本实用新型专利技术为一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，包括用于模拟高铁列车的车辆模型(3)、用于提供车辆模型(3)循环运行轨迹的循环轨道、用于从循环轨道底部模拟桥梁状态的桥梁模型(4)以及用于从循环轨道底部支撑循环轨道端部的引导段轨道支架(6)；车辆模型(3)与循环轨道之间设有用于防止车辆模型(3)从循环轨道上脱落的防脱机构。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及高速铁路振动试验设备，具体涉及一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置。
技术介绍
当列车高速运行时，由于轨道不平顺等原因致使车辆产生竖向及水平振动，当车辆处于桥上时，由于车辆和桥梁之间会产生相互影响的耦合振动，这种耦合振动对行车安全、旅客舒适性以及周围环境将产生严重影响，诸如加剧车辆振动，可能引起列车脱轨、降低旅客舒适性、对周边建筑物产生影响等。随着列车速度的提高，车-桥耦合系统振动引起的动力学问题更为突出。我国在90年代开始的大规模火车提速过程中，出现过多次列车在桥梁上脱轨现象。已经开通的武广客运专线和郑西客运专线在桥梁设计之初，为了避免车-桥耦合振动带来的不利影响，对桥梁设计提出了甚为严格的参数要求。车-桥耦合振动系统动力性能研究的主要目的是减小列车竖向和横向振动，提高安全舒适性和减小其对周围环境振动的影响。目前车-桥耦合振动系统试验主要以现场试验为主，现场试验须待建成投入使用以后才能进行，且需耗费大量的人力、财力，一般都用于正式运营前的验收考核，或者隐患排查。
技术实现思路
为了弥补现有技术的缺陷，本技术专利提供了一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，能够真实模拟地震作用下列车运行稳定性及车桥耦合振动。为了实现上述技术目的，本技术专利的技术方案是：一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，包括用于模拟高铁列车的车辆模型、用于提供车辆模型循环运行轨迹的循环轨道、用于从循环轨道底部模拟桥梁状态的桥梁模型以及用于从循环轨道底部支撑循环轨道端部的引导段轨道支架；车辆模型与循环轨道之间设有用于防止车辆模型从循环轨道上脱落的防脱机构。可选地，防脱机构采用沿循环轨道铺设方向布置在循环轨道表面并用于限制车辆模型的车轮沿循环轨道径向脱出的导轨。可选地，防脱机构采用平行于循环轨道方向设置并从车辆模型的车轮的两相对方向抱箍车轮的夹持导轨。可选地，防脱机构采用平行于循环轨道方向设置的槽形导轨，槽形导轨的槽底贴合在车辆模型的车轮外侧轮面上，槽形导轨的槽口扣合在车辆模型的车轮内侧轮面上。可选地，循环轨道沿竖直方向布置，循环轨道包括轨道面朝下的上部的试验段轨道、轨道面朝上的下部的试验段轨道、引导段轨道以及用于固定和支撑整个循环轨道的导轨；试验段轨道用于连通上部的试验段轨道与下部的试验段轨道；导轨沿循环轨道的轨道中心轴布设。可选地，循环轨道沿水平方向布置，循环轨道包括两条轨道面朝上并且相互平行的试验段轨道、设于试验段轨道两端并用于将车辆模型从一条试验段轨道端部以环形方式引入到另一条试验段轨道的水平环形引导段轨道以及用于固定和支撑整个循环轨道的导轨；导 轨沿循环轨道的轨道中心轴布设。可选地，试验段轨道与水平环形引导段轨道之间还设有用于消减车辆模型在轨道转弯部位的冲击力的过渡段；过渡段的第一端通过万向铰和橡胶导轨与试验段轨道连接；过渡段的第二端通过万向铰和橡胶导轨与水平环形引导段轨道连接。可选地，桥梁模型包括桥梁板、支撑在桥梁板底部的桥墩、用于拉结桥梁板板面的拉结索以及用于固定拉结索的固定塔；桥梁板的板侧设有用于感应振动信息的传感器。可选地，车辆模型包括车身平台，车身平台两侧分别装有两组车轮；车身平台上设有激振器、蓄电池、带触摸屏的控制箱以及配重质量块；控制箱内设有电机调速控制器、定位触发开关、急停开关、PLC控件和电源开关。可选地，车身平台底部设有车轮轮轴、用于支撑车轮轮轴的轴承以及用于联接前部车轮轮轴和后部车轮轮轴的驱动轴；车轮轮轴上装有转向器；车轮轮轴通过联轴器与驱动轴联接，车轮轮轴与驱动轴联接的部位设有编码器；无刷电机的输出端通过减速器连接在驱动轴上；驱动轴上装有轴刹装置；车身平台上设有用于感应车辆模型行使信息的传感器。本技术的有益技术效果是：1、本技术能够实现车辆模型多次往复和高速运行通过车辆运行控制系统和车辆动力驱动装置，可以有效地模拟车辆模型在桥梁上的多种运行工况，包括加速、减速和匀速通过桥梁模型；同时，车辆模型的车轮滑嵌在环形轨道内，确保车辆模型得以沿着环形轨道运行，同时确保车辆模型高速运行时，在转弯段离心力的作用下车辆模型不至于和环形轨道脱离。2、本技术车辆模型功能完善，能真实模拟车辆激励荷载车辆模型自身安装动力装置，试验时无需外界拖引，并且运动方式可预先进行设置。同时，车辆模型轴重可以通过调整配重质量块进行改变，轴距也可以进行调节，车辆模型上安装了电磁式惯性激振器，激振器采用MIMO闭环控制系统进行振动控制。车辆模型能较为真实地模拟车辆激励荷载，从而获得更准确的试验数据。下面结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术实施例的竖向单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的轴侧图；图2是本技术实施例的竖向单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的正面视图；图3是本技术实施例的竖向双线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的轴侧图；图4是本技术实施例的竖向双线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的正面视图；图5是本技术实施例的竖向单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的轴侧图；图6是本技术实施例的竖向单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的正面视图；图7是本技术实施例的水平单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的轴侧图；图8是图2中1-1剖面视图；图9是图4中2-2剖面视图；图10是引导段和试验段及过渡段铰接处的示意图；图11是引导段和试验段铰接处的剖面视图；图12是车辆模型的整体结构示意图；图13是车辆模型调节车身长度后的整体结构示意图；图14是车辆模型的车身底部结构平面图；图15是车辆模型的车身结构示意图；图16是控制箱的示意图；图17是控制箱的内部装置示意图；图18是配重质量块的示意图；图19是蓄电池的示意图。其中，1为引导段轨道，2为试验段轨道，3为车辆模型，4为桥梁模型，5为桥墩，6为引导段轨道支架，7为传感器，8为车轮，9为导轨，10为轨道中心轴，11为水平环形引导段轨道，12为试验数据采集设备，13为激振器，14为蓄电池，15为控制箱，16为触摸屏，17为刹车装置，18为联轴器，19为轴承，20为配重质量块，21为电机调速控制器，22为无刷电机，23为车身平台，24为编码器，25为转向器，26为驱动轴，27为减速器，28为螺栓孔，29为螺栓，30为定位触发开关，31为急停开关，32为PLC控件，33为万向铰，34为车轮轮轴，35为电源开关，36为过渡段，37为橡胶导轨。具体实施方式下面对本技术
技术实现思路
的进一步说明，但并非对本技术实质内容的限制。图1是本技术实施例的竖向单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的轴侧图；图2是本技术实施例的竖向单线具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置的正面视图；图3是本技术实施例的竖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有环形轨道的车‑桥耦合振动试验装置，其特征在于，包括用于模拟高铁列车的车辆模型(3)、用于提供车辆模型(3)循环运行轨迹的循环轨道、用于从循环轨道底部模拟桥梁状态的桥梁模型(4)以及用于从循环轨道底部支撑循环轨道端部的引导段轨道支架(6)；车辆模型(3)与循环轨道之间设有用于防止车辆模型(3)从循环轨道上脱落的防脱机构。
【技术特征摘要】
1.一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，包括用于模拟高铁列车的车辆模型(3)、用于提供车辆模型(3)循环运行轨迹的循环轨道、用于从循环轨道底部模拟桥梁状态的桥梁模型(4)以及用于从循环轨道底部支撑循环轨道端部的引导段轨道支架(6)；车辆模型(3)与循环轨道之间设有用于防止车辆模型(3)从循环轨道上脱落的防脱机构。
2.根据权利要求1所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，防脱机构采用沿循环轨道铺设方向布置在循环轨道表面并用于限制车辆模型(3)的车轮(8)沿循环轨道径向脱出的导轨(9)。
3.根据权利要求2所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，防脱机构采用平行于循环轨道方向设置并从车辆模型(3)的车轮(8)的两相对方向抱箍车轮(8)的夹持导轨。
4.根据权利要求2所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，防脱机构采用平行于循环轨道方向设置的槽形导轨，槽形导轨的槽底贴合在车辆模型(3)的车轮(8)外侧轮面上，槽形导轨的槽口扣合在车辆模型(3)的车轮(8)内侧轮面上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，循环轨道沿竖直方向布置，循环轨道包括轨道面朝下的上部的试验段轨道(2)、轨道面朝上的下部的试验段轨道(2)、引导段轨道(1)以及用于固定和支撑整个循环轨道的导轨(9)；试验段轨道(2)用于连通上部的试验段轨道(2)与下部的试验段轨道(2)；导轨(9)沿循环轨道的轨道中心轴(10)布设。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，循环轨道沿水平方向布置，循环轨道包括两条轨道面朝上并且相互平行的试验段轨道(2)、设于试验段轨道(2)两端并用于将车辆模型(3)从一条试验段轨道(2)端部以环形方式引入到另一条试验段轨道(2)的水平环形引导段轨道(11)以及用于固定和支撑整...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志辉，杨乐，蒋小金，余志武，李耀庄，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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