軌道交通車體焊接結構疲勞測試方法與流程

本發明屬于疲勞測試技術領域，具體涉及一種軌道交通車體焊接結構疲勞測試方法。

背景技術：

由于軌道交通車體的焊接多為弧形或其它異形型材與直線型材的焊接，很難夾持和固定，使焊接結構的實際受力中心線與疲勞試驗機加載應力軸線不重合，導致試驗結果不能反映焊接結構的實際疲勞水平，影響對整車性能的準確評估。

因此，急需設計一種新的測試方法，可對弧形或其它異形型材與直線型材進行有效固定和夾持，能夠準確測量軌道交通車體焊接結構的疲勞水平。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的是提供一種軌道交通車體焊接結構疲勞測試方法，能準確測量軌道交通車體任意形狀的焊接結構的疲勞水平，進而提高車體的安全性。

本發明的目的是通過以下方案實現：

軌道交通車體焊接結構疲勞測試方法，包括以下步驟：

疲勞試驗機調試；準備具有剛性夾持端和彈性夾持端的疲勞測試夾具一套和三段適當長度的由直型車體段與異型車體段焊合在一起的車體焊接結構試樣；通過數值模擬分析計算出試樣焊縫的應力值，并確定加載負荷值；

S2、試樣與夾具組裝：采用剛性夾持端對車體焊接結構試樣的直型車體段進行剛性夾持固定；采用彈性夾持端對異型車體段采用彈性夾持固定；形成測試組合體；

S3、將測試組合體固定在疲勞試驗機上；

S4、根據加載負荷值進行加載試驗；

S5、檢測，若三段的疲勞壽命均在設計值以上則判定為合格，試驗結束；否則為不合格。

進一步，疲勞測試夾具的剛性夾持端包括兩成對設置可對直型車體結構形成抱合狀態的弧形夾塊、用于將兩弧形夾塊鎖緊固定在直型車體結構上的緊固件I和可滑動設置在弧形夾塊底部的夾持柱I；彈性夾持端包括兩成對設置可對異型車體結構形成抱合狀態的鏈條、用于將鏈條鎖緊固定在異型車體結構上的緊固件II和可拆卸固定在鏈條的夾持柱II。

進一步，所述緊固件II穿過異型車體結構與鏈條固定。

進一步，鏈條由多個鏈塊和設置在兩相鄰鏈塊之間的轉軸組成，所述鏈塊上均設置有用于緊固件II穿過的過孔。

進一步，所述緊固件I穿過直型車體結構與弧形夾塊固定。

進一步，所述弧形夾塊的底部設置有向兩側延伸的臺階，所述夾持柱I上設置有用于與兩側所述臺階滑動配合的T型槽。

進一步，所述弧形夾塊中部區域設置有與直型車體結構外形至少部分適形的圓弧形凹槽。

進一步，所述圓弧形凹槽上設置有用于緊固件I穿過的過孔。

本發明的有益效果是：

本發明通過剛性、柔性混合使用，可對任意形狀進行有效固定和夾持，使焊接結構實際受力中心線與疲勞試驗機加載應力軸線重合，能夠準確測量軌道交通車體焊接結構的疲勞水平。本發明還具有以下優點：

(1)使軌道交通用車體的弧狀、異型結構的抗疲勞測定得以實現；

(2)剛性、柔性夾具混合搭配使用，適用于多種結構的抗疲勞測定，如焊接結構、鉚接、膠接等；

(3)多點螺栓連接，保證了測試結構受力的均勻性，確保試驗數據的有效性和可靠性。

總之，本發明拓展了疲勞試驗機的功能，使軌道交通用車體的弧狀、異型結構的抗疲勞測定得以實現，填補了軌道交通行業結構疲勞數據的空白，同時，對新車型的可靠性分析提供數據基礎，對行業的發展起到一定的推動作用。

本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發明所用疲勞測試夾具的結構示意圖；

圖2為本發明所用夾具剛性夾持端的結構示意圖。

具體實施方式

以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。

如圖1、2所示，本實施例的一種軌道交通車體焊接結構的疲勞測試夾具，其包括剛性夾持端1和彈性夾持端2，

具體的，剛性夾持端1包括兩成對設置可對直型車體結構形成抱合狀態的弧形夾塊3、用于將兩弧形夾塊鎖緊固定在直型車體結構上的緊固件I和可滑動設置在弧形夾塊底部的夾持柱I 4，弧形夾塊的底部設置有向兩側延伸的臺階11，夾持柱I上設置有用于與兩側臺階滑動配合的T型槽12，使其與弧形夾塊快速連接，弧形夾塊中部區域設置有與直型車體結構外形至少部分適形的圓弧形凹槽(未示出)，可提高與車體結構的貼合度，從而提高兩者的結合力，圓弧形凹槽上設置有用于緊固件I穿過的過孔，本實施例的緊固件I為長螺栓9與螺母10，使用時，長螺栓穿過直型車體結構及圓弧形凹槽上的過孔，并用螺母與螺栓尾部緊固，將兩弧形夾塊固定在直型車體結構的一端；

彈性夾持端包括兩成對設置可對異型車體結構形成抱合狀態的鏈條5、用于將鏈條鎖緊固定在異型車體結構上的緊固件II和可拆卸固定在鏈條的夾持柱II 6，具體的，鏈條由多個鏈塊7和設置在兩相鄰鏈塊之間的轉軸8組成，使鏈條具有一定自由度，隨夾持部位的形狀而改變，鏈塊7上均設置有用于緊固件II穿過的過孔，本實施例的緊固件II也為長螺栓9與螺母10，使用時，長螺栓穿過異型車體結構及鏈塊7上的過孔，并用螺母與螺栓尾部緊固，將鏈條固定在異型車體結構的一端。

當然，弧形夾塊的臺階也可以從其厚度方向向前延伸形成。

測試包括以下步驟：

S1、測試前準備：

1)對測試的軌道交通用車體進行數值模擬分析，分別計算得出焊接位置的應力值和加載負荷，通常計算出的加載負荷應小于設計值，可以以設計值的最小值進行加載，但當計算值大于設計值時，則應以計算值為準進行加載，本實施例的車體結構包括車頂、側墻、地板、車頂與頂蓋邊梁、側墻與頂蓋邊梁、側墻與底架邊梁、地板與底架邊梁、牽引梁、緩沖梁、枕梁等部位；

疲勞試驗機調試：清理疲勞試驗機周圍的雜物，檢查電路是否有漏電、裸露等安全隱患，對疲勞試驗機進行通電試運行；

2)疲勞測試夾具調試：檢查其剛性夾持端和彈性夾持端是否有裂紋、缺陷等；

3)試樣準備：選取三段車體焊接結構試樣，其由直型車體段與異型車體段焊合組合；試樣長度按國家標準確定；

S2、試樣與夾具組裝：

在試樣的直型車體段與異型車體段上分別鉆聯接用過孔，然后用夾具進行固定：

1)直型車體段固定：將兩塊弧形夾塊3抱合在在直型車體段上，并將弧形夾塊3上的過孔與直型車體段上的過孔對齊，然后長螺栓9與螺母10將兩塊弧形夾塊3與直型車體段固定；

2)異型車體段固定：將兩鏈條抱合在異型車體段上，并將鏈塊7上的過孔與異型車體段的過孔對齊，然后長螺栓9與螺母10將鏈條與異型車體段緊固形成測試組合體；

S3、通過夾持柱I、夾持柱II分別與疲勞試驗機的夾具固定座固定，完成測試組合體的固定；

S4、根據S1中確定的加載負荷進行加載試驗；

S5、檢測，若三段的循環周期需達到107次以上則判定為合格，試驗結束；否則為不合格。此步中，還應比較模擬結果與試驗結果的差異，驗證數值模擬的準確性，確保數據的可靠性，為車體安全性提供可靠依據。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。