一種彈性元件大載荷疲勞試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種彈性元件試驗裝置，尤其涉及一種彈性元件大載荷疲勞試驗
目.0
【背景技術】
[0002]隨著軌道交通的迅猛發展，對車輛安全性、舒適性、可靠性的要求越來越高。橡膠彈性減振元件可承受牽引、懸掛、隔振、緩沖作用，已被廣泛用于軌道交通以及高速車輛減振系統中，如橡膠彈性減振元件中的橡膠球鉸具有柔性連接及減緩振動沖擊作用且不產生機械摩擦、無需潤滑、噪聲低、結構簡單、無需維護等優點，成為軌道交通工程中廣泛應用的彈性減振元件。
[0003]工程上已用有限元對橡膠彈性減振元件的承載特性進行分析，但對其疲勞壽命預測，由于影響因素多、疲勞損傷機理復雜仍缺乏有效方法。目前對橡膠元件疲勞壽命的研究，主要有基于連續介質力學理論的裂紋萌生壽命分析方法與基于斷裂力學理論的裂紋擴展壽命分析方法。前者通過研究橡膠元件局部位置的應力、應變變化歷程預測橡膠元件壽命；后者則通過研究橡膠元件局部位置微小裂紋擴展過程預測橡膠元件疲勞壽命。兩種方法均有不足，較難設計合適的試驗方法確定橡膠元件局部位置應力應變歷程及微小裂紋擴展過程。
[0004]有關彈性元件疲勞壽命預測的理論研究很多，如Mars等對橡膠材料的疲勞壽命進行過深入研究。Saintier等以構型力學理論為基礎，用啞鈴型橡膠試樣進行橡膠材料的多軸疲勞試驗與分析，較準確地預測出橡膠材料承載單軸與多軸載荷時的疲勞失效位置，并提出新的疲勞評價參數。Kim等以最大應變能密度、最大格林應變作為疲勞損傷參量對發動機橡膠懸置的疲勞壽命進行預測。Li等以最大對數主應變為損傷參量對橡膠懸置的單軸疲勞壽命進行研究。丁智平等基于橡膠純剪試樣實驗數據，以撕裂能范圍為損傷參數，對橡膠錐形簧的疲勞壽命進行分析。但是，疲勞壽命預測只能為產品研發提供設計參考，彈性元件在裝車運行前還必須經過相應的疲勞測試試驗。
[0005]目前對彈性元件進行大載荷疲勞試驗存在的技術難點在于:傳統的試驗機機架大都是采用螺栓連接的箱式結構、兩立柱結構，這類結構的試驗機架不承受側向力且只能對彈性元件進行小載荷靜剛度和疲勞試驗。
[0006]公開號為CN103364185A，公開日為2013年10月23日的中國發明專利公開了一種百兆牛級超大型動靜態多功能試驗機，其主機構架為龍門式框架，由底座、動橫梁、支撐腿、立柱以及工作臺組成，橫斷面為近似三角形的支撐腿垂直豎立在底座的四個角處，并與之以焊接方式制作成一體式鋼結構件，在支撐腿兩個互相垂直的側面上通過螺釘各固定一立柱，動橫梁在橫梁傳動系統帶動下沿著立柱方向做連續直線移動，且在任意位置處通過彈性夾組件和動橫梁鎖緊機構與立柱緊固成一體，工作臺由多個油缸驅動以實現x、y、z、A、B、C六自由度運動。
[0007]公告號為CN201060134Y，公告日為2008年5月14日的中國實用新型專利公開了一種電動伺服動態試驗機，包括主機框架和控制系統，所述的主機框架包括基座平臺、導向柱和上基板，所述的控制系統包括調整裝置和驅動裝置，所述的導向柱固定設置在所述的基座平臺和上基板之間，所述的導向柱上套設有可移動的壓板，所述的調整裝置與所述的壓板連接，所述的壓板的下方設置有上壓模，所述的基座平臺的上方設置有下壓模，所述的上壓模與所述的下壓模對應配合，所述的驅動裝置包括伺服電機和與下壓模連接的傳動軸，所述的伺服電機與所述的傳動軸之間設置有傳動機構，所述傳動軸外套設有自潤滑直線滑缸，所述的自潤滑直線滑缸外套設有冷卻裝置。
[0008]上述第一篇專利文獻中的試驗機雖然垂向載荷較大，但只能進行靜態性測試，不具備動態疲勞能力；第二篇專利文獻中的試驗機雖然能夠進行動態性能試驗，但試驗載荷很小，無法滿足大載動態疲勞試驗要求。
[0009]綜上，如何設計一種彈性元件大載荷疲勞試驗裝置及試驗方法及安裝方法，使其能對彈性元件進行大載荷靜剛度試驗和動態疲勞試驗，滿足彈性元件在裝車運行前的測試要求是急需解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的缺陷，提供一種彈性元件大載荷疲勞試驗裝置及試驗方法及安裝方法，使其能對彈性元件進行大載荷靜剛度試驗和動態疲勞試驗，滿足了彈性元件在裝車運行前的測試要求。
[0011]為解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案為:一種彈性元件大載荷疲勞試驗裝置，包括試驗裝置底座，所述彈性元件大載荷疲勞試驗裝置還包括四根立柱和移動橫梁，每根立柱的一端均設置在試驗裝置底座上，其另外一端均穿過移動橫梁且移動橫梁能沿立柱上、下來回移動和固定，所述試驗裝置底座、四根立柱和移動橫梁之間構成框架式結構；在所述試驗裝置底座上還設置有用于固定彈性元件夾具的固定平臺，在所述移動橫梁上設置有帶有傳感器的垂向加載油缸機構，利用垂向加載油缸機構下壓移動對彈性元件夾具上的彈性元件施加大載荷激勵并利用傳感器收集數據，從而對彈性元件進行大載荷靜剛度試驗和動態疲勞試驗。
[0012]優選的，所述固定平臺為二維固定平臺，包括設置在試驗裝置底座上的平臺板，在所述平臺板上開有橫向T型槽和縱向T型槽，所述橫向T型槽和縱向T型槽相互垂直相交分布在平臺板上，在所述橫向T型槽中設置有多個橫向T型螺栓，橫向T型螺栓能夠沿橫向T型槽來、回移動和固定，在所述縱向T型槽中也設置有多個縱向T型螺栓，縱向T型螺栓能夠沿縱向T型槽來、回移動和固定；固定有彈性元件的彈性元件夾具放置在平臺板上，利用橫向T型槽中的多個橫向T型螺栓和縱向T型槽中的多個縱向T型螺栓固定在彈性元件夾具的周邊位置且多個橫向T型螺栓和多個縱向T型螺栓均與彈性元件夾具的周邊相接觸，從而將彈性元件夾具固定在平臺板上。
[0013]優選的，所述橫向T型螺栓包括橫向T型螺母和螺絲一，橫向T型螺母設置在橫向T型槽中且能沿橫向T型槽來、回移動，通過將螺絲一擰緊到位于橫向T型槽中的橫向T型螺母中，從而將橫向T型螺固定在橫向T型槽中；所述縱向T型螺栓包括縱向T型螺母和螺絲二，縱向T型螺母設置在縱向T型槽中且能沿縱向T型槽來、回移動，通過將螺絲二擰緊到位于縱向T型槽中的縱向T型螺母中，從而將縱向T型螺母固定在縱向T型槽中。
[0014]優選的，所述橫向T型槽和縱向T型槽均設置有多條。
[0015]優選的，所述移動橫梁包括矩形狀的橫梁體和設置在所述橫梁體的四個角部位置的U型夾口部，U型夾口部共設置有四個；在所述橫梁體的中心部位開有用于安裝垂向加載油缸機構的安裝通孔，在每個所述U型夾口部的兩側邊上均設置有夾緊缸，每根立柱均從橫梁體的一個的U型夾口部中穿過，利用夾緊缸夾緊U型夾口部的兩側邊使得U型夾口部夾緊在立柱上從而將移動橫梁夾緊固定在立柱上；所述移動橫梁還包括多個升降缸，所述升降缸設置在移動橫梁和試驗裝置底座之間，利用升降缸的活塞動作從而使得移動橫梁能沿立柱上、下來回移動。
[0016]優選的，所述升降缸設置為兩個，其分別處于橫梁體的對角位置處。
[0017]優選的，所述帶有傳感器的垂向加載油缸機構包括設置在移動橫梁上的油缸、設置在所述油缸的活塞桿端部上的力傳感器和設置在所述力傳感器上的壓板；所述垂向加載油缸機構還包括中間帶有通孔的連接板，在所述連接板上固接有桿狀的位移傳感器和導向桿，在所述移動橫梁上設置有兩個導向孔，所述位移傳感器和導向桿的一端均與連接板固接，其另外一端分別插入兩個導向孔中且所述位移傳感器和導向桿均能分別沿兩個導向孔上、下來回移動，所述油缸的活塞桿穿過連接板的中間通孔且油缸的活塞桿與連接板的中間通孔之間通過軸承轉動連接起來。
[0018]優選的，所述彈性元件大載荷疲勞試驗裝置還包括試件車，所述試件車包括設置在試驗裝置底座一側的試件車底座、試件推板和導軌，所述導軌從試件車底座上一直延伸到