一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台的制作方法

本发明涉及磁悬浮列车试验技术领域，具体而言，涉及一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台。

背景技术：

悬浮架作为磁浮车辆走行机构的主要组成部分，其重要性不言而喻。悬浮架的失效将直接威胁到磁浮车辆的行车安全，而要兼顾安全与效益，就需确定其结构静强度和其疲劳寿命，以便安排合理的检修周期。目前对磁浮车辆的悬浮架强度试验及方法基本没有一套很好的解决方案，通常是采用仿真分析并按照机车车辆转向架的试验分析法来对其进行强度及寿命评估的。由于当前磁浮车辆发展迅速，尤其是对于城市轨道交通的发展，中低速磁浮列车具有很大优势及潜力，其悬浮架强度试验及方法的方案亟待解决。

对于中低速磁浮列车城市内运行，由于运行线路和环境的复杂，其走行机构在实际运行过程中所受的各种载荷繁杂且频率高，且运行人次较多，若未能在进行合理的强度试验就投入使用，其安全隐患巨大。因此，有必要发明一台能够对中低速磁浮车辆悬浮架进行合理强度试验的试验台装置及相应的试验方法，以解决悬浮架强度试验的问题，从而保证中低速磁浮车辆运输的高效、安全运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供结构简单可靠的、能适用于不同类型结构悬浮架的、可进行静强度和疲劳强度试验的一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台，其能够针对对象为悬浮架单边模块，且能模拟加载横向载荷和纵向载荷时，多种中低速磁浮车辆实际运行过程中的必要工况，进行同步或异步加载载荷，从而相对全面对悬浮架进行强度试验，模拟出真实环境的磁悬浮车辆的活动。

本发明的实施例是这样实现的：

一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台，其包括：承重支架、第一固定横梁、第二固定横梁、垂向载荷承载横梁、水平载荷承载架、t型槽平台、地基、作动器和连接在悬浮架的悬浮架工装，承重支架分别与第一固定横梁和第二固定横梁两两相连接，t型槽平台设置于地基且中部向内凹设有用于降低试验台高度的地基槽，地基槽内设有作动器，其作用是对电磁铁替代工装进行加载，多个承重支架围绕地基槽进行安装，垂向载荷承载横梁安装于纵向方位的一对第二固定横梁之间，用于加载纵向载荷的两个水平载荷承载架安装在t型槽平台顶部位置相对的两端，用于加载横向载荷的水平载荷承载架设置在相邻承重支架之间，每个水平载荷承载架分别连接有作动器，悬浮架位于作动器之间用于试验的空间；其中，悬浮架为中低速磁浮车辆的用于悬浮的架体，由于悬浮架为左右对称的结构，且其结构解耦，可以单独对其中一边进行强度试验，悬浮架单边模块为中低速磁浮车辆悬浮架的半边，托臂为悬浮架单边模块的两端用于起支撑增加作用的支柱。

在本发明较佳的实施例中，上述承重支架包括一体成型的主体和底座，主体为承载大载荷的工字型材件或工字钢，主体的底端和底座之间设置有用于增加结构强度的筋板，多个承重支架之间形成试验悬浮架的空间，承重支架用于承受第一固定横梁、第二固定横梁和垂向载荷承载横梁的重量以及来自于作动器的载荷。

在本发明较佳的实施例中，上述第一固定横梁和第二固定横梁分别连接在相邻承重支架之间形成整体且两者相互间隔设置，第一固定横梁的高度大于第二固定横梁且两者位于不同的水平面。

在本发明较佳的实施例中，上述中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台还包括用于限定悬浮架工装的位移约束组件，多个位移约束组件安装在垂向载荷承载横梁的底部，垂向载荷承载横梁的设置方向与悬浮架的方向一致，以便于安装的作动器或位移约束组件；进一步地，悬浮架单边模块具有至少两个托臂，电磁铁替代工装设有至少两个，空簧滑台替代工装设置有一个或多个，压在电磁铁替代工装底部的作动器设有至少两个，位移约束组件设置有三个且用于抵靠住空簧滑台替代工装的顶部以限制高度。

在本发明较佳的实施例中，上述悬浮架工装包括便于作动器对悬浮架进行加载载荷的电磁铁替代工装和空簧滑台替代工装，电磁铁替代工装压在设置在地基槽内的作动器，位移约束组件抵靠住空簧滑台替代工装；电磁铁替代工装和空簧滑台替代工装替换掉所处位置原来的复杂结构，作为一种简化的刚性连接(工装与悬浮架)，便于作动器对悬浮架进行加载。

在本发明较佳的实施例中，上述电磁铁替代工装固定连接至悬浮架单边模块的托臂，空簧滑台替代工装固定连接至悬浮架单边模块的顶部，在悬浮架单边模块的顶部不同位置可连接一个至多个空簧滑台替代工装。

在本发明较佳的实施例中，上述水平载荷承载架具有连接作动器的承载面且用于承受纵向载荷或横向载荷，承载面朝向悬浮架，在承载面的相对面设置有用于支撑稳固的肋板。

在本发明较佳的实施例中，上述t型槽平台设置为顶面穿透式的t型槽，地基槽呈长方体且在地基上形成便于安装作动器的槽平台，槽平台为地基槽内的带t型槽的平台。

一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台的组合布置使用方法，其使用上述的中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台，组合布置使用方法根据工况下悬浮架架单边模块的受力位置来确定，当模拟牵引或制动的工况时，位于悬浮架纵向的第一端或第二端的作动器进行加载，位移约束组件对空簧滑台替代工装进行约束；当模拟悬浮工况时，电磁铁替代工装底部的作动器进行同步或异步加载，位移约束组件对空簧滑台替代工装进行约束。

在本发明较佳的实施例中，上述位移约束组件对空簧滑台替代工装进行约束时，包括中置式和端置式两种组合布置，中置式的组合布置为空簧滑台替代工装固定于悬浮架单边模块的顶面中部，连接在垂向载荷承载横梁底面中部的位移约束组件压住空簧滑台替代工装；端置式的组合布置为两个空簧滑台替代工装分别固定于悬浮架单边模块的顶面两端，连接在垂向载荷承载横梁底面两端的位移约束组件分别压住一个空簧滑台替代工装。

本发明的有益效果是：

本发明通过在悬浮架单边模块设置空簧滑台替代工装和电磁铁替代工装，通过垂向载荷承载横梁和位移约束组件进行限位并利用底部的作动器实现纵向的同步或异步加载载荷，通过水平载荷承载架和作动器实现水平方向的两个不同方向的载荷加载，能够模拟真实环境下的悬浮架单边模块受力工况，分析实际磁悬浮车辆的载荷加载情况，能模拟加载横向载荷和纵向载荷的多种中低速磁浮车辆实际运行过程中的必要工况，实现同步或异步加载载荷，从而相对全面对悬浮架进行强度试验。

本发明具有的优点：

1.试验台整体结构设计符合中低速磁浮车辆悬浮架单边模块的结构特点及车辆实际运行过程中的受力情况，具备适用性。

2.试验台的t-型槽平台穿透式设计使得整个试验台高度降低，节省了场地空间，同时降低了悬浮架单边模块的安装高度，使得在对其进行贴片或更换贴片以及其他处理操作时更为方便。

3.试验台各承载点的装置能够进行多种组合，既能安装作动器进行载荷输入，又可安装位移约束组件进行位移约束，从而适应各种必要工况，且此试验台将悬浮架垂向载荷输入的作动器设置在悬浮架单边模块的托臂处，直接模拟悬浮力的作用，能够更贴近车辆实际运行的情况。

4.试验台各承载架之间设置了固定横梁，使之连接成为一个整体，从而使之整体强度得到了提升，保证悬浮架试验台的强度，增加使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

图1为本发明中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台的立体示意图；

图2为本发明中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台的正视示意图；

图3为本发明中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台的侧视示意图；

图4为本发明悬浮架工装及悬浮架的立体示意图；

图标：1-承重支架；2-第一固定横梁；3-第二固定横梁；4-垂向载荷承载横梁；5-水平载荷承载架；6-t型槽平台；7-地基；8-作动器；9-电磁铁替代工装；10-位移约束组件；11-空簧滑台替代工装；12-悬浮架单边模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台，其包括：承重支架1、承重支架固定横梁、垂向载荷承载横梁4、水平载荷承载架5、t型槽平台6、地基7、作动器8、位移约束组件10和连接在悬浮架的悬浮架工装，其中，承重支架固定横梁包括第一固定横梁2和第二固定横梁3，悬浮架工装包括便于作动器8对悬浮架进行加载载荷的电磁铁替代工装9和空簧滑台替代工装11，其中，悬浮架为中低速磁浮车辆的用于悬浮的架体，由于悬浮架为左右对称的结构，且其结构解耦，可以单独对其中一边进行强度试验，悬浮架单边模块12为中低速磁浮车辆悬浮架的半边，托臂为悬浮架单边模块12的两端用于起支撑增加作用的支柱。

请参照图2，承重支架1共设置有四根，承重支架1包括一体成型的主体和底座，主体为承载大载荷的工字型材件，该工字型材件用于承受悬浮试验的较大载荷，主体的底端和底座之间设置有用于增加结构强度的筋板，筋板的侧边和主体底端的侧面连接，筋板的底边和底座的顶面连接，筋板与主体或底座的连接方式选择为焊接，底座呈板状，底座的边缘平均分布有八个用于固定的螺栓孔，螺栓通过该螺栓孔将底座固定至t型槽平台6的顶面，t型槽平台6设置于地基7且中部向内凹设有用于降低试验台高度的地基槽，该地基槽呈长方体状，四根承重支架1固定在t型槽平台6的顶面且分布在地基槽的四个角的朝向位置，四根承重支架1形成长方体状且位于长方体的四条棱边，各棱边之间形成试验悬浮架的空间，承重支架1用于承受第一固定横梁2、第二固定横梁3和垂向载荷承载横梁4的重量以及来自于作动器8的载荷。

t型槽平台6设置在地基7的顶部，t型槽平台6设置为顶面穿透式的t型槽，t型槽平台6的中部向内凹设有地基槽，地基槽呈长方体且在地基7内形成便于安装作动器8的槽平台，槽平台为地基槽内的带t型槽的平台，该槽平台其位于地基槽的底部。

承重支架固定横梁包括第一固定横梁2和第二固定横梁3，承重支架1分别与第一固定横梁2和第二固定横梁3两两相连接，第一固定横梁2和第二固定横梁3分别连接在相邻承重支架1之间形成整体且两者相互间隔设置，第一固定横梁2的高度大于第二固定横梁3且两者位于不同的水平面，第一固定横梁2和第二固定横梁3分别设置有两根，两根第一固定横梁2相互平行，两根第二固定横梁3相互平行；第一固定横梁2的两端分别设置有横梁座，第一固定横梁2的中部为横梁，横梁座呈板状，横梁座和横梁为一体成型，横梁的侧面和横梁座之间设置有筋板，其用于增加第一固定横梁2的结构强度，该横梁座设置有连通其两侧的四个螺栓孔，通过螺栓将第一固定横梁2固定连接在相邻两根承重支架1的主体顶端；第二固定横梁3的两端分别设置为凹槽状，该凹槽形成卡住承重支架1的空间，凹槽的大小和承重支架1相匹配，位于凹槽位置的第二固定横梁3处设置有连通凹槽内外的螺栓孔，凹槽的两侧共均分布有六个螺栓孔，第二固定横梁3的两端卡住承重支架1后，通过螺栓将第二固定横梁3固定在相邻两根承重支架1之间，第二固定横梁3位于承重支架1的靠近顶端位置，其低于第一固定横梁2的水平高度。

垂向载荷承载横梁4呈杆状且两端连接在相对的两根第二固定横梁3之间，垂向载荷承载横梁4的设置方向与悬浮架的方向一致，以便于安装的作动器8或位移约束组件10，垂向载荷承载横梁4的两端分别设置有卡住第二固定横梁3的凹槽，该凹槽与第二固定横梁3相互匹配，凹槽位置的垂向载荷承载横梁4处设置有连通凹槽内外的螺栓孔，垂向载荷承载横梁4两端的顶和底分别设置有六个螺栓孔，螺栓通过该螺栓孔将垂向载荷承载横梁4固定于第二固定横梁3。

地基槽内设有作动器8，多个承重支架1围绕地基槽进行安装，垂向载荷承载梁安装于纵向方位的一对第二固定横梁3之间，用于加载纵向载荷的两个水平载荷承载架5安装在t型槽平台6顶部位置相对的两端，用于加载横向载荷的水平载荷承载架5设置在相邻承重支架1之间，每个水平载荷承载架5分别连接有作动器8，悬浮架位于作动器8之间用于试验的空间。

请参照图3，位移约束组件10用于限定悬浮架工装的高度，垂向载荷承载横梁4的底部共连接有等距间隔的三个位移约束组件10，该三个位移约束组件10分别对准悬浮架的中部和两端，位移约束组件10包括组件座、限位杆和约束板，限位杆的顶端通过设置螺纹与组件座设置的螺纹孔相互匹配，限位杆的底端通过设置螺纹与约束板设置的螺纹孔相互匹配，组件座设置有螺栓孔且通过螺栓固定连接在垂向载荷承载横梁4的底部，约束板的底面用于抵靠压住空簧滑台替代工装11的顶面。

水平载荷承载架5共设置有三个，其中两个水平载荷承载架5固定在地基槽的两侧，其位于两根第二固定横梁3所在的试验空间的结构外，另一个水平载荷承载架5固定在地基槽的第三侧，即地基槽较长边的外侧，其位于第一固定横梁2所在的试验空间的结构外，水平载荷承载架5用于连接作动器8，起到支撑稳固的作用；水平载荷承载架5具有连接作动器8的承载面且用于承受纵向载荷或横向载荷，承载面朝向悬浮架，在承载面的相对面设置有用于支撑稳固的肋板，两个水平载荷承载架5相对设置且承载面朝向相对的位置，水平载荷承载架5具有用于安装于t型槽平台6的架座，肋板的底边固定连接在架座的顶面，肋板与架座的连接方式选择为焊接，架座呈板状，沿架座的边缘设置有八个螺栓孔，通过螺栓将架座固定在t型槽平台6的顶面。

作动器8为现有技术的装置，作动器8共设置有五个，三个作动器8的安装座分别固定连接在三个水平载荷承载架5的承载面，通过螺栓固定连接，位于相对位置的两个水平载荷承载架5连接的作动器8分别记为第一作动器和第二作动器，位于另一个水平载荷承载架5链接的作动器8记为第三作动器，其中，第一作动器和第二作动器的加载端分别朝向悬浮架单边模块12的两端，第一作动器和第二作动器之间的距离用于启动作动器8时卡住悬浮架，第三作动器的加载端朝向悬浮架单边模块12的侧面中部；地基槽内设置有两个作动器8，分别记为第四作动器和第五作动器，第四作动器和第五作动器的安装座分别通过螺栓固定在地基槽内的槽平台顶面，其位置分别位于悬浮架的两端，且正对电磁铁替代工装9的底部；第一作动器、第二作动器和第三作动器分别用于加载横向载荷，第四作动器和第五作动器分别用于加载纵向载荷；第一作动器、第二作动器和第三作动器对悬浮架单边模块12实现同步或异步加载，第四作动器和第五作动器对悬浮架单边模块12实现同步或异步加载。

请参照图4，悬浮架工装包括便于作动器8对悬浮架进行加载载荷的电磁铁替代工装9和空簧滑台替代工装11，电磁铁替代工装9和空簧滑台替代工装11分别设置为长方体状和正方体状，悬浮架单边模块12具有两个托臂，电磁铁替代工装9设有一个，空簧滑台替代工装11设置有一个，压在电磁铁替代工装9底部的作动器8设有两个；电磁铁替代工装9压在设置在地基槽内的作动器8，位移约束组件10抵靠住空簧滑台替代工装11，电磁铁替代工装9通过螺栓固定连接至悬浮架单边模块12的托臂处，空簧滑台替代工装11通过螺栓固定连接至悬浮架单边模块12的顶部，在悬浮架单边模块12的顶部三个不同位置可连接三个空簧滑台替代工装11。

一种中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台的组合布置使用方法，其使用上述的中低速磁浮车辆悬浮架强度试验台，组合布置使用方法根据工况下悬浮架架单边模块的受力位置来确定，当模拟牵引或制动的工况时，位于悬浮架纵向的第一端或第二端的作动器8进行加载，即启动第一作动器和第二作动器对悬浮架单边模块12的两端进行加载载荷，位移约束组件10对空簧滑台替代工装11进行约束，约束板的底部抵靠住空簧滑台替代工装11的顶面；当模拟悬浮工况时，电磁铁替代工装9底部的作动器8，即第四作动器和第五作动器进行同步或异步加载，约束板的底部对空簧滑台替代工装11进行约束，限制住悬浮架单边模块12的高度。

位移约束组件10对空簧滑台替代工装11进行约束时，包括中置式和端置式两种组合布置，图4中的结构为中置式的组合布置，中置式的组合布置为空簧滑台替代工装11固定于悬浮架单边模块12的顶面中部，使用该种布置时使用一个空簧滑台替代工装11通过螺栓固定在悬浮架单边模块12的中部，连接在垂向载荷承载横梁4底面中部的位移约束组件10压住空簧滑台替代工装11的顶面；端置式的组合布置为两个空簧滑台替代工装11通过螺栓分别固定于悬浮架单边模块12的顶面两端，连接在垂向载荷承载横梁4底面两端的位移约束组件10正对空簧滑台替代工装11，并分别压住一个空簧滑台替代工装11的顶面。

本发明实例通过在悬浮架单边模块设置空簧滑台替代工装和电磁铁替代工装，通过垂向载荷承载横梁和位移约束组件进行限位并利用底部的作动器实现纵向的同步或异步加载载荷，通过水平载荷承载架和作动器实现水平方向的两个不同方向的载荷加载，能够模拟真实环境下的悬浮架单边模块受力工况，分析实际磁悬浮车辆的载荷加载情况，能模拟加载横向载荷和纵向载荷的多种中低速磁浮车辆实际运行过程中的必要工况，实现同步或异步加载载荷，从而相对全面对悬浮架进行强度试验。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。