中，箭頭所指方向為氣流方向。
[0025]試驗回路中的安裝工裝5與車門I組裝后，形成的密封空腔為試驗空間；通過改變該試驗空間內(nèi)的氣壓，來模擬車門I在運行過程中可能遇到的不同氣壓狀態(tài)，滿足車門I的壓力脈動疲勞試驗要求。安裝工裝5與試驗件連接端面相對面的中部靠近左右邊緣的位置各設(shè)有一個通孔，兩個通孔位于同一水平線上，兩個通孔分別與管路15相連，管路15被分為兩個支路，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行流動。
[0026]控制組件中的截止閥7安裝在管路15的任意一個支路上，根據(jù)試驗要求進行設(shè)置，確保氣流在試驗回路中單向流通。在管路15的支路A和支路B上分別設(shè)置有第一氣動閥9和第二氣動閥10，第一氣動閥9和第二氣動閥10同時與氣源12相連，氣源12為儲氣罐或空壓機，用于給第一氣動閥9和第二氣動閥10提供動力；第一氣動閥9和第二氣動閥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，進而控制第一氣動閥9和第二氣動閥10的開關(guān)和時間間隔。風(fēng)機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)速從而產(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疲勞試驗: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的開閉時間來控制，壓力值通過調(diào)節(jié)風(fēng)機14的轉(zhuǎn)速來控制。
[0027]測量組件中的百分表2和應(yīng)變片4設(shè)置在車門I的外側(cè)(相對于試驗空間)，能夠?qū)崿F(xiàn)對車門位移及應(yīng)變的實時測量;壓力傳感器6安裝在安裝工裝5上，能夠?qū)崿F(xiàn)對車門I和安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)壓力的實時測量;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量數(shù)據(jù)進行顯示和儲存。
[0028]下面給出一組實施例，對如何實現(xiàn)負壓、正壓及零均值正負壓的壓差環(huán)境進行具體說明。
[0029]第一，負壓環(huán)境:
[0030]風(fēng)機14安裝在管路15的A端，設(shè)置為抽風(fēng)模式；當(dāng)?shù)谝粴鈩娱y9開通而第二氣動閥10關(guān)閉時，車門I與安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)處于負壓狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝粴鈩娱y9關(guān)閉而第二氣動閥10開通時，車門I與安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)處于標準大氣壓狀態(tài);依次循環(huán)往復(fù)。
[0031]第二，正壓環(huán)境:
[0032]風(fēng)機14安裝在管路15的B端，設(shè)置為吹風(fēng)模式；當(dāng)?shù)诙鈩娱y10開通而第一氣動閥9關(guān)閉時，車門I與安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)處于正壓狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙鈩娱y10關(guān)閉而第一氣動閥9開通時，車門I與安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)處于標準大氣壓狀態(tài)；依次循環(huán)往復(fù)。
[0033]第三，零均值正負壓環(huán)境:
[0034]兩臺風(fēng)機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鈩娱y10開通而第一氣動閥9關(guān)閉時，車門I與安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)處于正壓狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝粴鈩娱y9開通而第二氣動閥10關(guān)閉時，車門I與安裝工裝5組成的試驗空間內(nèi)處于負壓狀態(tài);依次循環(huán)往復(fù)。
[0035]本實用新型所述試驗裝置的安裝試驗步驟為:
[0036]步驟一，將車門I固定在安裝工裝5上，形成密閉的試驗空間；
[0037]步驟二，將管路15與第一氣動閥9、第二氣動閥10、截止閥7以及安裝工裝5進行連接，組成試驗回路；
[0038]步驟三，根據(jù)試驗空間內(nèi)負壓或正壓的要求，將風(fēng)機14安裝在管路15的A端或B端；[0039 ] 步驟四，將第一電磁閥8、第一氣動閥9、氣源12、第二氣動閥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，組成測量組件；
[0041]步驟六，根據(jù)壓力值及頻率等試驗要求，對風(fēng)機14的轉(zhuǎn)速以及第一電磁閥8和第二電磁閥11的開閉時間進行調(diào)節(jié)；
[0042]步驟七，對風(fēng)機14、控制組件、測量組件進行通電，壓力脈動疲勞試驗開始；
[0043]步驟八，試驗過程中，第一氣動閥9和第二氣動閥10交替閉合，從而使得試驗空間出現(xiàn)給定的壓差環(huán)境。
[0044]上面對本實用新型的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本實用新型的最優(yōu)實施例，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，其特征在于:包括試驗回路、控制組件和測量組件； 其中，試驗回路包括安裝工裝(5)和管路(15)，控制組件包括第一電磁閥(8)、第一氣動閥(9)、第二氣動閥(10)、第二電磁閥(11)、氣源(12)、PLC控制器(13)和風(fēng)機(14); 試驗回路中，安裝工裝(5)與試驗件組裝，形成密封的試驗空間；安裝工裝(5)上設(shè)有兩個通孔，所述兩個通孔分別與管路(15)相連，管路(15)被分為兩個支路； 控制組件中，第一氣動閥(9)和第二氣動閥(10)分別設(shè)置在管路(15)的兩個支路上，第一氣動閥(9)和第二氣動閥(10)分別與氣源(12)相連，第一氣動閥(9)和第二氣動閥(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(14)安裝在管路(15)的任意一端或者兩端； 測量組件設(shè)置在安裝工裝(5)和試驗件上。2.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，其特征在于:所述測量組件包括百分表(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疲勞試驗裝置，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)的任意一個支路上。4.如權(quán)利要求1所述一種列車車門的壓力脈動疲勞試驗裝置，其特征在于:所述安裝工裝(5)上的兩個通孔設(shè)置于安裝工裝(5)與試驗件連接端面相對面的中部靠近左右邊緣的位置上，兩個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疲勞試驗裝置，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疲勞試驗裝置，其特征在于:所述氣源(12)為儲氣罐或空壓機。
【文檔編號】G01M17/08GK205538257SQ201620199590
【公開日】2016年8月31日
【申請日】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
【申請人】北京強度環(huán)境研究所