阅读说明：本技术 盘形制动式测力构架的制动力系测试结构及其制作方法 (Braking force system testing structure of disc-shaped braking type force measuring framework and manufacturing method thereof ) 是由 王曦 陈羽 杨广雪 于 2018-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种盘形制动式测力构架的制动力系测试结构及其制作方法,是先在盘形制动式构架制动吊臂上定义有高分离度载荷识别点区域,然后在每个高分离度载荷识别点区域上粘贴多个应变片,以构成多组全桥电路结构；将贴有应变片的构架结构在多通道加载测力构架标定试验台上进行静态标定,并逐一地对每个全桥电路结构进行解耦计算,寻找到相互解耦精度最高的一组或几组组桥结构,或者寻找到能够满足解耦精度要求的一组或几组组桥结构；最后,根据最终确定的组桥结构,完成测力构架的制作。采用本发明提供的结构与方法,在测力构架的一个或多个制动吊臂上组成一个或多个全桥电路,通过对全桥电路反馈信号进行测试,实现转向架制动力测试的目的。(The invention provides a braking force system test structure of a disc-shaped braking force measurement framework and a manufacturing method thereof, wherein a high-resolution load identification point area is defined on a braking suspension arm of the disc-shaped braking force measurement framework, and then a plurality of strain gauges are pasted on each high-resolution load identification point area to form a plurality of groups of full-bridge circuit structures; the method comprises the following steps that static calibration is carried out on a framework structure attached with strain gauges on a multichannel loading force measurement framework calibration test bed, decoupling calculation is carried out on each full-bridge circuit structure one by one, and one or more groups of bridge structures with the highest mutual decoupling precision or one or more groups of bridge structures meeting the decoupling precision requirement are found; and finally, finishing the manufacture of the force measuring framework according to the finally determined bridge combination structure. By adopting the structure and the method provided by the invention, one or more full-bridge circuits are formed on one or more braking suspension arms of the force measuring framework, and the aim of testing the braking force of the bogie is fulfilled by testing the feedback signals of the full-bridge circuits.)

盘形制动式测力构架的制动力系测试结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及对轨道车辆的盘形制动式测力构架的制动力系进行测试的结构。

背景技术

对于在轨道车辆中广泛使用的盘形制动式转向架，在现有技术中，尚无针对此类型转向架盘形制动力系的测试方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种盘形制动式测力构架的制动力系测试结构及其制作方法，通过在测力构架的至少一个制动吊臂上布置有至少一组全桥电路结构，每一制动吊臂上的应变片组成一个全桥电路，针对制动力系进行测试。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种盘形制动式测力构架的制动力系测试结构，该盘形制动式测力构架具有两根侧梁与两根横梁，并在横梁上连接有一个或多个制动吊臂，其特征是，在该一个或多个制动吊臂上都定义有高分离度载荷识别点区域，分别为：

第一区域：制动吊臂上表面远离构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

第二区域：制动吊臂远离构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

第三区域：制动吊臂靠近构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

第四区域：制动吊臂上表面靠近构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

在每个高分离度载荷识别点区域上粘贴至少一个应变片；称：第一区域上的应变片为第一应变片，第二区域上的应变片为第二应变片，第三区域上的应变片为第三应变片，第四区域上的应变片为第四应变片；同一个制动吊臂上的一个第一应变片、一个第二应变片、一个第三应变片以及一个第四应变片组成一个全桥电路结构；

该全桥电路结构中，第一应变片与第二应变片组成邻臂，第三应变片与第四应变片组成邻臂，第一应变片与第四应变片组成对臂，第二应变片与第三应变片组成对臂。

所述的盘形制动式测力构架的制动力系测试结构，其中：在测力构架的至少一个制动吊臂上布置有至少一组备用全桥电路结构。

本发明还提供一种盘形制动式测力构架的制动力系测试结构的制作方法，该盘形制动式测力构架具有两根侧梁与两根横梁，并在横梁上连接有一个或多个制动吊臂，其特征在于，该制作方法包括如下步骤：

(1)在该一个或多个制动吊臂上都定义有高分离度载荷识别点区域，分别为：

第一区域：制动吊臂上表面远离构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

第二区域：制动吊臂远离构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

第三区域：制动吊臂靠近构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

第四区域：制动吊臂上表面靠近构架纵向中心线的一侧，并位于横梁与制动吊臂连接处至制动吊臂外侧端部之间；

(2)在每个高分离度载荷识别点区域上粘贴至少一个应变片；称：第一区域上的应变片为第一应变片，第二区域上的应变片为第二应变片，第三区域上的应变片为第三应变片，第四区域上的应变片为第四应变片；同一个制动吊臂上的一个第一应变片、一个第二应变片、一个第三应变片以及一个第四应变片组成一个全桥电路结构；

该全桥电路结构中，第一应变片与第二应变片组成邻臂，第三应变片与第四应变片组成邻臂，第一应变片与第四应变片组成对臂，第二应变片与第三应变片组成对臂；

(3)将贴有应变片的构架结构在多通道加载测力构架标定试验台上进行静态标定，并逐一地对每个全桥电路结构进行解耦计算，寻找到相互解耦精度最高的一组或几组组桥结构，或者寻找到能够满足解耦精度要求的一组或几组组桥结构；

(4)根据最终确定的组桥结构，完成测力构架的制作。

所述的盘形制动式测力构架的制动力系测试结构的制作方法，其中：步骤(4)中，在测力构架的至少一个制动吊臂上布置有至少一组备用全桥电路结构。

本发明针对盘形制动转向架构架的受力特性，在构架任意一个或多个制动吊臂表面粘贴应变片，组成全桥电路，直接测试得到转向架一个或多个制动力。

本发明依据构架的运动特性，直接针对构架制动力系测试需要，设计了转向架测力构架；根据盘形制动转向架的受力特性，在构架的制动吊臂上设计了独立的全桥电路，在细致计算的基础上使得构架整体的制动力系具有更大的响应水平，同时使其它力系产生的干扰响应远低于制动测试响，以确保各力系的解耦精度。转向架测力构架的提出既保证了测试精度，又使测得的载荷与结构应变之间呈现较好的准静态关系。

附图说明

图1是盘形制动转向架测力构架一个制动吊臂表面粘贴应变片俯视示意图；

图1A是测力构架制动力测试结构的桥路结构图；

图2、图3测力构架制动力测试结构的应变片粘贴区域。

附图标记说明：1-第一应变片；2-第二应变片；3-第三应变片；4-第四应变片；71-制动吊臂；72-横梁；73-侧梁；74-侧梁；S1-范围；S2-范围；S3-范围；S4-范围；a-构架横向中心线；b-构架纵向中心线。

具体实施方式

结合附图，介绍转向架测力构架的制作方法如下：

(1)采用有限元方法建立盘形制动式测力构架的有限元模型，对构架结构施加模拟载荷，针对制动力系在构架上设计应变组桥方式，确定测力构架高分离度载荷识别点区域。

该步骤(1)中，寻找构架上高分离度载荷识别点区域的具体过程与步骤，并不属于本发明所要求保护的范围之内，也不会影响公众使用本发明来进行载荷测试，因此，本发明不予赘述。

本发明可以确定的是：如图1所示的典型的盘形制动式测力构架，具有两根横梁72与两根侧梁73、74，并在横梁72上连接有一个或多个制动吊臂71。在该一个或多个制动吊臂71上都定义有高分离度载荷识别点区域，分别为：

第一区域：制动吊臂71上表面远离构架纵向中心线b的一侧，并位于横梁72与制动吊臂71连接处至制动吊臂71外侧端部之间(如范围S1所示)；

第二区域：制动吊臂71远离构架纵向中心线b的一侧，并位于横梁72与制动吊臂71连接处至制动吊臂71外侧端部之间(如范围S2所示)；

第三区域：制动吊臂71靠近构架纵向中心线b的一侧，并位于横梁72与制动吊臂71连接处至制动吊臂71外侧端部之间(如范围S3所示)；

第四区域：制动吊臂71上表面靠近构架纵向中心线b的一侧，并位于横梁与制动吊臂71连接处至制动吊臂71外侧端部之间(如范围S4所示)。

(2)在每个高分离度载荷识别点区域上粘贴多个应变片；称：第一区域上的应变片为第一应变片1，第二区域上的应变片为第二应变片2，第三区域上的应变片为第三应变片3，第四区域上的应变片为第四应变片4；由于第一应变片1、第二应变片2、第三应变片3以及第四应变片4均有多个，因此用任意一个第一应变片1、任意一个第二应变片2、任意一个第三应变片3以及任意一个第四应变片4都能够组成一组全桥电路结构；如图1A所示，每个全桥电路结构中，第一应变片1与第二应变片2组成邻臂，第三应变片3与第四应变片4组成邻臂，第一应变片1与第四应变片4组成对臂，第二应变片2与第三应变片3组成对臂；

(3)将贴有应变片的构架结构在多通道加载测力构架专用标定试验台上进行静态标定，并逐一地对每个全桥电路结构进行解耦计算，寻找到相互解耦精度最高的一组或几组组桥结构，或者寻找到能够满足解耦精度要求的一组或几组组桥结构；

其中，所谓解耦精度，是指全桥电路输出对于被测试力系的响应能力大小，以及其他干扰力系(如垂向载荷力系)对被测试力系在全桥电路上的影响能力。解耦精度高表示全桥电路对被测试力系响应高，同时受干扰力系影响小。

(4)根据最终确定的组桥结构，完成测力构架的制作；即，清除多余应变片，并且，有需要的话，在确定好的应变片粘贴位置重新粘贴应变片；若有需要的话，会在测力构架的每个制动吊臂71上布置至少一组备用组桥结构。

因此，本发明提供盘形制动式测力构架的制动力系测试结构及其制作方法，既保证了测试精度，又使测得的载荷与结构应变之间呈现较好的准静态关系。