一种风道系统模拟运行试验台和试验测试方法技术方案

本申请提供了一种风道系统模拟运行试验台和试验测试方法，所述风道系统模拟运行试验台包括：试验风道为风机风道系统的试验主体；冷却风机安装在所述试验风道上，用于提供整个风机风道系统的风量来源；硬风道连接所述试验风道和牵引风机，同时通过调整内部旋转盖板改变所述硬风道内的气体流通量，从而模拟所述牵引风机的出风口不同堵塞程度的工况；软风道用于完善所述风机风道系统的完整性，体现车辆实装时所述风机风道系统的真实情况；牵引风机通过所述硬风道和所述软风道连接在所述试验风道的对应位置处。通过所述风道系统模拟运行试验台和试验测试方法，为冷却风机选型、风道结构系统的设计验证提供数据支撑，促进高速动车组车辆的安全运营。组车辆的安全运营。组车辆的安全运营。

【技术实现步骤摘要】
一种风道系统模拟运行试验台和试验测试方法


[0001]本申请涉及电机设计
，具体而言，涉及一种风道系统模拟运行试验台和试验测试方法。

技术介绍

[0002]高速动车组存在不同类型的车载设备，这些设备具备不同的功能，以满足车辆高速、安全及平稳的运行需求。牵引电机冷却风机与风道系统就是典型的车载附属功能设备，其主要功能是源源不断地给安装在走形部件上高速旋转的电机输送冷却风，以保证其安全工作。由于冷却风机是有源振动设备，附属电机的高速旋转会产生振动。同时，压缩机形成的高压气流在风道中的流通又产生气流波动，其波动频率与风道内部结构形式相关。因此，牵引电机冷却风机与风道系统是高速动车组车体不可忽视的振动源之一。
[0003]在传统的车辆设计及验证过程中，由于风道结构被固定在车体与转向架结构中间，所有位置均有较高的密封要求，很难在狭窄的风道结构内部或外部布置传感器以监控实际运营过程中的风道结构振动及强度情况，仅能通过仿真分析手段预测风机在正常工作状态下的风道内部压力分布情况，但无法准确评估结构振动和强度是否满足要求。同时，传统的冷却风机试验台一般仅考虑风机自身的负载变化，并没有将具有实车结构特征的风道引入到试验平台中，故不能真实模拟风机在车上的实际负载变化。然而，近年来，相继有高速动车组车辆在行驶过程中，风道上方位置的地板出现幅值较高的异常振动，更为甚者，部分车辆的风道结构在落车检查时被发现有裂纹产生。在面对上述问题时，无法通过现有的仿真分析手段或线路测试得到的非风道裂纹位置的振动或应力数据进行分析并查找原因，更不易准确、合理地提出解决措施。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种风道系统模拟运行试验台和试验测试方法，通过搭建风道系统模拟运行试验台，能够准确模拟高速动车组牵引电机冷却风机与风道系统在车辆高速运行过程中可能出现的典型工况，同时能够通过布置传感器精准的获得到风机风道系统中所有关键位置的振动、气动载荷、应力实测特征和振动加速度，为冷却风机选型、风道结构系统的设计验证提供数据支撑，促进高速动车组车辆的安全运营。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种风道系统模拟运行试验台，所述风道系统模拟运行试验台用于对风机风道系统进行模拟，所述风道系统模拟运行试验台通过支撑结构固定在地台上，所述风道系统模拟运行试验台包括：
[0006]试验风道，为所述风机风道系统的试验主体；
[0007]冷却风机，安装在所述试验风道上，用于提供整个所述风机风道系统的风量来源；
[0008]硬风道，用于连接所述试验风道和牵引风机，同时通过调整内部旋转盖板改变所述硬风道内的气体流通量，从而模拟所述牵引风机的出风口不同堵塞程度的工况；
[0009]软风道，用于完善所述风机风道系统的完整性，体现车辆实装时所述风机风道系
统的真实情况；
[0010]牵引风机，通过所述硬风道和所述软风道连接在所述试验风道的对应位置处。
[0011]进一步的，所述风道系统模拟运行试验台中还包括：
[0012]多个加速度传感器，用于测量所述试验风道中的加速度；
[0013]气动载荷传感器，用于测量所述试验风道中的气动载荷；
[0014]多个应变片传感器，用于测量所述试验风道中的疲劳应力；
[0015]多个振动加速度传感器，用于测量所述试验风道、所述牵引风机和所述冷却风机的振动加速度。
[0016]第二方面，本申请实施例还提供了一种风道系统典型工况的试验测试方法，所述试验测试方法利用本申请实施例提供的风道系统模拟运行试验台，所述试验测试方法包括：
[0017]通过对冷却风机的进风口和/或牵引风机的出风口进行封堵，模拟高速列车在运行过程中的故障工况，生成风道封堵的第一模拟工况；
[0018]对所述风道系统模拟运行试验台通电，将所述第一模拟工况应用在所搭建的所述风道系统模拟运行试验台中，以开展风道结构模态试验、风道内部气动压力测试、结构应力测试及系统振动测试；
[0019]改变所述冷却风机的进风口和/或所述牵引风机的出风口的封堵情况，得到第二模拟工况，并将所述第二模拟工况应用在所述风道系统模拟运行试验台中，采集布置在所述风道系统模拟运行试验台中的传感器对应的传感器数据，以对不同封堵程度的模拟工况进行模拟测试。
[0020]进一步的，所述通过对冷却风机的进风口和/或牵引风机的出风口进行封堵，模拟高速列车在运行过程中的故障工况，生成风道封堵的第一模拟工况，包括：
[0021]针对所述冷却风机的进风口，利用胶带进行封堵，得到所述第一模拟工况；
[0022]或者，
[0023]针对所述牵引风机的出风口，通过封堵面积调节机构的翻转盖板对所述牵引风机的出风口进行封堵，得到所述第一模拟工况；
[0024]或者，
[0025]针对所述冷却风机的进风口，利用胶带进行封堵，得到第一模拟子工况；
[0026]针对所述牵引风机的出风口，通过封堵面积调节机构的翻转盖板对所述牵引风机的出风口进行封堵，得到第二模拟子工况；
[0027]将所述第一模拟子工况与所述第二模拟子工况进行结合，得到所述第一模拟工况。
[0028]进一步的，所述试验测试方法还包括：
[0029]当开展所述风道结构模态试验时，分别在所述风道系统模拟运行试验台的试验风道的下表面的多个不同位置处布置多个加速度传感器，采用LMS模态采集及分析系统进行加速度数据采集以及模态频率与振型分析；
[0030]当开展所述风道内部气动压力测试时，通过Starccm+软件搭建风道结构空气动力学仿真分析模型，模拟气流在通过风道结构时的最大气动载荷及所在的位置，根据仿真分析结果，在风道内部最大气动载荷点布置气动载荷传感器，以测试风道内部气动载荷；
[0031]当开展所述结构应力测试时，进行结构疲劳载荷仿真，得到所述风道系统模拟运行试验台的疲劳应力分布特性，结合所述疲劳应力分布特性以及所述试验风道中出现疲劳破坏的位置，布置至少一个应变片传感器以测试所述试验风道中的疲劳应力；
[0032]当开展所述系统振动测试时，分别在所述试验风道、所述冷却风机和所述牵引风机的位置处布置多个振动加速度传感器，以测试所述风道系统模拟运行试验台的振动传递特征。
[0033]进一步的，所述改变所述冷却风机的进风口和/或所述牵引风机的进风口的封堵情况，得到第二模拟工况，包括：
[0034]对所述冷却风机的进风口，利用所述胶带改变所述冷却风机的进风口的封堵面积，得到所述第二模拟工况；
[0035]或者，
[0036]针对所述牵引风机的出风口，通过所述封堵面积调节机构的所述翻转盖板对所述牵引风机的进风口的封堵百分比进行调节，得到所述第二模拟工况；
[0037]或者，
[0038]针对所述冷却风机的进风口，利用所述胶带改变所述冷却风机的进风口的封堵面积，得到第三模拟子工况；
[0039]针对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风道系统模拟运行试验台，其特征在于，所述风道系统模拟运行试验台用于对风机风道系统进行模拟，所述风道系统模拟运行试验台通过支撑结构固定在地台上，所述风道系统模拟运行试验台包括：试验风道，为所述风机风道系统的试验主体；冷却风机，安装在所述试验风道上，用于提供整个所述风机风道系统的风量来源；硬风道，用于连接所述试验风道和牵引风机，同时通过调整内部旋转盖板改变所述硬风道内的气体流通量，从而模拟所述牵引风机的出风口不同堵塞程度的工况；软风道，用于完善所述风机风道系统的完整性，体现车辆实装时所述风机风道系统的真实情况；牵引风机，通过所述硬风道和所述软风道连接在所述试验风道的对应位置处。2.根据权利要求1所述的风道系统模拟运行试验台，其特征在于，所述风道系统模拟运行试验台中还包括：多个加速度传感器，用于测量所述试验风道中的加速度；气动载荷传感器，用于测量所述试验风道中的气动载荷；多个应变片传感器，用于测量所述试验风道中的疲劳应力；多个振动加速度传感器，用于测量所述试验风道、所述牵引风机和所述冷却风机的振动加速度。3.一种风道系统典型工况的试验测试方法，其特征在于，所述试验测试方法利用如权利要求1至2任一所述的风道系统模拟运行试验台，所述试验测试方法包括：通过对冷却风机的进风口和/或牵引风机的出风口进行封堵，模拟高速列车在运行过程中的故障工况，生成风道封堵的第一模拟工况；对所述风道系统模拟运行试验台通电，将所述第一模拟工况应用在所搭建的所述风道系统模拟运行试验台中，以开展风道结构模态试验、风道内部气动压力测试、结构应力测试及系统振动测试；改变所述冷却风机的进风口和/或所述牵引风机的出风口的封堵情况，得到第二模拟工况，并将所述第二模拟工况应用在所述风道系统模拟运行试验台中，采集布置在所述风道系统模拟运行试验台中的传感器对应的传感器数据，以对不同封堵程度的模拟工况进行模拟测试。4.根据权利要求3所述的试验测试方法，其特征在于，所述通过对冷却风机的进风口和/或牵引风机的出风口进行封堵，模拟高速列车在运行过程中的故障工况，生成风道封堵的第一模拟工况，包括：针对所述冷却风机的进风口，利用胶带进行封堵，得到所述第一模拟工况；或者，针对所述牵引风机的出风口，通过封堵面积调节机构的翻转盖板对所述牵引风机的出风口进行封堵，得到所述第一模拟工况；或者，针对所述冷却风机的进风口，利用胶带进行封堵，得到第一模拟子工况；针对所述牵引风机的出风口，通过封堵面积调节机构的翻转盖板对所述牵引风机的出风口进行封堵，得到第二模拟子工况；
将所述第一模拟子工况与所述第二模拟子工况进行结合，得到所述第一模拟工况。5.根据权利要求3所述的试验测试方法，其特征在于，所述试验测试方法还包括：当开展所述风道结构模态试验时，分别在所述风道系统模拟运行试验台的试验风道的下表面的多个不同位置处布置多个加速度传感器，采用LMS模态采集及分析系统进行加速度数据采集以及模态频率与振型分析；当开展所述风道内部气动压力测试时，通过Starccm+软件搭建风道结构空气动力学仿真分析模型，模拟气流在通过风道结构时的最大气动载荷及所在的位置，根据仿真分析结果，在风道内部最大气动载荷点布置气动载荷传感器，以测试风道内部气动载荷；当开展所述结构应力测试时，进行结构疲劳载荷仿真，得到所述风道系...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鑫，张磊，党鹏，张永胜，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：