一种碳纤维裙板多通道加载试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种碳纤维裙板多通道加载试验装置，包括用于连接碳纤维裙板的加力钢梁，以及多组与加力钢梁均相连接的载荷加载装置；每组载荷加载装置均包括一端与加力钢梁连接的连接杆，与连接杆另一端连接的作动器，与作动器连接的承力件，以及同时与所有的力传感器连接的PLC控制器。本实用新型专利技术设计合理、使用方便，其通过多通道加载载荷的方式对碳纤维裙板进行力学试验，可以尽可能地模拟出真实的工况，从而较为准确地检验碳纤维裙板的力学性能，满足检验需求。因此，本实用新型专利技术适于在轨道车辆技术领域中大规模推广应用。

A multichannel loading test device for carbon fiber skirt

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维裙板多通道加载试验装置
本技术涉及轨道车辆部件
，具体涉及的是一种碳纤维裙板多通道加载试验装置。
技术介绍
目前，轨道车辆车身的裙板大多采用碳纤维材料制成，其具有良好的强度和刚度性能。但因为外部力学环境非常复杂，所以为了检验碳纤维裙板的结构力学性能，以便后续的研究和改进，需要对这种碳纤维裙板进行载荷试验。现有的针对轨道车辆碳纤维裙板的载荷试验，大多都是单向或双向式的，其并不能很好地对碳纤维裙板在真实工况下的承压性能进行准确的测试，因而不能很好地满足检验的需求。所以，有必要对碳纤维裙板的加载试验方式进行改进。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种碳纤维裙板多通道加载试验装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种碳纤维裙板多通道加载试验装置，包括用于连接碳纤维裙板的加力钢梁，以及多组与加力钢梁均相连接的载荷加载装置；每组载荷加载装置均包括一端与加力钢梁连接的连接杆，与连接杆另一端连接的作动器，与作动器连接的承力件，以及同时与所有的力传感器连接的PLC控制器。具体地，所述作动器包括磁轭，设置在磁轭内的导轨，固定在导轨上的永磁体，与到导轨滑动连接的运动铁芯，以及设置在磁轭内用于配合永磁体操纵运动铁芯往复运动的电磁控制线圈；所述运动铁芯与连接杆连接，所述磁轭固定在承力件上。优选地，所述永磁体为钕铁硼永磁体。优选地，所述力传感器为应变管式力传感器、膜片式力传感器或应变梁式力传感器。进一步地，本技术还包括用于对碳纤维裙板进行支撑的支撑架。优选地，所述PLC控制器的型号为西门子S7-224XP。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术通过设置加力钢梁和多组载荷加载装置，利用加力钢梁固定待测的碳纤维裙板，多组作动器按照预先设置的载荷谱逐级加载到裙板的使用载荷、设计载荷，测量裙板的应变、位移，测试裙板的强度；而刚度试验则加载到裙板的使用载荷，并重复几次，测量裙板的变形，测试裙板的刚度特性。如此一来，通过作动器施加的载荷力(经由连接杆拉加力钢梁)，可实现预定的碳纤维裙板轴压、弯矩或集中力试验。(2)传统的作动器，例如电磁作动器，是由电磁铁作为主体机构，依靠电磁铁的电磁吸力产生动作实现运动铁芯运动的。但是这种运动只有单向的，回程时需要采用差动式结构实现，结构设计上较为复杂，而本技术所设计的作动器，通过设置永磁体，利用永磁体与电磁控制线圈各自产生的磁场的相互作用，可以使磁场对运动铁芯产生吸力或斥力，从而操纵运动铁芯往复运动，如此一来，在满足碳纤维裙板载荷加载试验的前提下，该种作动器不仅结构设计及控制方式简单，而且成本低廉。(3)本技术设计合理、使用方便，其通过多通道加载载荷的方式对碳纤维裙板进行力学试验，可以尽可能地模拟出真实的工况，从而较为准确地检验碳纤维裙板的力学性能，满足检验需求。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术-实施例中的一种载荷谱示意图。图3为作动器的结构示意图。其中，附图标记对应的名称为：1-碳纤维裙板，2-加力钢梁，3-连接杆，4-力传感器，5-作动器，501-磁轭，502-电磁控制线圈，503-导轨，504-运动铁芯，505-永磁体，6-承力件，7-PLC控制器，8-支撑架。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本技术作进一步说明，本技术的方式包括但不仅限于以下实施例。实施例本技术提供了一种碳纤维裙板多通道加载试验装置，如图1所示，其包括加力钢梁2和多组与加力钢梁2均相连接的载荷加载装置。加力钢梁2用于固定碳纤维裙板1，而每组载荷加载装置则均包括一端与加力钢梁2连接的连接杆3，与连接杆3另一端连接的作动器5，设置在连接杆3上的力传感器4(可采用应变管式力传感器、膜片式力传感器或应变梁式力传感器)，与作动器5连接的承力件6(可固定在地面上)，同时与所有的力传感器连接的PLC控制器7(型号优选采用西门子S7-224XP)，以及用于对碳纤维裙板进行支撑的支撑架8。本技术使用时，根据试验需要控制一组或多组载荷加载装置下拉加力钢梁2，加力钢梁2将载荷沿周向均匀传递给碳纤维裙板1，实现预定的轴压、弯矩或集中力试验。在试验过程中，多组作动器按照预先设置的载荷谱逐级加载到裙板的使用载荷、设计载荷(由力传感器4实时检测连接杆的拉力数据并由PLC控制器进行处理和显示)，测量碳纤维裙板的应变、位移，测试裙板的强度；而刚度试验则加载到裙板的使用载荷，并重复几次，测量裙板的变形，测试裙板的刚度特性。本技术采用的一种载荷谱如图2所示。另外，在不影响试验的前提下，本技术还对作动器的结构进行了改进，以期简化作动器的结构，降低设计成本。如图3所示，本技术中的作动器5包括磁轭501，设置在磁轭501内的导轨503，固定在导轨(503)上的永磁体505(例如钕铁硼永磁体)，与到导轨滑动连接的运动铁芯504，以及设置在磁轭501内用于配合永磁体操纵运动铁芯往复运动的电磁控制线圈502。由于设置了永磁体，因而磁轭内存在两个磁场，且永磁体的磁场是不变的，因而当改变电磁控制线圈的电流方向时，可以使电磁控制线圈的磁场方向发生变化，并与永磁体的磁场相互作用，从而对运动铁芯504产生吸力或斥力，如此即可操纵运动铁芯做往复运动，实现对碳纤维裙板的载荷加载控制。本技术结构合理、操作便捷，不仅能实现碳纤维裙板的多通道加载试验，满足力学性能的检测需求，而且结构简单、成本低廉，因而适于在轨道车辆
中大规模推广应用。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维裙板多通道加载试验装置，其特征在于，包括用于连接碳纤维裙板的加力钢梁(2)，以及多组与加力钢梁(2)均相连接的载荷加载装置；每组载荷加载装置均包括一端与加力钢梁(2)连接的连接杆(3)，与连接杆(3)另一端连接的作动器(5)，设置在连接杆(3)上的力传感器(4)，与作动器(5)连接的承力件(6)，以及同时与所有的力传感器连接的PLC控制器(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维裙板多通道加载试验装置，其特征在于，包括用于连接碳纤维裙板的加力钢梁(2)，以及多组与加力钢梁(2)均相连接的载荷加载装置；每组载荷加载装置均包括一端与加力钢梁(2)连接的连接杆(3)，与连接杆(3)另一端连接的作动器(5)，设置在连接杆(3)上的力传感器(4)，与作动器(5)连接的承力件(6)，以及同时与所有的力传感器连接的PLC控制器(7)。


2.根据权利要求1所述的一种碳纤维裙板多通道加载试验装置，其特征在于，所述作动器(5)包括磁轭(501)，设置在磁轭(501)内的导轨(503)，固定在导轨(503)上的永磁体(505)，与到导轨滑动连接的运动铁芯(504)，以及设置在磁轭(501)内用于配合永磁体操纵运动铁芯往复运动的电磁控制线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛永光，张川，宋桂环，尚晓雷，
申请(专利权)人：上海玛曲检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31