一種車輛碰撞動力學試驗裝置及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛碰撞動力學試驗裝置及試驗方法，屬于碰撞動力學試驗技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國軌道交通事業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是高速動車組在國內(nèi)的普及，車輛運行安全被越來越多的人們所重視，而車輛運行安全中的車輛碰撞安全性是非常重要的一部分。
[0003]列車碰撞安全保護技術(shù)分為“主動安全防護技術(shù)”和“被動安全防護技術(shù)”兩個方面，“主動安全防護技術(shù)”是列車安全運行必備的，運用得當可有效防止碰撞事故的發(fā)生，該技術(shù)主要包括列車網(wǎng)格及列車控制技術(shù)、合理健全的鐵路信號及報警系統(tǒng)、鐵路限界安全防護等。但“主動安全防護技術(shù)”不是百分百可靠的。然而，在滿足鐵道車輛碰撞安全標準條件下的“被動安全防護技術(shù)”，在碰撞發(fā)生時可以最大限度地保護列車結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及司乘人員的安全。發(fā)生碰撞時，在所有主動安全保護措施失效的情況下，車輛被動安全保護措施可以為乘客提供最后一道保護，因此，越來越多地對列車整車碰撞動力學性能進行深入研宄。
[0004]在專利號為201410629472.3的專利“一種軌道車輛碰撞試驗臺及軌道車輛碰撞試驗方法”中，公開的碰撞試驗臺包括軌道、用于推動測試車輛的小車、用于檢測測試車輛速度和位置的檢測器，小車由驅(qū)動電機驅(qū)動，小車由制動電機實現(xiàn)制動，驅(qū)動電機和制動電機分設(shè)在軌道的兩端，小車由連接牽動。小車在驅(qū)動電機的驅(qū)動下帶動測試車輛加速移動，同時檢測測試車輛的速度，當達到預(yù)定速度時，制動小車。該試驗臺及試驗方法可以顯著提高試驗過程中對測試車輛速度控制的精確度，但該試驗臺中的測試車輛和測試小車沒有任何的防護措施，同時，該試驗臺只能對測試車輛在縱向上的動力學性能進行研宄，而對于測試車輛在垂向上的動力學性能則無法進行取值研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要目的在于解決上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠，有利于對測試車輛進行垂向和縱向動力學性能進行測試的車輛碰撞動力學試驗裝置。
[0006]本發(fā)明的另一個主要目的在于，提供一種操作方便，可對測試車輛進行垂向和縱向動力學性能進行測試的車輛碰撞動力學試驗方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種車輛碰撞動力學試驗裝置，包括試驗臺及測試車輛，所述測試車輛沿軌道運行，其特征在于:還包括一沿測試車輛縱向延伸并整體呈龍門形狀的防護裝置，所述測試車輛在由所述防護裝置圍成的空間內(nèi)運行。
[0009]進一步，所述防護裝置由兩個沿測試車輛縱向延伸的箱形結(jié)構(gòu)組成，兩個箱形結(jié)構(gòu)左右對稱設(shè)置在軌道的兩側(cè)，所述箱形結(jié)構(gòu)在朝向所述測試車輛的一側(cè)具有一內(nèi)凹部，兩個所述箱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)凹部對稱設(shè)置，所述測試車輛在兩個所述內(nèi)凹部圍成的空間內(nèi)運行。
[0010]進一步，所述箱形結(jié)構(gòu)的上頂板和/或下底板至少向所述測試車輛的方向延伸出一延伸部。
[0011]進一步，所述箱形結(jié)構(gòu)由鋼板拼接組焊而成。
[0012]進一步，在所述箱形結(jié)構(gòu)上設(shè)置有多個工藝孔。
[0013]進一步，每個所述箱形結(jié)構(gòu)分上下兩部分，分別為上箱體和下箱體，所述上箱體和下箱體之間通過緊固件固定連接。
[0014]進一步，所述防護裝置通過緊固件固定安裝在所述試驗臺上。
[0015]進一步，所述試驗臺的一側(cè)設(shè)置有止擋墻，所述止擋墻上安裝有多個力傳感器。
[0016]進一步，在所述止擋墻上安裝有蜂窩鋁吸能模塊。
[0017]本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是:
[0018]一種采用上述車輛碰撞動力學試驗裝置的試驗方法，包括將龍門形狀的防護裝置的底部固定安裝在試驗臺上，對測試車輛進行縱向動力學性能測試的步驟；包括將龍門形狀的防護裝置翻轉(zhuǎn)倒置，其頂部固定安裝在試驗臺上，對測試車輛同時進行縱向和垂向動力學性能測試的步驟。
[0019]綜上內(nèi)容，本發(fā)明所述的一種車輛碰撞動力學試驗裝置和試驗方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0020](I)本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單合理，安裝和操作方便，可以有效保證多車碰撞動力學試驗的安全性及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0021](2)本發(fā)明不僅可以進行多車體縱向動力學試驗研宄，還可以通過對防護裝置簡單的翻轉(zhuǎn)倒置，實現(xiàn)多車體縱向和垂向動力學兩項試驗內(nèi)容的研宄，可以在短時間內(nèi)完成不同性質(zhì)試驗研宄，提高試驗研宄的效率，并有效節(jié)省試驗成本，還可以為車輛動力學仿真計算提供依據(jù)，進而保證列車能量分配方案的可靠性。
[0022](3)箱形結(jié)構(gòu)通過螺栓牢固固定安裝在試驗臺上，不但操作簡單方便，還可以保證測試車輛在試驗過程中的安全可靠。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實施例一箱形結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實施例一箱形結(jié)構(gòu)和測試車輛組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實施例一箱形結(jié)構(gòu)的斷面示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實施例一上箱體翻轉(zhuǎn)后的斷面示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明試驗方法的流程圖。
[0029]如圖1至圖6所示，試驗臺1、測試車輛2，動力車輛3，軌道4，止擋墻5，高速攝影采集系統(tǒng)6，防護裝置7，箱形結(jié)構(gòu)8，上箱體8a，下箱體8b，內(nèi)凹部9，頂壁9a，側(cè)壁9b，上頂板10，下底板11，延伸部12，延伸部13，安裝孔14，安裝孔15，工藝孔15，安裝孔17，安裝部18，補強板19。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0031]實施例一:
[0032]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種車輛碰撞動力學試驗裝置，包括試驗臺1、測試車輛2及動力車輛3，在試驗臺I上安裝軌道4，測試車輛2和動力車輛3在軌道4上運行。
[0033]為了簡化試驗難度，測試車輛2采用一種簡化車輛，簡化車輛的結(jié)構(gòu)、編組方式和性能與真實車輛一樣，只是在尺寸上按比例縮小。在測試車輛2的前端部設(shè)置有與其匹配的車鉤緩沖裝置、壓潰管、端部吸能裝置等，車體本身與真實車輛一樣具有足夠的剛度，各車體通過聯(lián)掛裝置連接，在車輛碰撞過程中上述各結(jié)構(gòu)相互配合吸收能量。
[0034]動力車輛3安裝在測試車輛2的后方，由牽引動力裝置(圖中未示出)驅(qū)動，動力車輛3的前端頂靠在測試車輛2的尾部進而帶動測試車輛2在軌道4上按規(guī)定速度運行，牽引動力裝置可以采用驅(qū)動電機，驅(qū)動電機可以單獨安裝在試驗臺I上，也可以安裝在動力車輛3上。
[0035]在測試車輛2的前方設(shè)置一止擋墻5，止擋墻5固定在試驗臺I上，測試車輛2在動力車輛3的帶動下向前運行，并以設(shè)定速度撞擊前方的止擋墻5，完成碰撞試驗。由于碰撞試驗有較大的能量，因此在止擋墻5上靠近測試車輛2的位置安裝蜂窩鋁吸能模塊，也可以采用其它具有吸能能力的吸能模塊，以防止測試車輛2與止擋墻5發(fā)生剛性碰撞而產(chǎn)生破壞。同時，由于止擋墻5在試驗過程中為不可移動的物體，為了獲取更多的試驗數(shù)據(jù)，在止擋墻5的背面安裝有多個力傳感器(圖中未示出)，力傳感器用來檢測測試車輛2撞擊止擋墻5時的各點撞擊力數(shù)據(jù)，力傳感器的安裝位置根據(jù)試驗要求而定。在試驗臺I的上方安裝有高速攝影采集系統(tǒng)6，對測試車輛2的運行及碰撞過程進行全程錄影，用于后期計算位移量、速度和加速度等。
[0036]該試驗裝置中還包括一沿測試車輛縱向延伸并整體呈龍門形狀的防護裝置7，測試車輛2在由防護裝置7圍成的空間內(nèi)運行。對測試車輛進行縱向動力學性能測試時，將龍門形狀的防護裝置7的底部固定安裝在試驗臺I上，對測試車輛同時進行縱向和垂向動力學性能測試時，將龍門形狀的防護裝置7翻轉(zhuǎn)倒置，其頂部固定安裝在試驗臺I上。龍門形狀防護裝置7的頂部可具有活動板，以在倒置時避開試驗臺I上的軌道4和止擋墻5。
[0037]本實施例中，為了簡化整體結(jié)構(gòu)，使安裝和操作更為方便，防護裝置7優(yōu)選采用如圖2和圖3所示的分體結(jié)構(gòu)，同時為了保證防護裝置7的整體強度，防護裝置7由兩個沿測試車輛2縱向延伸的大致為矩形的箱形結(jié)構(gòu)8組成，兩個箱形結(jié)構(gòu)8左右對稱設(shè)置在軌道4的兩側(cè)，箱形結(jié)構(gòu)8在朝向測試車輛2的一側(cè)具有一內(nèi)凹部9，內(nèi)凹部9的斷面呈矩形，兩個箱形結(jié)構(gòu)8的內(nèi)凹部9對稱設(shè)置，測試車輛2在兩個內(nèi)凹部9圍成的空間內(nèi)運行。內(nèi)凹部9的頂壁9a及箱形結(jié)構(gòu)8的上頂板10對測試車輛2起到防護的作用，用以實現(xiàn)測試車輛2在縱向方向上的穩(wěn)定性，同時內(nèi)凹部9的頂壁9a