高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构制造技术

本实用新型专利技术提高一种高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，该转臂式测力构架具有两根侧梁与两根横梁，每根横梁的两端外侧面靠近侧梁的共四个区域都有高分离度载荷识别点区域，在每个高分离度载荷识别点区域上粘贴有至少一个应变片；再将四个区域的应变片组成一个全桥电路结构。本实用新型专利技术可以直接测试得到构架整体的纵向菱形载荷，并在细致计算的基础上使得构架整体的纵向菱形力系具有较大的响应水平，同时使其它力系产生的干扰响应比测试响应大约低两个数量级，以确保各力系的解耦精度。转向架测力构架的提出既保证了测试精度，又使测得的载荷与结构应变之间呈现较好的准静态关系。

【技术实现步骤摘要】
高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构
本技术涉及对轨道车辆的测力构架的垂向载荷力系进行测试的结构。
技术介绍
在现有技术中，只有针对三大件式转向架纵向菱形载荷的测试方法，即将转向架交叉杆制作成测力传感器，直接测试交叉杆在实际运用条件下的载荷-时间历程。对于轨道客车广泛应用的H型转向架和U型转向架，由于转向架结构不同，目前尚无针对此类型转向架纵向菱形载荷的测试结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，填补现有技术的空白。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，该测力构架具有两根侧梁与两根横梁，其特征在于：每根横梁的两端外侧面靠近侧梁的区域都有高分离度载荷识别点区域，并称第一根横梁的两端分别具有第一区域与第二区域，第二根横梁的两端分别具有第三区域与第四区域，其中，第一区域与第三区域靠近同一根侧梁，第二区域与第四区域均靠近另一根侧梁；在第一区域上粘贴第一应变片，在第二区域上粘贴第二应变片，在第三区域上粘贴第三应变片，在第四区域上粘贴第四应变片；第一应变片、第二应变片、第三应变片以及第四应变片组成全桥电路结构；该全桥电路结构中，第一应变片与第二应变片组成邻臂，第三应变片与第四应变片组成邻臂，第一应变片与第三应变片组成对臂，第二应变片与第四应变片组成对臂。所述的高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，其中：所述第一区域-第四区域均不超过横梁上最靠近侧梁的设备安装座。所述的高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，其中：布置有至少一组备用全桥电路结构。本技术针对H型/U型转向架构架的受力特性，在构架横梁靠近与侧梁连接处的横梁外侧面粘贴应变片，并组成全桥电路，直接测试得到构架整体的纵向菱形载荷。本技术在细致计算的基础上使得构架整体的纵向菱形力系具有较大的响应水平，同时使其它力系产生的干扰响应比测试响应大约低两个数量级，以确保各力系的解耦精度。转向架测力构架的提出既保证了测试精度，又使测得的载荷与结构应变之间呈现较好的准静态关系。附图说明图1是209P型客车测力构架的俯视示意图；图1A是209P型客车高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构的桥路结构图；图2、图3是209P型客车测力构架纵向菱形载荷测试结构的应变片粘贴区域。图4是CW-2000型地铁测力构架的俯视示意图；图4A是CW-2000型地铁高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构的桥路结构图；图5、图6是CW-2000型地铁测力构架纵向菱形载荷测试结构的应变片粘贴区域。附图标记说明：1-第一应变片；2-第二应变片；3-第三应变片；4-第四应变片；Q1-一位角；Q2-二位角；Q3-三位角；Q4-四位角；51-一系弹簧帽筒；71、72-横梁；73、74-侧梁；S1-第一区域、S2-第二区域、S3-第三区域、S4-第四区域；K-设备安装座；a-对称线。具体实施方式首先粗略介绍转向架测力构架的制作过程如下：(1)采用有限元方法建立各型号的构架结构有限元模型，对构架结构施加模拟载荷，针对垂向力系在构架上设计应变组桥方式，确定测力构架的高分离度载荷识别点区域。(2)在高分离度载荷识别点区域粘贴应变片，将应变片连接成全桥电路。(3)将构架结构在多通道加载测力构架专用标定试验台上进行静态标定，得到全桥电路与标定载荷之间的对应关系，完成测力构架的制作。上述步骤(1)中寻找构架上高分离度载荷识别点的具体过程，以及步骤(3)中的标定过程，并不属于本技术所要求保护的范围之内，也不会影响公众使用本技术来进行载荷测试，因此，本技术不予赘述。结合图示，介绍本技术的具体结构如下：如图1所示，是一种典型的测力构架(以209P型客车测力构架为例)的俯视结构示意图，具有两根横梁71、72和两根侧梁73、74，两根侧梁73、74的两端构成该测力构架的四角，该四角分别命名为一位角Q1、二位角Q2、三位角Q3与四位角Q4。可以确定的是：每根横梁71、72的两端外侧面(远离构架中心线a的一侧，下同)靠近侧梁73、74的区域都有高分离度载荷识别点区域，在此为了说明方便，称第一根横梁71的两端分别具有第一区域S1与第二区域S2，称第二根横梁72的两端分别具有第三区域S3与第四区域S4，其中，第一区域S1与第三区域S3靠近同一根侧梁73，第二区域S2与第四区域S4均靠近另一根侧梁74。更具体来说，如图2、图3所示，所述第一区域S1-第四区域S4均不超过横梁71、72上最靠近侧梁73、74的设备安装座K。在第一区域上粘贴第一应变片1，在第二区域上粘贴第二应变片2，在第三区域上粘贴第三应变片3，在第四区域上粘贴第四应变片4；第一应变片1、第二应变片2、第三应变片3以及第四应变片4组成全桥电路结构；如图1A所示，该全桥电路结构中，第一应变片1与第二应变片2组成邻臂，第三应变片3与第四应变片4组成邻臂，第一应变片1与第三应变片3组成对臂，第二应变片2与第四应变片4组成对臂。如此，通过该全桥电路结构，可以极大地提高高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构的测量精度。另外，也可以在每个区域上粘贴更多的应变片，以形成更多的全桥电路结构，以在测力构架上布置至少一组备用全桥电路结构。请再参阅图4、图4A、图5、图6，是本专利技术应用于CW-2000拖车测力构架(另一种典型的测力构架)时，所采用的结构均与前一实施例相同，在此不予赘述。因此，可以认为，本技术提供的高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，可以应用于任何测力构架上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，该测力构架具有两根侧梁与两根横梁，其特征在于：每根横梁的两端外侧面靠近侧梁的区域都有高分离度载荷识别点区域，并称第一根横梁的两端分别具有第一区域与第二区域，第二根横梁的两端分别具有第三区域与第四区域，其中，第一区域与第三区域靠近同一根侧梁，第二区域与第四区域均靠近另一根侧梁；在第一区域上粘贴第一应变片，在第二区域上粘贴第二应变片，在第三区域上粘贴第三应变片，在第四区域上粘贴第四应变片；第一应变片、第二应变片、第三应变片以及第四应变片组成全桥电路结构；该全桥电路结构中，第一应变片与第二应变片组成邻臂，第三应变片与第四应变片组成邻臂，第一应变片与第三应变片组成对臂，第二应变片与第四应变片组成对臂。

【技术特征摘要】
1.一种高精度测力构架的纵向菱形载荷测试结构，该测力构架具有两根侧梁与两根横梁，其特征在于：每根横梁的两端外侧面靠近侧梁的区域都有高分离度载荷识别点区域，并称第一根横梁的两端分别具有第一区域与第二区域，第二根横梁的两端分别具有第三区域与第四区域，其中，第一区域与第三区域靠近同一根侧梁，第二区域与第四区域均靠近另一根侧梁；在第一区域上粘贴第一应变片，在第二区域上粘贴第二应变片，在第三区域上粘贴第三应变片，在第四区域上粘贴第四应变片；第一应变...

【专利技术属性】
技术研发人员：金新灿，王斌杰，王文静，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：北京,11