测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法、装置及测试设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法、装置及测试设备，属于轨道结构动力学设计领域。该方法包括：对弹性垫板进行预加载，以消除弹性垫板的马林斯效应；对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得所述弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线；对弹性垫板进行周期性加载，获得弹性垫板的弹性恢复力和摩擦力的合力与位移的第二曲线；根据第一曲线和第二曲线，获得弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线。通过该方法可以获得弹性垫板的摩擦阻尼性能，进而可以根据该摩擦阻尼性能对弹性垫板的减振耗能特性的影响，开发出适用性更强的减振产品。

【技术实现步骤摘要】
测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法、装置及测试设备
本专利技术属于轨道结构动力学设计领域，具体涉及测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法、装置及测试设备。
技术介绍
铁路扣件弹性垫板是铁路扣件系统的重要组成部分，提供了扣件系统的刚度和阻尼，对缓冲轮轨冲击、减弱振动传递起着至关重要的作用。弹性垫板本质上属于橡胶类高分子聚合材料，由一条条分子链聚合而成的，分子链又包含链段和链节等，能在大的形变下迅速而有力恢复其形变，并消耗一定的能量，体现出较强的弹性和阻尼。随着科技的发展，常在橡胶内加入一些填充剂以改善橡胶的力学性能。在外力作用，橡胶材料大分子链的键角、键长、基团、链节、链段等各个运动单元沿着作用力方向变形消耗机械能，表现出粘弹性阻尼效应。同时，分子链与分子链、分子链与填充料之间也存在着相互摩擦作用，体现出摩擦阻尼效应。这两种阻尼性能的形成与作用机制完全不同，影响因素也不尽相同。其中，粘弹性阻尼主要与外力加载频率和材料所处环境温度有关，摩擦阻尼主要与外力加载的幅值、材料变形大小有关。要想准确研究弹性垫板的减振耗能特性进而开发出适用性更强的减振产品，就需要对这两种阻尼性能分别进行测试与表征。但是，现有测试方法或装置(如，大型加载设备、动态力学分析仪等)主要测试弹性垫板的粘弹阻尼+摩擦阻尼的综合阻尼性能，难以直接获得弹性垫板的摩擦阻尼性能。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法、装置及测试设备，以有效地改善上述问题。本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法，包括：对弹性垫板进行预加载，以消除所述弹性垫板的马林斯效应；对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，根据获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线；对所述弹性垫板进行周期性加载，获得所述弹性垫板在被施加周期性作用力的情况下的形变位移，根据所获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力和摩擦力的合力与位移的第二曲线；根据所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的装置，包括：加载单元，用于对弹性垫板进行预加载、对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载以及对所述弹性垫板进行周期性加载。第一获取单元，用于获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，根据获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线。第二获取单元，用于获得所述弹性垫板在被施加周期性作用力的情况下的形变位移，根据所获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力和摩擦力的合力与位移的第二曲线。第三获取单元，用于根据所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种测试设备，应用于上述方法，所述设备包括：底座、加载装置、支撑架和反力梁。所述支撑架的一端与所述底座连接，所述支撑架的另一端与所述反力梁连接。所述加载装置设置于所述底座内，其加载端置于所述底座外，与所述反力梁相对，对弹性垫板施加压力时，该加载端与该弹性垫板接触，该弹性垫板还与所述反力梁接触，通过所述反力梁和所述加载端的相互挤压而使该弹性垫板发生形变。所述加载装置用于为所述弹性垫板施加作用力，以进行预加载、静力加载和周期性加载。本专利技术实施例提供的测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法、装置及测试设备，与现有技术相比，通过该方法可以获得弹性垫板的摩擦阻尼性能，进而可以根据该摩擦阻尼性能对弹性垫板的减振耗能特性的影响，开发出适用性更强的减振产品。解决了现有设备(如，动态力学分析仪)只能对弹性垫板的减振耗能特性进行测试，但不能将弹性垫板摩擦阻尼效应和粘弹性阻尼效应进行剥离，准确描述摩擦阻尼效应和粘弹性阻尼效应对弹性垫板耗能特性的具体影响，不利于弹性垫板耗能特性的准确研究的问题。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1示出了一种可应用于本专利技术实施例中的电子设备的结构框图。图2示出了本专利技术实施例提供的一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法的流程图。图3示出了本专利技术实施例提供的一种获得每个测试点在该静力作用下的形变位移的方法的流程图。图4示出了本专利技术实施例提供的弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线的示意图。图5示出了本专利技术实施例提供的弹性垫板的合力与位移的第二曲线的示意图。图6示出了本专利技术实施例提供的弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线的示意图。图7示出了本专利技术实施例提供的一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的装置的功能模块图。图8示出了本专利技术实施例提供的图7中第一获取单元的功能模块图。图9示出了本专利技术实施例提供的一种测试设备的结构示意图。图10示出了本专利技术实施例提供的图9中的液压加载器的结构示意图。图11示出了本专利技术实施例提供的弹性垫板放置于测试设备时的示意图。图标：10－测试设备；11－底座；12－支撑架；121－第一支撑臂；122－第二支撑臂；13－反力梁；14－测试组件；141－承力头；142－加载头；15－加载装置；151－控制系统；152－电液伺服阀；153－储液箱；154－液压加载器；1541－油缸；1542－活塞；1543－第一进油孔；1544－第二进油孔；1546－位移传感器；1547－压力传感器；21－短钢轨；22－铁垫板；23－砂布；24－弹性垫板。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法，其特征在于，包括：对弹性垫板进行预加载，以消除所述弹性垫板的马林斯效应；对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，根据获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线；对所述弹性垫板进行周期性加载，获得所述弹性垫板在被施加周期性作用力的情况下的形变位移，根据所获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力和摩擦力的合力与位移的第二曲线；根据所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线。

【技术特征摘要】
1.一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的方法，其特征在于，包括：对弹性垫板进行预加载，以消除所述弹性垫板的马林斯效应；对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，根据获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线；对所述弹性垫板进行周期性加载，获得所述弹性垫板在被施加周期性作用力的情况下的形变位移，根据所获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力和摩擦力的合力与位移的第二曲线；根据所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，包括：根据第一预设标准，对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，加载时，当加载力值达到当前测试点的设定力值时，保持该加载力值恒定，待所述弹性垫板的形变稳定后，获得当前测试点下的形变位移，测试下一个测试点的形变位移，直至获得每个测试点下的形变位移。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，包括：根据第二预设标准，对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载，获得每个测试点在该静力作用下的第一形变位移；对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力卸载，获得每个测试点在该静力作用下的第二形变位移；对获得的每个测试点的第一形变位移和第二形变位移取平均值，得到第三形变位移，将所述第三形变位移作为每个测试点在该静力作用下的形变位移。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的获得所述弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线的步骤之后，还包括：根据获得的所述弹性垫板的摩擦力与位移的第三曲线和用于描述弹性垫板摩擦阻尼性能的数学模型，得到摩擦模型参数。5.一种测试弹性垫板摩擦阻尼性能的装置，其特征在于，包括：加载单元，用于对弹性垫板进行预加载、对所述弹性垫板的预设测试点中的每个测试点进行静力加载以及对所述弹性垫板进行周期性加载；第一获取单元，用于获得每个测试点在该静力作用下的形变位移，根据获得的形变位移获得所述弹性垫板的弹性恢复力与位移的第一曲线；第二获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，王丰，韦凯，豆银玲，赵才友，陈嵘，肖杰灵，葛辉，胡小刚，牛澎波，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51