一种车体试验装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种车体试验装置。

背景技术

随着轨道交通的快速发展，对车辆的各种部件结构有了多样化、快捷化的设计需求，车体作为车辆的主要承载部件，在设计制造过程中面临着轻量化、高强度、结构复杂化的诸多难点。同时，新车型试制后需要对车体的强度、刚度进行大量的试验验证来支撑车辆设计。

发明内容

本发明的目的为提供一种车体试验装置，能够实现力载荷角度加载于模拟车体。

本发明提供一种车体试验装置，其特征在于，包括以下部件：

支撑架；

框架组件，包括若干梁固连形成的框体，用于模拟被试验车体的骨架；所述若干梁中至少一者为受力梁，所述受力梁的侧壁具有承力面，所述承力面与所述框架组件的纵截面或横截面具有夹角；

限位组件，所述框架组件支撑于所述支撑架，并且所述限位组件能够限制所述框架组件相对所述支撑架移动以将其定位于所述支撑架；

伸缩缸，所述伸缩缸水平设置，所述支撑架还具有安装面，所述安装面与所述承力面平行，所述伸缩缸的固定端部安装于所述安装面，所述活动端部能够抵靠所述承力面。

本发明中伸缩缸水平安装于框架组件的受力梁的承力面和支撑架的安装面之间，因承力面和安装面二者为平行且与纵截面呈ɑ角，这样伸缩缸施加于受力梁上的力与纵截面呈ɑ角，进而能够实现受力梁多角度受力载荷的模拟，模拟结果精确性比较高，对于车体实际设计具有重要的指导性意义。

可选的，还包括基座，所述安装面设置于所述基座朝向所述框架组件的一侧；所述车体试验装置还包括第一架体，呈箱体结构，所述箱体结构与所述框架组件的第一侧面相对的侧壁上设置有若干安装孔组，每一安装孔组包括至少一个安装孔，用于可拆卸安装所述基座。

可选的，所述第一架体相对所述支撑架的高度可调；

或者，

至少包括第一支撑柱组和第二支撑柱组，所述第一支撑柱组包括若干根第一支撑柱，所述第二支撑柱组包括若干根第二支撑柱，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱的高度不同，所述第一架体能够通过所述第一支撑柱组或所述第二支撑柱组支撑于所述支撑架。

可选的，所述限位组件包括呈箱体结构的第二架体，所述第二架体与所述框架组件抵靠配合，所述第一架体和所述第二架体分别位于所述框架组件的两侧，并且二者通过至少一根导杆固定。

可选的，所述支撑架还固定有立架和斜撑，所述立架垂直支撑固定于所述支撑架，并且所述立架进一步通过所述斜撑支撑于所述支撑架，所述立架上还设置有作动器，用于对所述框架组件的第二侧面上的部分梁施加作用力，其中所述第一侧面和所述第二侧面垂直。

可选的，所述框架组件包括若干横梁和纵梁，所述横梁和所述纵梁形成所述框体的主骨架，所述外围骨架的内部还固定有若干支撑横梁和支撑纵梁，二者两端分别固定连接所述外围骨架相对侧的梁。

可选的，包括块体，所述块体固定于所述受力梁，所述承力面位于所述块体；

或者/和，所述框架组件的底壁和所述支撑架其中一者设置有定位柱，另一者设置有与所述定位柱配合安装的定位孔。

可选的，所述受力梁包括模拟碰撞柱和模拟角柱，分别用于模拟车体的碰撞柱和角柱，所述承力面与所述框架组件的纵向面具有预定角度；

可选的，还包括中间横梁，同一所述受力梁均包括沿长度方向的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段的相邻端部均固定连接所述中间横梁，所述承力面位于所述中间横梁位于同一受力梁相邻两段之间的区域。

可选的，同一所述受力梁上具有至少两个所述承力面，各所述承力面中至少二者与所述纵向面的夹角不同。

附图说明

图1为本发明一种实施例中车体试验装置的三维示意图；

图2为图1所示的框架组件的结构示意图；

图3为图2的正视图；

图4为图2的侧视图；

图5为图1中车体试验装置的支撑架、立架、斜撑及支撑组件等部分构件的结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为图1中第一架体、伸缩缸和基座的组装示意图；

图8为图7的分解示意图；

图9中示出了对角柱施加的力与纵截面呈ɑ角度；

图10示出了对角柱施加的力与纵截面呈-ɑ角度。

其中；

100框架组件、10定位柱、101连接板、11模拟碰撞柱、12模拟角柱、13第一承力面；14第二承力面；15纵梁、16横梁、171第一横梁段、172第二横梁段、18加强板、191第一纵梁段、192竖直梁；

200支撑架

21第一架体、22伸缩缸、23基座、第一安装面231、第二安装面232、24导杆、25锁紧螺母、26第二架体、27、281立架、282 斜撑、283安装座、201固定板、2a定位孔、202限位柱

300作动器。

具体实施方式

不失一般性，本发明以车体试验装置对轨道车辆的具有碰撞柱和角柱的车体段进行模拟试验为例，介绍技术方案和技术效果，本领域内技术人员应当理解本发明的车体试验装置

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图10，本发明提供了一种车体试验装置，包括支撑架、框架组件、限位组件和伸缩缸。

需要说明的是，本文中框架组件100的纵即对应被模拟车体的长度方向，框架组件100的横即对应被模拟车体的宽度方向。纵截面对应沿车体长度方向的平面，横截面对应沿车体宽度方向的平面。

请参考图5和图6，本发明所提供的支撑架200，除了对车体试验装置的其他部件起到提供安装基础的功能之外，还可以与其他外部环境起到连接固定的作用。在满足需要的前提下，支撑架200的具体方式可以有多种形式，本发明主要提供了支撑架200有多根杆体焊接形成的结构。当然，本领域内技术人员应当理解，支撑架200 的结构不局限于本文描述还可以为其他结构形式。

请参考图2至图4，本发明中的框架组件100包括若干梁固连形成的框体，用于模拟被试验车体的骨架。梁可以为矩形管、方管等管状结构。根据梁设置方向的不同，可以划分为横梁16和纵梁15。若干梁中至少一者为受力梁，受力梁的侧壁具有承力面，承力面与框架组件100的纵截面或横截面具有夹角。以模拟碰撞柱11和角柱受力为例，承力面与纵截面具有预定夹角。请参考图9和图10，其中图 9中示出了对角柱施加的力与纵截面呈ɑ角度，图10示出了对角柱施加的力与纵截面呈-ɑ角度，图10和图9中的两力关于纵截面对称。其中承力面与纵截面或横截面的夹角可以根据实际情况而定，ɑ可以为0至±90度范围内任意数值，后文以ɑ为15度以及-15度为例，介绍技术方案和技术效果。

本发明中的框架组件100支撑于支撑架200，限位组件能够限制框架组件100相对支撑架200移动以将其定位于支撑架200；也就是说，在限位组件的作用下，框架组件100不能相对支撑架200发生位置移动。在一种具体示例中，限位组件能够限制框架组件100的横向位置和纵向位置，以实现框架组件100的限位。图1中示出了x 方向为横向，y方向为纵向。

伸缩缸22水平设置，支撑架200还具有安装面，安装面与承力面平行，伸缩缸22的固定端部安装于安装面，活动端部能够抵靠承力面。当需要加载不同角度的两种或两种载荷时，可以分别设置与载荷一一相对应的安装面与承力面，以满足试验需求，例如设置相平行的第一安装面231与第一承力面13，满足与纵截面成ɑ1角度载荷的加载，设置相平行的第二安装面232与第二承力面14，满足与纵截面成ɑ2角度载荷的加载。

本发明中伸缩缸22水平安装于框架组件100的受力梁的承力面和支撑架200的安装面之间，因承力面和安装面二者为平行且与纵截面呈ɑ角，这样伸缩缸22施加于受力梁上的力与纵截面呈ɑ角，进而能够实现受力梁多角度受力载荷的模拟，模拟结果精确性比较高，对于车体实际设计具有重要的指导性意义。

在一种具体示例中，本发明中的车体试验装置还包括基座23，安装面设置于基座23朝向框架组件100的一侧；车体试验装置还包括第一架体21，呈箱体结构，箱体结构与框架组件100的第一侧面相对的侧壁上设置有若干安装孔组，每一安装孔组包括至少一个安装孔211，用于可拆卸安装基座23。

这样可以根据框架组件100受力点位置的不同，选择第一架体21上合适的安装孔组固定伸缩缸22的基座23，以提高装置使用的灵活性。以角柱和碰撞柱试验为例，角柱和碰撞柱分为位于车体的不同位置，相应地，模拟角柱12和模拟碰撞柱11也位于框架组件100的不同位置，这样根据试验条件，调节基座23在第一架体21上的安装位置既可以实现同一套伸缩缸22对模拟角柱12和模拟碰撞柱 11的力加载。

为了进一步提高装置使用灵活性，第一架体21相对支撑架200 的高度可调；第一架体21高度可调的实现方式有多种，例如第一架体21通过可调节部件支撑于支撑架200，或者第一架体21通过固定长度的支撑部件支撑于支撑架200，通过更换合适高度的支撑部件实现第一架体21相对支撑架200高度的调节。

在一种具体示例中，本发明的车体试验装置至少包括第一支撑柱组和第二支撑柱组，第一支撑柱组包括若干根第一支撑柱，第二支撑柱组包括若干根第二支撑柱，第一支撑柱和第二支撑柱的高度不同，第一架体21能够通过第一支撑柱组或第二支撑柱组支撑于支撑台。图中仅示出了第一支撑柱27安装于支撑架200上的具体实施方式。

上述各实施例中，限位组件包括呈箱体结构的第二架体26，第二架体26与框架组件100抵靠配合，第一架体21和第二架体26分别位于框架组件100的两侧，并且二者通过至少一根导杆24固定。导杆24可以通过锁紧螺母25固定连接第一架体21和第二架体26。

框架组件100位于第一架体21和第二架体26之间，当安装于第一架体21上的伸缩缸22对框架组件100施加力时，框架组件100 可以抵靠与第二架体26上，避免框架组件100在纵向位移发生位移。并且第一架体21和第二架体26均为箱体结构，结构稳定性比较高。

上述车体试验装置的支撑架200还固定有立架281和斜撑282，立架281垂直支撑固定于支撑台，立架281可以有若干横向梁和纵向梁固定连接形成，并且立架281进一步通过斜撑282支撑于支撑台，立架281上还设置有作动器300，用于对框架组件100的第二侧面上的部分梁施加作用力，其中第一侧面和第二侧面垂直。具体地，立架281上固定有安装座283，用于安装作动器300，作动器300的数量可以为一个或者一个以上。

如图1所示，立架281位于框架组件100的旁侧，其上的作动器可以对框架组件100施加沿横向(x方向)的力，这样可以模拟车体横向载荷加载试验需求。当然，通过对作动器布置方向的设定，也可以满足作动器施加力方向与横截面具有预定角度。

在一种具体实施方式中，框架组件的第二侧面上各梁的布置可以参考图2，包括位于第二侧面中间位置的竖直梁192，竖直梁192 的两侧固定连接有纵向的模拟窗梁191，另外还可以将竖直梁192沿长度方向分成两段或N段，相邻两段之间固定连接于过渡纵梁193.

在一种具体实施例中，框架组件100包括若干横梁和纵梁，横梁和纵梁形成框体的主骨架，外围骨架的内部还固定有若干支撑横梁和支撑纵梁，二者两端分别固定连接外围骨架相对侧的梁。如图2所示，支撑横梁17和支撑纵梁17’的数量均为两根，每一根支撑横梁17的两端分别支撑于相对侧的两碰撞柱之间，每一根支撑纵梁17’的两端分别支撑于相对侧的梁之间。当然，支撑横梁17和支撑纵梁 17’的数量的数量不局限于本文描述，还可以为1根或者3根或者其他根数。

在一种具体示例中，车体试验装置包括块体13，块体13固定于受力梁，承力面位于块体；块体13可以固定安装于受力梁，当然也可以可拆卸安装于受力梁，可以随时安装随时调整位置，这样可以提高试验灵活性。

在一种示例中，框架组件100的底壁和支撑架200其中一者设置有定位柱，另一者设置有与定位柱配合安装的定位孔。图中示出了，框架组件100的底部固定有两个定位柱10，支撑架200上设置有与定位柱配合安装的定位孔2a。具体地，对于横梁、纵梁形成的支撑架而言，为了设置定位孔的方便，支撑架上还可以固定有固定板 201，定位孔设置于固定板201上。

另外，支撑架200上还设置有向上的四根限位柱202，限制框架组件100横向位移。例如，限位柱202可以与框架组件100的纵梁配合起到横向限位作用。

上述定位柱与定位孔、限位柱均都起到了限制框架组件100与支撑架200的相对位置的作用。

受力梁包括模拟碰撞柱11和模拟角柱12，分别用于模拟车体的碰撞柱和角柱，承力面与框架组件100的纵向面具有预定角度；框架组件100的纵向面与车体的纵截面相对应，相应地，框架组件100 的横向面与车体的横截面相对应。

车体试验装置还包括中间横梁，同一受力梁均包括沿长度方向的第一段和第二段，以模拟角柱12为例，模拟角柱12包括第一段 121和第二段122，第一段121和第二段122的相邻端部均固定连接中间横梁17，承力面位于中间横梁17位于同一受力梁相邻两段之间的区域。这样可以增加受力梁位置的结构稳定性。

当然，受力梁沿长度方向不局限于包括两段，还可以为三段或者其他数量段。

如前文所述，承力面的设置可以根据试验需求而设定，同一受力梁上可以具有至少两个承力面，各承力面中至少二者与纵向面的夹角不同。

以上对本发明所提供的一种车体试验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。