一種車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，屬于碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國軌道交通事業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是高速動(dòng)車組在國內(nèi)的普及，車輛運(yùn)行安全被越來越多的人們所重視，而車輛運(yùn)行安全中的車輛碰撞安全性是非常重要的一部分。
[0003]列車碰撞安全保護(hù)技術(shù)分為“主動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)”和“被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)”兩個(gè)方面，“主動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)”是列車安全運(yùn)行必備的，運(yùn)用得當(dāng)可有效防止碰撞事故的發(fā)生，該技術(shù)主要包括列車網(wǎng)格及列車控制技術(shù)、合理健全的鐵路信號(hào)及報(bào)警系統(tǒng)、鐵路限界安全防護(hù)等。但“主動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)”不是百分百可靠的。然而，在滿足鐵道車輛碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)條件下的“被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)”，在碰撞發(fā)生時(shí)可以最大限度地保護(hù)列車結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及司乘人員的安全。發(fā)生碰撞時(shí)，在所有主動(dòng)安全保護(hù)措施失效的情況下，車輛被動(dòng)安全保護(hù)措施可以為乘客提供最后一道保護(hù)，因此，越來越多地對(duì)列車整車碰撞動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行深入研宄。
[0004]在專利號(hào)為201410629472.3的專利“一種軌道車輛碰撞試驗(yàn)臺(tái)及軌道車輛碰撞試驗(yàn)方法”中，公開的碰撞試驗(yàn)臺(tái)包括軌道、用于推動(dòng)測(cè)試車輛的小車、用于檢測(cè)測(cè)試車輛速度和位置的檢測(cè)器，小車由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，小車由制動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)電機(jī)分設(shè)在軌道的兩端，小車由連接牽動(dòng)。小車在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)測(cè)試車輛加速移動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)測(cè)試車輛的速度，當(dāng)達(dá)到預(yù)定速度時(shí)，制動(dòng)小車。該試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)方法可以顯著提高試驗(yàn)過程中對(duì)測(cè)試車輛速度控制的精確度，但該試驗(yàn)臺(tái)中的測(cè)試車輛和測(cè)試小車沒有任何的防護(hù)措施，同時(shí)，該試驗(yàn)臺(tái)只能對(duì)測(cè)試車輛在縱向上的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行研宄，而對(duì)于測(cè)試車輛在垂向上的動(dòng)力學(xué)性能則無法進(jìn)行取值研宄。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明主要目的在于解決上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠，有利于對(duì)測(cè)試車輛進(jìn)行垂向和縱向動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試的車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于，提供一種操作方便，可對(duì)測(cè)試車輛進(jìn)行垂向和縱向動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試的車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)及測(cè)試車輛，所述測(cè)試車輛沿軌道運(yùn)行，其特征在于:還包括一沿測(cè)試車輛縱向延伸并整體呈龍門形狀的防護(hù)裝置，所述測(cè)試車輛在由所述防護(hù)裝置圍成的空間內(nèi)運(yùn)行。
[0009]進(jìn)一步，所述防護(hù)裝置由兩個(gè)沿測(cè)試車輛縱向延伸的箱形結(jié)構(gòu)組成，兩個(gè)箱形結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱設(shè)置在軌道的兩側(cè)，所述箱形結(jié)構(gòu)在朝向所述測(cè)試車輛的一側(cè)具有一內(nèi)凹部，兩個(gè)所述箱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)凹部對(duì)稱設(shè)置，所述測(cè)試車輛在兩個(gè)所述內(nèi)凹部圍成的空間內(nèi)運(yùn)行。
[0010]進(jìn)一步，所述箱形結(jié)構(gòu)的上頂板和/或下底板至少向所述測(cè)試車輛的方向延伸出一延伸部。
[0011]進(jìn)一步，所述箱形結(jié)構(gòu)由鋼板拼接組焊而成。
[0012]進(jìn)一步，在所述箱形結(jié)構(gòu)上設(shè)置有多個(gè)工藝孔。
[0013]進(jìn)一步，每個(gè)所述箱形結(jié)構(gòu)分上下兩部分，分別為上箱體和下箱體，所述上箱體和下箱體之間通過緊固件固定連接。
[0014]進(jìn)一步，所述防護(hù)裝置通過緊固件固定安裝在所述試驗(yàn)臺(tái)上。
[0015]進(jìn)一步，所述試驗(yàn)臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有止擋墻，所述止擋墻上安裝有多個(gè)力傳感器。
[0016]進(jìn)一步，在所述止擋墻上安裝有蜂窩鋁吸能模塊。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是:
[0018]一種采用上述車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括將龍門形狀的防護(hù)裝置的底部固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，對(duì)測(cè)試車輛進(jìn)行縱向動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試的步驟；包括將龍門形狀的防護(hù)裝置翻轉(zhuǎn)倒置，其頂部固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，對(duì)測(cè)試車輛同時(shí)進(jìn)行縱向和垂向動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試的步驟。
[0019]綜上內(nèi)容，本發(fā)明所述的一種車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單合理，安裝和操作方便，可以有效保證多車碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的安全性及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0021](2)本發(fā)明不僅可以進(jìn)行多車體縱向動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研宄，還可以通過對(duì)防護(hù)裝置簡單的翻轉(zhuǎn)倒置，實(shí)現(xiàn)多車體縱向和垂向動(dòng)力學(xué)兩項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容的研宄，可以在短時(shí)間內(nèi)完成不同性質(zhì)試驗(yàn)研宄，提高試驗(yàn)研宄的效率，并有效節(jié)省試驗(yàn)成本，還可以為車輛動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算提供依據(jù)，進(jìn)而保證列車能量分配方案的可靠性。
[0022](3)箱形結(jié)構(gòu)通過螺栓牢固固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，不但操作簡單方便，還可以保證測(cè)試車輛在試驗(yàn)過程中的安全可靠。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一箱形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一箱形結(jié)構(gòu)和測(cè)試車輛組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一箱形結(jié)構(gòu)的斷面示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一上箱體翻轉(zhuǎn)后的斷面示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明試驗(yàn)方法的流程圖。
[0029]如圖1至圖6所示，試驗(yàn)臺(tái)1、測(cè)試車輛2，動(dòng)力車輛3，軌道4，止擋墻5，高速攝影采集系統(tǒng)6，防護(hù)裝置7，箱形結(jié)構(gòu)8，上箱體8a，下箱體8b，內(nèi)凹部9，頂壁9a，側(cè)壁9b，上頂板10，下底板11，延伸部12，延伸部13，安裝孔14，安裝孔15，工藝孔15，安裝孔17，安裝部18，補(bǔ)強(qiáng)板19。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0031]實(shí)施例一:
[0032]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種車輛碰撞動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)1、測(cè)試車輛2及動(dòng)力車輛3，在試驗(yàn)臺(tái)I上安裝軌道4，測(cè)試車輛2和動(dòng)力車輛3在軌道4上運(yùn)行。
[0033]為了簡化試驗(yàn)難度，測(cè)試車輛2采用一種簡化車輛，簡化車輛的結(jié)構(gòu)、編組方式和性能與真實(shí)車輛一樣，只是在尺寸上按比例縮小。在測(cè)試車輛2的前端部設(shè)置有與其匹配的車鉤緩沖裝置、壓潰管、端部吸能裝置等，車體本身與真實(shí)車輛一樣具有足夠的剛度，各車體通過聯(lián)掛裝置連接，在車輛碰撞過程中上述各結(jié)構(gòu)相互配合吸收能量。
[0034]動(dòng)力車輛3安裝在測(cè)試車輛2的后方，由牽引動(dòng)力裝置(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力車輛3的前端頂靠在測(cè)試車輛2的尾部進(jìn)而帶動(dòng)測(cè)試車輛2在軌道4上按規(guī)定速度運(yùn)行，牽引動(dòng)力裝置可以采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以單獨(dú)安裝在試驗(yàn)臺(tái)I上，也可以安裝在動(dòng)力車輛3上。
[0035]在測(cè)試車輛2的前方設(shè)置一止擋墻5，止擋墻5固定在試驗(yàn)臺(tái)I上，測(cè)試車輛2在動(dòng)力車輛3的帶動(dòng)下向前運(yùn)行，并以設(shè)定速度撞擊前方的止擋墻5，完成碰撞試驗(yàn)。由于碰撞試驗(yàn)有較大的能量，因此在止擋墻5上靠近測(cè)試車輛2的位置安裝蜂窩鋁吸能模塊，也可以采用其它具有吸能能力的吸能模塊，以防止測(cè)試車輛2與止擋墻5發(fā)生剛性碰撞而產(chǎn)生破壞。同時(shí)，由于止擋墻5在試驗(yàn)過程中為不可移動(dòng)的物體，為了獲取更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在止擋墻5的背面安裝有多個(gè)力傳感器(圖中未示出)，力傳感器用來檢測(cè)測(cè)試車輛2撞擊止擋墻5時(shí)的各點(diǎn)撞擊力數(shù)據(jù)，力傳感器的安裝位置根據(jù)試驗(yàn)要求而定。在試驗(yàn)臺(tái)I的上方安裝有高速攝影采集系統(tǒng)6，對(duì)測(cè)試車輛2的運(yùn)行及碰撞過程進(jìn)行全程錄影，用于后期計(jì)算位移量、速度和加速度等。
[0036]該試驗(yàn)裝置中還包括一沿測(cè)試車輛縱向延伸并整體呈龍門形狀的防護(hù)裝置7，測(cè)試車輛2在由防護(hù)裝置7圍成的空間內(nèi)運(yùn)行。對(duì)測(cè)試車輛進(jìn)行縱向動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，將龍門形狀的防護(hù)裝置7的底部固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)I上，對(duì)測(cè)試車輛同時(shí)進(jìn)行縱向和垂向動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，將龍門形狀的防護(hù)裝置7翻轉(zhuǎn)倒置，其頂部固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)I上。龍門形狀防護(hù)裝置7的頂部可具有活動(dòng)板，以在倒置時(shí)避開試驗(yàn)臺(tái)I上的軌道4和止擋墻5。
[0037]本實(shí)施例中，為了簡化整體結(jié)構(gòu)，使安裝和操作更為方便，防護(hù)裝置7優(yōu)選采用如圖2和圖3所示的分體結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了保證防護(hù)裝置7的整體強(qiáng)度，防護(hù)裝置7由兩個(gè)沿測(cè)試車輛2縱向延伸的大致為矩形的箱形結(jié)構(gòu)8組成，兩個(gè)箱形結(jié)構(gòu)8左右對(duì)稱設(shè)置在軌道4的兩側(cè)，箱形結(jié)構(gòu)8在朝向測(cè)試車輛2的一側(cè)具有一內(nèi)凹部9，內(nèi)凹部9的斷面呈矩形，兩個(gè)箱形結(jié)構(gòu)8的內(nèi)凹部9對(duì)稱設(shè)置，測(cè)試車輛2在兩個(gè)內(nèi)凹部9圍成的空間內(nèi)運(yùn)行。內(nèi)凹部9的頂壁9a及箱形結(jié)構(gòu)8的上頂板10對(duì)測(cè)試車輛2起到防護(hù)的作用，用以實(shí)現(xiàn)測(cè)試車輛2在縱向方向上的穩(wěn)定性，同時(shí)內(nèi)凹部9的頂壁9a