高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106289848A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610933206.9(22)申请日2016.10.31(71)申请人中南大学地址410075湖南省长沙市天心区韶山南路中南大学铁道学院高速铁路建造技术国家工程实验室1号楼305室申请人高速铁路建造技术国家工程实验室(72)发明人余志武罗俊陈智谈遂毛建锋何贤丰宋善义曾志平(51)Int.Cl.G01M99/00(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置(57)摘要本发明公开了一种高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，包括反力架以及处于反力架底部的高速铁路轨道模拟结构，反力架与高速铁路轨道模拟结构之间设有用于模拟高铁列车实际运行时作用于轨道结构的垂向力的轨道垂直施力机构以及用于模拟高铁列车实际运行时作用于轨道结构的横向力的轨道横向施力机构，轨道垂直施力机构和轨道横向施力机构通过用于模拟高铁列车转向架的转向架模拟机构作用至高速铁路轨道模拟结构上。可以同时模拟列车实际运行时作用于轨道结构的垂向力和横向力，使得试验结果更加贴合实际。为高速铁路轨道-路基垂向、横向动力学分析提供可靠的加载平台，为揭示轨道结构损伤破坏经时性特征提供实验依据。CN106289848ACN106289848A权利要求书1/2页1.一种高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，包括反力架(1)以及处于所述反力架(1)底部的高速铁路轨道模拟结构，其特征在于，所述反力架(1)与高速铁路轨道模拟结构之间设有用于模拟高铁列车实际运行时作用于轨道结构的垂向力的轨道垂直施力机构以及用于模拟高铁列车实际运行时作用于轨道结构的横向力的轨道横向施力机构，轨道垂直施力机构和轨道横向施力机构通过用于模拟高铁列车转向架的转向架模拟机构作用至高速铁路轨道模拟结构上。2.根据权利要求1所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述转向架模拟机构包括两组安装在高速铁路轨道模拟结构的轨道上用于模拟高铁列车转向架并防止在高速铁路轨道模拟结构的轨道滚动的二分之一轮对(8)、垂直并对称固接在所述二分之一轮对(8)上用于均匀传递上部荷载的所述刚性分配梁(4)以及沿两组二分之一轮对(8)的布设方向连接两组所述二分之一轮对(8)用于使两组所述二分之一轮对(8)固定成组并均匀传递荷载的轮对纵向连接杆(9)。3.根据权利要求2所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述刚性分配梁(4)垂直并对称放置于所述二分之一轮对(8)的半圆轮之上，并通过焊接固定，以防止试验过程中所述刚性分配梁(4)位移超限。4.根据权利要求2所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述轨道横向施力机构包括沿高速铁路轨道模拟结构的横向固接于所述反力架(1)的斜撑(12)上并用于向转向架模拟机构均匀施加横向力的所述横向作动器(2)，所述横向作动器(2)通过水平固定装置(5)固定在所述反力架(1)的斜撑(12)上，所述横向作动器(2)与所述反力架(1)的横梁(11)之间设有用于沿所述横向作动器(2)的侧向固定所述横向作动器(2)的垂直固定装置(6)；所述横向作动器(2)的作动头通过横向传力杆(7)连接在所述二分之一轮对(8)上，所述横向作动器(2)、所述横向传力杆(7)以及所述二分之一轮对(8)同轴布置。5.根据权利要求4所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述横向传力杆(7)包括由一块钢板和四根钢制圆柱体焊接而成的传力杆前端(13)以及由一根钢制圆柱体构成的传力杆末端(14)。6.根据权利要求4所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述轨道垂直施力机构包括沿竖向固接在反力架(1)的横梁(11)上并垂直高速铁路轨道模拟结构用于向转向架模拟机构均匀施加垂向力的垂向作动器(3)，所述垂向作动器(3)的作动头置于所述刚性分配梁(4)上表面开设的凹槽中，所述垂向作动器(3)的作动头与凹槽底部之间设有用于使所述垂向作动器(3)产生有限的移动以适应由于所述横向作动器(2)的加载对所述垂向作动器(3)位置的影响的刚性滚轮(10)，所述垂向作动器(3)的作动头底部通过所述刚性滚轮(10)与所述刚性分配梁(4)接触。7.根据权利要求6所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述凹槽的槽深大于所述垂向作动器(3)的作动头与凹槽的槽底之间的间距，以防止作动头从凹槽内脱出。2CN106289848A权利要求书2/2页8.根据权利要求6所述的高速铁路轮轨垂横向力耦合加载模拟装置，其特征在于，所述垂向作动器(3)的作动头与凹槽的槽侧壁之间留有3cm-5cm的间隙，