减振器测试装置及减振器测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及设备检测技术领域，尤其涉及一种减振器测试装置及减振器测试方法。本发明专利技术的减振器测试装置能够直接将实际被测减振器安装在装置的被测固定端上，并与线性作动器之间通过力传感器连接，力传感器将检测到的被测试样的当前减振力作为输入信号传输给实时控制器，实时控制器完成模拟计算后将确定的减振器输出位移作为控制信号传送给线性作动器，以驱动线性作动器对被测试样施加对应载荷，从而形成一循环的测试过程。相对于现有测试装置来说，本发明专利技术的减振器测试装置采用实际减振器进行试验，可以再现减振器安装在车辆上时的实际工作条件，并具备再现车辆运动对减振器动作反馈效果的能力。

Shock absorber test device and shock absorber test method

【技术实现步骤摘要】
减振器测试装置及减振器测试方法
本专利技术涉及设备检测
，尤其涉及一种减振器测试装置及减振器测试方法。
技术介绍
铁道车辆系统的蛇行运动稳定性是轮轨系统本身的固有属性，是决定车辆能否高速运行的关键因素。抗蛇行减振器是铁路车辆系统的走行部中非常重要的部件，旨在提高车辆的稳定性，使车辆能够高速行驶，并减少列车安全事故。鉴于它们在确保列车行驶安全性和稳定性方面的重要作用，抗蛇行减振器必须进行全面的测试，以验证其性能和可靠性。目前针对被动抗蛇行减振器的动态特性、静态特性的测试方法，已经在现有的相关标准中有所规定。但是，上述减振器的静态和动态测试都不能很好地再现减振器安装在车辆上时的实际工作条件。此外，静态测试和动态测试在改进的抗蛇行减振器(如半主动或全主动减振器)测试中几乎是没有作用的，因为他们不具备再现车辆运动对减振器动作反馈效果的能力。故而现有测试设备为了确定抗蛇行减振器对车辆运行性能的影响，通常采用两种方法，一种是将减振器虚拟化，建立减振器的数学模型，并将其嵌入整车多体系统动力学模型(简称多体动力学模型，即MBS模型)进行仿真分析，在该多体动力学模型中的抗蛇行减振器模型参数可根据静态测试和动态测试结果确定；这种方法所建立的减振器数学模型很难真实体现实际减振器的非线性特性。另外一种是利用实际车辆安装实际减振器进行滚振试验；这种方法需搭载整车系统，且需配备昂贵的试验台、试验设备等资源，成本过高，难于实现。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术实施例提供了一种减振器测试装置及减振器测试方法，用以解决现有技术中的测试设备不能很好地再现减振器安装在车辆上时的实际工作条件的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种减振器测试装置，包括相对设置的被测固定端和作动器固定端，所述被测固定端用于固定被测试件，所述作动器固定端上固定有线性作动器，所述线性作动器与被测试件的振动反馈方向同轴设置，所述线性作动器与被测试件之间通过力传感器连接；该减振器测试装置还包括预设有车辆系统动力学模型的实时控制器，所述力传感器将检测到的所述被测试样的当前减振力作为输入信号传输至实时控制器中，所述实时控制器完成模拟计算后将确定的减振器伸缩位移作为控制信号传送给线性作动器，以使所述线性作动器在控制信号的作用下对所述被测试样施加对应载荷。在部分实施例中，所述被测试件的一端通过第一安装支座固定在所述被测固定端上，所述线性作动器设在所述被测试件的另一端，且所述线性作动器远离所述被测试件的一端通过第二安装支座固定在所述作动器固定端上。在部分实施例中，所述力传感器的感应元件安装在所述线性作动器与被测试件之间。在部分实施例中，所述实时控制器的输入端口与所述力传感器连接，以从所述力传感器获取输入信号；所述实时控制器的输出端口通过作动器控制器与所述线性作动器连接，以向所述线性作动器传输控制信号；所述线性作动器在所述控制信号的驱动作用下产生伸缩运动。在部分实施例中，所述车辆系统动力学模型为单个转向架模型，所述单个转向架模型包括两条轮对和走行部构架，每条所述轮对分别通过一系悬挂系统连接在所述走行部构架上，所述走行部构架通过二系悬挂系统连接在车体上，所述车体为常静止状态，所述二系悬挂系统包括设在所述走行部构架上的减振器安装点，所述减振器安装点上安装有模型减振器，所述模型减振器获取所述输入信号以产生相应的伸缩位移，所述控制信号包括所述模型减振器的伸缩位移。在部分实施例中，所述车辆系统动力学模型还包括轨道，各条所述轮对在转动状态下均与所述轨道相接触；所述轨道存在不平顺激励的情况下，各条所述轮对在转动状态中存在有随机振动，所述随机振动顺次通过所述一系悬挂系统、所述走行部构架、所述二系悬挂系统和所述车体传递，在所述随机振动传递过程中，所述模型减振器产生相应的伸缩位移。在部分实施例中，在分别位于所述走行部构架的两侧的减振器安装点上对称安装有一对所述模型减振器，这对所述模型减振器获取的输入信号为一对大小相等且方向相反的减振作用力。本专利技术还提供了一种基于如上所述的减振器测试装置的减振器测试方法，包括以下步骤：S1、通过力传感器检测被测试件在承受载荷时产生的当前减振作用力；S2、通过实时控制器的输入端口将所述当前减振作用力作为输入信号传输到车辆系统动力学模型中；S3、所述车辆系统动力学模型根据所述输入信号模拟计算出当前减振作用力对应的车辆运动状态，并根据所述车辆运动状态确定减振器伸缩位移，通过所述实时控制器的输出端口将所述减振器伸缩位移作为控制信号反馈到线性作动器上；S4、所述线性作动器根据所述控制信号作对应的伸缩运动，并在运动时向所述被测试件施加对应的载荷；S5、重复S1～S4直至完成至少一个位移时间历程的激励测试。在部分实施例中，所述S3进一步包括：S31、依据所述输入信号和运行参数，所述车辆系统动力学模型利用理论算法模拟计算出当前减振作用力对应的车辆运动状态，所述运行参数包括车辆运行速度、轨道不平顺激励和车轮踏面外形，所述理论算法包括非线性轮轨接触理论、轮轨蠕滑机理和车辆系统运动微分方程；S32、根据所述车辆运动状态，分别确定所述车辆系统动力学模型内各构件和安装连接点的所有运动学信息，并利用所述车辆系统动力学模型内的各个模型减振器的运动位移信息，得到各个所述模型减振器之间的相对运动位移，以所述相对运动位移作为减振器伸缩位移；S33、通过所述实时控制器的输出端口，将位于所述车辆系统动力学模型任一侧的模型减振器的减振器伸缩位移作为控制信号反馈到作动器控制器中，以利用所述作动器控制器驱动所述线性作动器运动。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：一方面：本专利技术的减振器测试装置能够直接将实际被测减振器安装在装置的被测固定端上，并与线性作动器之间通过力传感器连接，力传感器将检测到的被测试样的当前减振力作为输入信号传输给实时控制器，实时控制器完成模拟计算后将确定的减振器输出位移作为控制信号传送给线性作动器，以驱动线性作动器对被测试样施加对应载荷，从而形成一循环的测试过程。相对于纯数值仿真来说，本专利技术的减振器测试装置采用实际减振器进行试验，可以再现减振器安装在车辆上时的实际工作条件，并具备再现车辆运动对减振器动作反馈效果的能力，而且能够验证和评估主动抗蛇行减振器的控制策略；与此同时，针对主动减振器或其他类型的改进减振器，还可以对控制硬件(例如控制板，传感器，比例阀，螺杆，磁流变或电流变液，电机，液压泵等)进行验证和评估。另一方面：本专利技术的减振器测试装置的实时控制器内预设车辆系统动力学模型，相对于现有的整车实物在线试验系统，本专利技术的测试装置能利用虚拟的车辆系统动力学模型来代替实际车辆，大大降低了试验成本，而车辆系统动力学模型中还考虑了实际轮轨接触关系、踏面外形等因素，从而可以保证本专利技术的减振器测试装置能够在模型模拟计算中得到与实物试验相同的效果，用来评价减振器在整车系统中的性能，且付出成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减振器测试装置，其特征在于，包括相对设置的被测固定端和作动器固定端，所述被测固定端用于固定被测试件，所述作动器固定端上固定有线性作动器，所述线性作动器与被测试件的振动反馈方向同轴设置，所述线性作动器与被测试件之间通过力传感器连接；该减振器测试装置还包括预设有车辆系统动力学模型的实时控制器，所述力传感器将检测到的所述被测试样的当前减振力作为输入信号传输至实时控制器中，所述实时控制器完成模拟计算后将确定的减振器伸缩位移作为控制信号传送给线性作动器，以使所述线性作动器在控制信号的作用下产生伸缩运动并对所述被测试样施加对应载荷。/n

【技术特征摘要】
1.一种减振器测试装置，其特征在于，包括相对设置的被测固定端和作动器固定端，所述被测固定端用于固定被测试件，所述作动器固定端上固定有线性作动器，所述线性作动器与被测试件的振动反馈方向同轴设置，所述线性作动器与被测试件之间通过力传感器连接；该减振器测试装置还包括预设有车辆系统动力学模型的实时控制器，所述力传感器将检测到的所述被测试样的当前减振力作为输入信号传输至实时控制器中，所述实时控制器完成模拟计算后将确定的减振器伸缩位移作为控制信号传送给线性作动器，以使所述线性作动器在控制信号的作用下产生伸缩运动并对所述被测试样施加对应载荷。


2.根据权利要求1所述的减振器测试装置，其特征在于，所述被测试件的一端通过第一安装支座固定在所述被测固定端上，所述线性作动器设在所述被测试件的另一端，且所述线性作动器远离所述被测试件的一端通过第二安装支座固定在所述作动器固定端上。


3.根据权利要求2所述的减振器测试装置，其特征在于，所述力传感器的感应元件安装在所述线性作动器与被测试件之间。


4.根据权利要求1所述的减振器测试装置，其特征在于，所述实时控制器的输入端口与所述力传感器连接，所述实时控制器的输出端口通过作动器控制器与所述线性作动器连接。


5.根据权利要求1-4任一项所述的减振器测试装置，其特征在于，所述车辆系统动力学模型为单个转向架模型，所述单个转向架模型包括两条轮对和走行部构架，每条所述轮对分别通过一系悬挂系统连接在所述走行部构架上，所述走行部构架通过二系悬挂系统连接在车体上，所述车体为常静止状态，所述二系悬挂系统包括设在所述走行部构架上的减振器安装点，所述减振器安装点上安装有模型减振器，所述模型减振器获取所述输入信号以产生相应的伸缩位移，所述控制信号包括所述模型减振器的伸缩位移。


6.根据权利要求5所述的减振器测试装置，其特征在于，所述车辆系统动力学模型还包括轨道，各条所述轮对在转动状态下均与所述轨道相接触；
所述轨道存在不平顺激励的情况下，各条所述轮对在转动状态中存在有随机振动，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，曹洪勇，曹晓宁，蒯荣生，张宝安，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37