气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统技术方案

一种气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统，所述试验系统包括中央控制台、发射器、实车和撞击墙；发射器与撞击墙之间的钢轨上摆放实车；发射器为气动发射装置，包括行走小车、支架、储气罐、空压机、空心活塞、触发机构和缸套；空心活塞安装在支架上，缸套安装在行走小车上，空心活塞与缸套之间设置触发机构；撞击墙的侧面安装撞击测速装置和高速摄影装置；在撞击试验过程中：中央控制台程序控制发射器、撞击测速装置、高速摄影装置和撞击墙的测力采集装置的工作，接收并保存相关数据；实车无动力自由滑行距离至少为发射器有效行程的1.1倍；实车与撞击墙的试验撞击速度不低于每小时25公里；实验结束后进行分析计算，输出实验结果。

【技术实现步骤摘要】
气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统
本专利技术涉及一种气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统。
技术介绍
列车碰撞事故严重威胁乘员安全。为减轻列车碰撞事故造成的损失，研制耐冲击吸能车体，是减轻列车撞击事故灾害损失的重要途径，也是世界铁路客车车体结构(包括城市轨道交通车辆)发展的必然趋势。在轨道车辆结构耐撞性研究中，实车撞击试验是一种能真实反映撞击过程并且不可替代的研究手段。必须依托实车碰撞实验进行耐撞吸能车体开发。中国专利申请号为200610046823.3，名称为《汽车被动安全系统碰撞实验方法》公开了以下技术方案:“一种汽车被动安全系统碰撞实验方法，可按以下步骤实施:(A)对车体进行加固并安装车载相机及数据采集系统；(B)检查和确定约束系统配置情况；检查座椅并记录座棋靠背的角度、位置及固定情况；(d)检查H点定位的精确性；(E)检查安全带的基本状态；(F)检查方向盘和方向柱固定是否牢固；(G)检查仪表的固定是否坚固，如果有副气囊，是否固定牢固；(H)在假人的面部涂上油彩；(I)进行整车碰撞”。中国专利申请号为01134940.9，名称为《坡道式汽车碰撞实验系统和碰撞实验方法》公开了以下技术方案:“一种坡道式汽车碰撞实验系统，包括:支架、牵引钢丝绳、卷扬机和托辊组成牵引导向装置；其中支架固定在坡道的顶端，支架上设有一卷扬机，顺序安装另一支架，该支架上设有托辊，一根牵引钢丝绳通过托辊和卷扬机相连，牵引钢丝绳另一端通过牵引车上的动滑轮再绕回连接到坡道的顶端；或者直接与牵引定位车连接；牵引定位车与实验车之间连接依靠一牵引钩及脱钩释放机构，实现牵引定位车与实验车之间的联结和分离；有一定高差的加速度坡道包括水平过渡段、曲线过渡段和直线加速段；坡道的一端连接试验段，试验段上设置一安有测试设备的观测塔，试验段两旁设有护墙；实验车内安装有测试加速度的仪器”。以上公开的两种技术方案，虽然它们能够在汽车领域应用，但它们都不能直接使用在轨道车辆的撞击实验上。其根本原因是轨道车辆构造的特殊性，其体积大、质量大、撞面积大，一般不小于4米X4米；特别是高铁上运行的轨道车辆的速度高，撞击时能级高，无法直接借鉴使用，需要重新开发针对轨道车辆的实车碰撞实验系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种采用气动发射方式对质量为40-80Τ的和撞击速度为25~80km/h或者更高的轨道车辆实车进行撞击试验的，集驱动、制动、中央控制和试验参数采集于一体的气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现:所述试验系统包括中央控制台、发射器、实车和撞击墙；所述中央控制台内安装有专用软件，与发射器的电控部分和撞击墙的测力采集装置电连接；所述发射器与撞击墙之间的地基上设置钢轨，钢轨上摆放实车； 所述发射器为气动发射装置，包括行走小车、支架、储气罐、空压机、空心活塞、触发机构和缸套；空心活塞的中部安装在支架上；空心活塞的一端与储气罐连接，储气罐与空压机连接；空心活塞的另外一端套装缸套，缸套安装在行走小车上，行走小车摆放在钢轨上；空心活塞与缸套之间设置触发机构； 所述撞击墙的一侧或者两侧安装撞击测速装置和高速摄影装置，撞击测速装置和高速摄影装置均与中央控制台电连接； 在撞击试验过程中: 所述中央控制台通过程序控制发射器、撞击测速装置、高速摄影装置和撞击墙的测力采集装置的工作，并接收保存相关数据； 所述发射器在有效行程内对实车进行加速，实车经过一定距离的无动力自由滑行后与撞击墙发生碰撞，实车自由滑行的距离至少为发射器有效行程的1.1倍； 所述实车与撞击墙发生碰撞时的试验撞击速度为设定撞击速度的1-2倍，设定撞击速度为实车运营时速的20-40%，最低的试验撞击速度不低于每小时25公里； 试验结束后进行分析计算，输出试验结果。所述撞击墙包括匀力板、测力采集装置和撞击墩，匀力板面向实车，测力采集装置位于匀力板和撞击墩之间；所述测力采集装置为测力传感器阵列；所述中央控制台与测力传感器阵列电连接并接收撞击数据。所述试验系统配置在调试工况时使用制动装置、调速制动装置接头和调试测速装置；所述调速制动装置接头固定在实车上；所述调试测速装置布置在钢轨的一侧或者两侧并与中央控制台电连接，调试测速装置位于实车开始自由滑行时位置。所述实车的车体内被分为乘员区和可变形区，可变形区位于乘员区的两端，在乘员区内安装若干组行程开关及撞块，每组的行程开关或撞块安装在侧墙内，对应的撞块或行程开关安装在地板上，实验前，每组的行程开关或撞块相隔设定距离；在撞击发生过程中，当某一组的行程开关及撞块相接触时，表明乘员区的溃变发生，行程开关触发中央控制台中的报警器工作。所述实车分为乘员区和可变形区，在乘员区的外侧面上按照设定间隔布置设定宽度的垂直标记线；在撞击发生过程中，当中央控制台通过高速摄影装置获得乘员区的若干条标记线在高速摄影装置的捕捉区内所占的宽度减少量超出设定值时，中央控制台中的报警器开始报警。与现有技术相比，本专利技术具有优点:构造科学合理，操作简单易行，能够对大质量(40-80Τ)和高撞击速度(25~80km/h或者更高)的轨道车辆实车进行撞击试验，并集驱动、制动、中央控制和试验参数米集于一体。【附图说明】图1为本专利技术一实施例结构示意图； 图2为图1俯视结构意图； 图中:1_中央控制台，2-发射器，3-实车，4-调速制动装置接头，5-调试测速装置，6-钢轨，7-地基，8-撞击测速装置，9-高速摄影装置，10撞击墙，11-匀力板，12-测力传感器阵列，13-撞击墩，14-行走小车，15-支架，16-储气罐，17-空压机，18-空心活塞，19-触发机构，20-缸套。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明: 参照附图，所述试验系统包括中央控制台1、发射器2、实车3和撞击墙10 ;所述中央控制台I内安装有专用软件，与发射器2的电控部分和撞击墙10的测力采集装置电连接；所述发射器2与撞击墙10之间的地基7上设置钢轨6，钢轨6上摆放实车3 ； 所述发射器2为气动发射装置，包括行走小车14、支架15、储气罐16、空压机17、空心活塞18、触发机构19和缸套20 ;空心活塞18的中部安装在支架16上；空心活塞18的一端与储气罐16连接，储气罐16与空压机17连接；空心活塞18的另外一端套装缸套20，缸套20安装在行走小车14上，行走小车14摆放在钢轨6上；空心活塞18与缸套20之间设置触发机构19 ； 所述撞击墙10的一侧或者两侧安装撞击测速装置8和高速摄影装置9，撞击测速装置8和高速摄影装置9均与中央控制台I电连接； 在撞击试验过程中: 所述中央控制台I通过程序控制发射器2、撞击测速装置8、高速摄影装置9和撞击墙10的测力采集装置的工作，并接收保存相关数据； 所述发射器2在有效行程内对实车3进行加速，实车3经过一定距离的无动力自由滑行后与撞击墙10发生碰撞，实车3自由滑行的距离至少为发射器2有效行程的1.1倍； 所述实车3与撞击墙10发生碰撞时的试验撞击速度为设定撞击速度的1-2倍，设定撞击速度为实车3运营时速的20-40%，最低的试验撞击速度不低于每小时25公里； 试验结束后进行分析计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统，所述试验系统包括中央控制台（1）、发射器（2）、实车（3）和撞击墙（10）；所述中央控制台（1）内安装有专用软件，与发射器（2）的电控部分和撞击墙（10）的测力采集装置电连接；其特征在于：所述发射器（2）与撞击墙（10）之间的地基（7）上设置钢轨（6），钢轨（6）上摆放实车（3）；所述发射器（2）为气动发射装置，包括行走小车（14）、支架（15）、储气罐（16）、空压机（17）、空心活塞（18）、触发机构（19）和缸套（20）；空心活塞（18）的中部安装在支架（16）上；空心活塞（18）的一端与储气罐（16）连接，储气罐（16）与空压机（17）连接；空心活塞（18）的另外一端套装缸套（20），缸套（20）安装在行走小车（14）上，行走小车（14）摆放在钢轨（6）上；空心活塞（18）与缸套（20）之间设置触发机构（19）；所述撞击墙（10）的一侧或者两侧安装撞击测速装置（8）和高速摄影装置（9），撞击测速装置（8）和高速摄影装置（9）均与中央控制台（1）电连接；在撞击试验过程中：所述中央控制台（1）通过程序控制发射器（2）、撞击测速装置（8）、高速摄影装置（9）和撞击墙（10）的测力采集装置的工作，并接收保存相关数据；所述发射器（2）在有效行程内对实车（3）进行加速，实车（3）经过一定距离的无动力自由滑行后与撞击墙（10）发生碰撞，实车（3）自由滑行的距离至少为发射器（2）有效行程的1.1倍；所述实车（3）与撞击墙（10）发生碰撞时的试验撞击速度为设定撞击速度的1‑2倍，设定撞击速度为实车（3）运营时速的20‑40%，最低的试验撞击速度不低于每小时25公里；试验结束后进行分析计算，输出试验结果。...

【技术特征摘要】
1.一种气动发射式轨道车辆实车撞击试验系统，所述试验系统包括中央控制台(I)、发射器(2)、实车(3)和撞击墙(10);所述中央控制台(I)内安装有专用软件，与发射器(2)的电控部分和撞击墙(10)的测力采集装置电连接；其特征在于: 所述发射器(2)与撞击墙(10)之间的地基(7)上设置钢轨(6)，钢轨(6)上摆放实车(3)； 所述发射器(2)为气动发射装置，包括行走小车(14)、支架(15)、储气罐(16)、空压机(17)、空心活塞(18)、触发机构(19)和缸套(20);空心活塞(18)的中部安装在支架(16)上；空心活塞(18)的一端与储气罐(16)连接，储气罐(16)与空压机(17)连接；空心活塞(18)的另外一端套装缸套(20)，缸套(20)安装在行走小车(14)上，行走小车(14)摆放在钢轨(6)上;空心活塞(18)与缸套(20)之间设置触发机构(19)； 所述撞击墙(10)的一侧或者两侧安装撞击测速装置(8)和高速摄影装置(9)，撞击测速装置(8 )和高速摄影装置(9 )均与中央控制台(I)电连接； 在撞击试验过程中: 所述中央控制台(I)通过程序控制发射器(2 )、撞击测速装置(8 )、高速摄影装置(9 )和撞击墙(10)的测力采集装置的工作，并接收保存相关数据； 所述发射器(2)在有效行程内对实车(3)进行加速，实车(3)经过一定距离的无动力自由滑行后与撞击墙(10)发生碰撞，实车(3)自由滑行的距离至少为发射器(2)有效行程的1.1 倍； 所述实车(3)与撞击墙(10)发生碰撞时的试验撞击速度为设定撞击速度的1-2倍，设定撞击速度为实车(3)运营时速的20-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：田红旗，刘国伟，梁习锋，高广军，鲁寨军，姚松，王中钢，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43