列车碰撞试验波形模拟系统
阅读说明：本技术 列车碰撞试验波形模拟系统 (Train crash test waveform simulation system ) 是由 彭勇 邓功勋 胡正晟 许拓 王鑫 姚松 汪馗 于 2021-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了列车碰撞试验波形模拟系统,其包括：波形控制器和台车；波形控制器包括一对镜像布设于台车行进方向两侧的台座,台座与地基固定连接；台座用于面向台车的一侧设置有沿行进方向延伸的上支撑座,且上支撑座下方安装有上摩擦板；台车沿行进方向两侧各设置有一侧翼；侧翼上表面能够与上摩擦板下表面发生摩擦以降低车速从而模拟产生碰撞波形。相对于现有技术需要液压控制装置和控制缓冲装置同步配合,本发明仅采用摩擦的方式就能实现模拟碰撞的效果,本发明在结构上较现有技术更为简单,且极大地降低了实施难度,从而能够更有效地控制试验成本并提升试验的可靠性。(The invention discloses a train crash test waveform simulation system, which comprises: a waveform controller and a trolley; the wave controller comprises a pair of pedestals arranged on two sides of the trolley in the advancing direction in a mirror image mode, and the pedestals are fixedly connected with the foundation; an upper support seat extending along the traveling direction is arranged on one side, facing the trolley, of the pedestal, and an upper friction plate is arranged below the upper support seat; a side wing is respectively arranged on each of two sides of the trolley along the advancing direction; the upper surface of the side wing can rub against the lower surface of the upper friction plate to reduce the vehicle speed so as to simulate the collision waveform. Compared with the prior art which needs the synchronous matching of a hydraulic control device and a control buffer device, the invention can realize the effect of simulating collision only by adopting a friction mode, has simpler structure than the prior art, and greatly reduces the implementation difficulty, thereby more effectively controlling the test cost and improving the test reliability.)
技术领域
本发明主要涉及列车碰撞试验装置技术领域，尤其涉及列车碰撞试验波形模拟系统。
背景技术
“安全性”是列车运营的根基。随着轨道交通行业的快速发展，在提高列车主动安全性的同时，轨道车辆的被动碰撞安全性能也越来越被重视。列车碰撞事故破坏形式多样，引发的乘员碰撞伤亡触目惊心，列车乘员的无约束状态进一步加剧了其与列车内饰的碰撞伤亡风险，研究列车乘员的二次碰撞动力学响应对于提升列车被动安全性能具有重要意义。
轨道车辆乘员二次碰撞试验是研究乘员碰撞损伤必不可少的研究手段，在进行碰撞试验时，现有技术的试验设备结构复杂以致难以操控，尤其在碰撞波形的模拟方面，现有技术通常采用液压控制装置和控制缓冲装置双系统，二者协同作用以对碰撞波形进行模拟。但真实的碰撞过程非常短暂，想要在极短时间内通过双系统的配合模拟碰撞波形，尤其是要协调液压设备根据感应器采集到的数据即刻进行动作，在实际操控中难以实现，可能导致模拟的碰撞过程与现实碰撞过程严重不符，继而造成试验结果失真。
发明内容
本发明的主要目的是克服上述现有技术中的不足，以解决现有列车碰撞试验波形模拟系统结构复杂、难以实施的问题。
为实现上述目的，本发明公开的列车碰撞试验波形模拟系统，包括：波形控制器和台车；
所述波形控制器包括一对镜像布设于所述台车行进方向两侧的台座，所述台座与地基固定连接；所述台座用于面向所述台车的一侧设置有沿所述行进方向延伸的上支撑座，且所述上支撑座下方安装有上摩擦板；
所述台车沿行进方向两侧各设置有一侧翼；所述侧翼上表面能够与所述上摩擦板下表面发生摩擦以降低车速从而模拟产生碰撞波形。
优选的，所述上支撑座与所述上摩擦板间通过沿所述行进方向交替分布的下顶螺栓和上提螺栓连接；
所述下顶螺栓尾部穿过所述上支撑座后抵接所述上摩擦板，所述下顶螺栓能够将所述上摩擦板推离所述上支撑座；
所述上摩擦板下表面形成有沉头槽，所述上提螺栓头部嵌入所述沉头槽中、尾部穿过所述上支撑座，所述上提螺栓能够将所述上摩擦板拉近所述上支撑座；
通过改变所述下顶螺栓和所述上提螺栓的伸入长度，能够改变所述上摩擦板与所述侧翼的压强大小。
优选的，所述台座用于面向所述台车的一侧设置有沿所述行进方向延伸的下支撑座，且所述下支撑座上方安装有下摩擦板；所述侧翼下表面能够与所述下摩擦板上表面发生摩擦以降低车速从而模拟产生碰撞波形。
优选的，所述下支撑座与下摩擦板间通过沿所述行进方向交替分布的下顶螺栓和上提螺栓连接；
所述下顶螺栓尾部穿过所述下支撑座后抵接所述下摩擦板，所述下顶螺栓能够将所述下摩擦板推离所述下支撑座；
所述下摩擦板上表面形成有沉头槽，所述上提螺栓头部嵌入所述沉头槽中、尾部穿过所述下支撑座，所述上提螺栓能够将所述下摩擦板拉近所述下支撑座；
通过改变所述下顶螺栓和所述上提螺栓的伸入长度，能够改变所述下摩擦板与所述侧翼的压强大小。
优选的，所述侧翼由两块垂直板构成，其中一块所述垂直板通过螺栓与所述台车车体连接。
优选的，另一块所述垂直板的顶面或/和底面通过沉埋螺栓安装有磨耗板，所述磨耗板用于与所述上摩擦板或/和下摩擦板发生摩擦。
优选的，所述侧翼沿所述行进方向前端设置有锥形导向板。
优选的，所述波形控制器沿所述行进方向前端设置有吸能模块；所述吸能模块包括竖向设置用于抵御所述侧翼冲击的匀力板和用于吸收所述匀力板冲击动能的吸能构件。
优选的，所述波形控制器由若干单元模块沿所述行进方向依次拼接组成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
通过在台车行进方向两侧布设的波形控制器上设置上支撑座和上摩擦板，且在台车上沿行进方向的两侧分别设置一侧翼，当台车滑行至波形控制器所夹区域时，侧翼滑入上摩擦板下侧，此时上摩擦板对侧翼产生下压力并发生摩擦，从而能够降低台车的滑行速度，制造出碰撞减速的效果。相对于现有技术需要液压控制装置和控制缓冲装置同步配合，本发明仅采用摩擦的方式就能实现模拟碰撞的效果，本发明在结构上较现有技术更为简单，且极大地降低了实施难度，从而能够更有效地控制试验成本并提升试验的可靠性。
附图说明
图1是台车的结构示意图；
图2是波形控制器的结构示意图；
图3是单元模块的结构示意图；
图4是摩擦板的装配示意图。
图中各标号表示：1、波形控制器；11、台座；12、上支撑座；13、上摩擦板；14、下支撑座；15、下摩擦板；161、匀力板；162、吸能构件；2、台车；21、侧翼；211、磨耗板；212、导向板；31、下顶螺栓；32、上提螺栓。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明公开了列车碰撞试验波形模拟系统。
实施例1
如图1至图3所示，本发明列车碰撞试验波形模拟系统的第一实施例中，包括：波形控制器1和台车2；
波形控制器1包括一对镜像布设于台车2行进方向两侧的台座11，台座11与地基固定连接；台座11用于面向台车2的一侧设置有沿行进方向延伸的上支撑座12，且上支撑座12下方安装有上摩擦板13；
台车2沿行进方向两侧各设置有一侧翼21；侧翼21上表面能够与上摩擦板13下表面发生摩擦以降低车速从而模拟产生碰撞波形。
通过在台车2行进方向两侧布设的波形控制器1上设置上支撑座12和上摩擦板13，且在台车2上沿行进方向的两侧分别设置一侧翼21，当台车2滑行至波形控制器1所夹区域时，侧翼21滑入上摩擦板13下侧，此时上摩擦板13对侧翼21产生下压力并发生摩擦，从而能够降低台车2的滑行速度，制造出碰撞减速的效果。相对于现有技术需要液压控制装置和控制缓冲装置同步配合，本发明仅采用摩擦的方式就能实现模拟碰撞的效果，本发明在结构上较现有技术更为简单，且极大地降低了实施难度，从而能够更有效地控制试验成本并提升试验的可靠性。
实施例2
如图4所示，本发明列车碰撞试验波形模拟系统的第二实施例，该波形模拟系统与实施例1基本相同，区别在于：
本实施例中，上支撑座12与上摩擦板13间通过沿行进方向交替分布的下顶螺栓31和上提螺栓32连接；
下顶螺栓31尾部穿过上支撑座12后抵接上摩擦板13，下顶螺栓31能够将上摩擦板13推离上支撑座12；
上摩擦板13下表面形成有沉头槽，上提螺栓32头部嵌入沉头槽中、尾部穿过上支撑座12，上提螺栓32能够将上摩擦板13拉近上支撑座12；
通过改变下顶螺栓31和上提螺栓32的伸入长度，能够改变上摩擦板13与侧翼21的压强大小。
当下顶螺栓31向下伸入时，下顶螺栓31尾部将上摩擦板13推离上支撑座12，使之向下移动，从而增大与位于其下方的侧翼21之间的压力，继而增大摩擦力；反之亦然。当上提螺栓32向上伸入时，上提螺栓32头部将上摩擦板13拉近上支撑座12，使之向上移动，从而减小与位于其下方的侧翼21之间的压力，继而减小摩擦力；反之亦然。通过分别调节不同位置处的下顶螺栓31和上提螺栓32，可以获得不同的摩擦力，从而模拟出不同的碰撞波形。不仅如此，为了避免上提螺栓32头部与侧翼21发生碰撞、摩擦损坏试验设备，在上摩擦板13的下表面设置有用于容纳上提螺栓32头部的沉头槽，上提螺栓32头部能够完全藏匿于该沉头槽内，避免与侧翼21碰撞、摩擦。
实施例3
本发明列车碰撞试验波形模拟系统的第三实施例，该波形模拟系统与实施例2基本相同，区别在于：
本实施例中，台座11用于面向台车2的一侧设置有沿行进方向延伸的下支撑座14，且下支撑座14上方安装有下摩擦板15；侧翼21下表面能够与下摩擦板15上表面发生摩擦以降低车速从而模拟产生碰撞波形。
与上摩擦板13的作用类似，为了增加摩擦力，在台座11用于面向台车2一侧设置有下支撑座14，并在下支撑座14上方安装有下摩擦板15，当台车2滑行至波形控制器1所夹区域时，侧翼21滑入下摩擦板15上侧，此时下摩擦板15对侧翼21产生上压力并发生摩擦，从而能够降低台车2的滑行速度，制造出碰撞减速的效果。
本实施例中，下支撑座14与下摩擦板15间通过沿行进方向交替分布的下顶螺栓31和上提螺栓32连接；
下顶螺栓31尾部穿过下支撑座14后抵接下摩擦板15，下顶螺栓31能够将下摩擦板15推离下支撑座14；
下摩擦板15上表面形成有沉头槽，上提螺栓32头部嵌入沉头槽中、尾部穿过下支撑座14，上提螺栓32能够将下摩擦板15拉近下支撑座14；
通过改变下顶螺栓31和上提螺栓32的伸入长度，能够改变下摩擦板15与侧翼21的压强大小。
为了能够进一步调节摩擦力的大小，在下摩擦板15与下支撑座14间采用上摩擦板13与上支撑座12间相同的连接方式，以实现相同的技术效果。
实施例4
本发明列车碰撞试验波形模拟系统的第四实施例，该波形模拟系统与实施例1基本相同，区别在于：
本实施例中，侧翼21由两块垂直板构成，其中一块垂直板通过螺栓与台车2车体连接。
由受力可知，侧翼21在试验过程中将承受极大的冲击力，从而可能造成损坏。为了方便更换，侧翼21与台车2间通过螺栓进行连接。
本实施例中，另一块垂直板的顶面或/和底面通过沉埋螺栓安装有磨耗板211，磨耗板211用于与上摩擦板13或/和下摩擦板15发生摩擦。
由于长期摩擦将对设备造成磨损，为了降低成本、方便更换，在另一块垂直板的顶面或/和底面通过沉埋螺栓安装有磨耗板211，磨耗板211用于与上摩擦板13或/和下摩擦板15发生摩擦，在使用一段时间后，只需更换摩擦板即可。
本实施例中，侧翼21沿行进方向前端设置有锥形导向板212。
为了降低侧翼21端部与摩擦板端部发生碰撞致损试验设备、影响试验结果的发生概率，设置锥形导向板212，导向板212的前端为尖形结构，能够有效降低与摩擦板端部发生碰撞的概率。
本实施例中，波形控制器1沿行进方向前端设置有吸能模块；吸能模块包括竖向设置用于抵御侧翼21冲击的匀力板161和用于吸收匀力板冲击动能的吸能构件162。
当台车2动能过大、无法通过摩擦完全制动时，侧翼21撞击竖向设置的匀力板161，通过匀力板161将冲击力分散传递至位于其后的吸能构件162上。吸能构件162包括蜂窝铝、圆管、方管或其他吸能结构中任一结构，吸能构件162通过形变吸收能量、缓冲台车2，以避免台车2冲出轨道或撞击遮拦物造成损坏。
本实施例中，波形控制器1由若干单元模块沿行进方向依次拼接组成。
为了更为方便装卸和维修，并能够根据试验需要调整长度，波形控制器1采用拼装结构，若干单元模块沿行进方向依次连接形成整体。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。