所述液壓減震器外套鋼彈簧，所述鋼彈簧的兩端設有墊圈，墊圈外設有螺母；通過螺母位置的改變，可改變彈簧預緊力，從而改變減震器的剛度。所述下部垂向作動器、頂部垂向作動器、橫向作動器、縱向作動器均為液壓作動器并采用伺服控制器和液壓油栗控制，所述系統(tǒng)主控制器連接伺服控制器，將實測信號取樣，根據(jù)控制算法轉(zhuǎn)化為電壓/電流信號，最后以電流電壓信號對伺服控制器發(fā)出指令，控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，驅(qū)動液壓油栗，驅(qū)動作動器對車體做出位移或壓力激振作用。另外，為保證作動器施加作動信號與給定信號的一致性，在作動器上布置有位移和壓力傳感器，作動信號傳回系統(tǒng)控制器，與給定信號的對比，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，保證了作動載荷的可控性和準確性。
[0028]優(yōu)選的，所述比例車體的材質(zhì)為6061-T6型鋁合金材料，比例車體為CRH380B車體實際尺寸的1:8縮小鋁合金焊接框架式結(jié)構(gòu)。
[0029]優(yōu)選的，所述載荷傳感器為應變片，其中一部分應變片分布于靠近比例車體的門、窗四角的位置；在二系簧垂向作動器、下部垂向作動器、頂部垂向作動器、橫向作動器、縱向作動器上均布置有位移傳感器和壓力傳感器。
[0030]本發(fā)明的工作原理:通過對高速列車實測橫向、垂向、縱向振動信號進行分析統(tǒng)計，形成載荷譜；將載荷譜數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)形成作用力和作用頻次關系信號，由控制算法實現(xiàn)信號波形向電流、電壓信號轉(zhuǎn)換，最后以電流電壓信號對伺服控制器發(fā)出指令，控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，驅(qū)動液壓油栗，驅(qū)動作動器對車體做出位移或壓力激振作用。由數(shù)據(jù)采集儀器，采集由傳感器和應變片傳回的數(shù)據(jù)，計算機存儲數(shù)據(jù)，并對實驗數(shù)據(jù)進行剔除奇異值，消出趨勢項，濾波等處理。最后，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)對高速列車車體疲勞強度的等效研究、載荷譜研究、裂紋識別和載荷識別研究。另外，為保證作動器施加作動信號與給定信號的一致性，在作動器上布置有位移和壓力傳感器，作動信號傳回系統(tǒng)控制器，與給定信號的對比，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，保證了作動載荷的可控性和準確性。
[0031]調(diào)節(jié)支撐柱的縱向位置，將比例車體安裝在試驗臺上，可移動的支撐柱位置實現(xiàn)了支撐位置、垂向激勵位置的多樣化；調(diào)節(jié)縱向作動器在端部立柱的固定位置，可實現(xiàn)縱向激振點位置的變化；調(diào)節(jié)側(cè)向立柱的縱向位置以及橫向作動器的固定點，可實現(xiàn)橫向激振點的改變。
[0032]通過改變作動器的固定點，可實現(xiàn)不同的激振方式，同時，選取比例車體某方向(如垂向)的動態(tài)特性為研究對象，可讓另兩個方向的作動器停止。試驗中，比例車體安裝有各種力元傳感器(含位移、加速度等)、應力應變片和用于傳遞信號的信號線。多點激勵荷載下比例車體疲勞強度及載荷譜研究試驗臺，可實現(xiàn)不同軌道車輛的比例車體結(jié)構(gòu)的動強度、動剛度的等效研究，而且通過獲取的激勵信號以及響應的時間歷程，運用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)，獲取結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)，得到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的物理參數(shù)，對結(jié)構(gòu)物理參數(shù)進行載荷識別和靈敏度分析，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)的識別和優(yōu)化。
[0033]比例車體采用6061-T6型鋁合金板焊接而成，重量44.6kg,車體尺寸為3022 X 407 X 358mm,其中鋁板厚度為4mm，試驗臺架結(jié)構(gòu)規(guī)模小，可以極大地降低動強度實驗及載荷識別實驗研究的成本。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要在于:
[0035]—、可以根據(jù)高速列車實測載荷數(shù)據(jù)，將載荷數(shù)據(jù)縮減，經(jīng)由系統(tǒng)主控制器，根據(jù)控制算法，將實測載荷信號轉(zhuǎn)換為電壓電流信號，經(jīng)由伺服控制器發(fā)出指令，控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，驅(qū)動液壓油栗，驅(qū)動作動器對車體做出位移或壓力激振作用，可實現(xiàn)對高速列車車體疲勞強度、載荷識別、裂紋識別等的等效研究。
[0036]二、可以大幅降低線路實驗昂貴的試驗成本，本發(fā)明主要用于動載荷試驗，研究比例車體疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴展規(guī)律，可以實現(xiàn)不同軌道車輛的比例車體結(jié)構(gòu)強度和疲勞特性的等效性研究，實現(xiàn)車體結(jié)構(gòu)截面尺寸的參數(shù)優(yōu)化分析。
[0037]三、比例車體動強度試驗臺可以對1:8等比例尺寸車體進行結(jié)構(gòu)振動性、強度和剛度等效性、疲勞特性、結(jié)構(gòu)動載荷識別技術(shù)、參數(shù)靈敏度等進行詳細研究。
[0038]四、6061-T6型鋁合金材料，重量44.6kg，車體尺寸為3022X407X 358mm，其中鋁板厚度為4_，試驗臺架結(jié)構(gòu)規(guī)模小，可以極大地降低動強度實驗及載荷識別實驗研究的成本。
[0039]五、數(shù)據(jù)采集儀器所獲取的加速度、位移以及應力信號，可用于車體疲勞強度，裂紋識別和載荷識別研究。
[0040]綜上，本發(fā)明所公開的多點激勵荷載下比例車體疲勞強度及載荷譜研究試驗臺，旨在基于所建立的多點激勵荷載下比例車體疲勞強度及載荷譜研究試驗臺，通過對高速列車實測橫向、垂向、縱向振動信號進行分析統(tǒng)計，形成載荷譜；將載荷譜數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)形成作用力和作用頻次關系信號，由控制算法實現(xiàn)信號波形向電流、電壓信號轉(zhuǎn)換，最后以電流電壓信號對伺服控制器發(fā)出指令，控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，驅(qū)動液壓油栗，驅(qū)動作動器對車體做出位移或壓力激振作用。由數(shù)據(jù)采集儀器，采集由傳感器和應變片傳回的數(shù)據(jù)，計算機存儲數(shù)據(jù)，并對實驗數(shù)據(jù)進行剔除奇異值，消出趨勢項，濾波等處理。最后，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)對高速列車車體疲勞強度的等效研究、裂紋識別和載荷識別研究。另夕卜，為保證作動器施加作動信號與給定信號的一致性，在作動器上布置有位移和壓力傳感器，作動信號傳回系統(tǒng)控制器，與給定信號的對比，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，保證了作動載荷的可控性和準確性。車體典型位置點安裝傳感器和應變片，以測試位移、加速度和應變信號，測試信號經(jīng)由東華采集設備數(shù)據(jù)，最后傳輸?shù)接嬎銠C，進行分析處理，得到比例車體動態(tài)特性和振動特征。另外，高循環(huán)次數(shù)的激振力致使比例車體產(chǎn)生裂紋，記錄裂紋位置以及激振力循環(huán)次數(shù)，結(jié)合所采集數(shù)據(jù)進行疲勞強度評估。所采集的加速度、位移以及應力信號，用于車體疲勞強度，裂紋識別和載荷識別。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明的總體示意圖；
[0042]圖2為機械部分的主視圖；
[0043]圖3為機械部分的左視圖；
[0044]圖4為機械部分的俯視圖；
[0045]圖5為機械部分的橫向剖視圖；
[0046]圖6為減震器不意；
[0047]圖7為減震器的局部剖視圖；
[0048]圖8為支撐柱、二系簧垂向作動器和橡膠空氣彈簧的裝配示意圖；
[0049]圖9為應變片的典型位置布置示意圖；
[0050]圖中:1-端部立柱、2-比例車體、3-傳感器、4-應變片、5-縱向作動器、6-支撐柱、7-側(cè)面立柱、8、9、10、11-下部垂向作動器、12-橡膠空氣彈簧、13-縱向減震器、14-T型槽試驗臺、15-頂部橫梁、16-橫向減震器、17- 二系簧垂向作動器、18-橫向作動器、19-連接板、20-頂部垂向作動器、21-螺母、22-墊圈、23-鋼彈簧、24-密封橡膠、25-活塞桿、26-活塞環(huán)、27-活塞頭、28-窗角應變花。
【具體實施方式】
[0051]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0052]如圖1所示，本發(fā)明通過對高速列車實測橫向、垂向、縱向振動信號進行分析統(tǒng)計，形成載荷譜；將載荷譜數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)形成作用力和作用頻次關系信號，由控制算法實現(xiàn)信號波形向電流、電壓信號轉(zhuǎn)換，最后以電流電壓信號對伺服控制器發(fā)出指令，控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，驅(qū)動液壓油栗，驅(qū)動作動器對車體做出位移或壓力激振作用。由數(shù)據(jù)采集儀器，采集由傳感器和應變片傳回的數(shù)據(jù)，計算機存儲數(shù)據(jù)，并對實驗數(shù)據(jù)進行剔除奇異值，消出趨勢項，濾波等處理。最后，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)對高速列車車體疲勞強度的等效研究、裂紋識別和載荷識別研究。另外，為保證作動器施加作動信號與給定信號的一致性，在作動器上布置有位移和壓力傳感器，作動信號傳回系統(tǒng)控制器，與給定信號的對比，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，保證了作動載荷的可控性和準確性。
[0053]圖2-圖5所示，本發(fā)明的機械部分包括縱向立柱1、比例車體2、橫向立柱7、支撐裝置、T型槽試驗臺14等。其中，比例車體2的材質(zhì)為6061-T6型鋁合金材料，比例車體2與實際車體的比例為1:8。側(cè)面立柱7、支撐裝置及下部垂向作動器8、9、10、11用螺栓安裝在T型試驗臺14上，可實現(xiàn)橫縱移動；橫向作動器18、橫向減震器16與側(cè)面立柱7之間由螺栓連接，縱向作動器、縱向減震器13與端部立柱1之間由螺栓連接，橫向作動器18橫向減震器16、縱向作動器、縱向減震器13均可上下調(diào)節(jié)安裝位置；頂部垂向作動器20由螺栓連接在頂部縱梁15底部，其安裝位置可縱向調(diào)整以適應不同比例尺寸車體。比例車體2通過橡膠空氣彈簧12連接在支撐柱6頂部，橫向作動器18和橫向減震器16安裝位置正對，二者作用位置為與