[發(fā)明專利]測試彈性墊板摩擦阻尼性能的方法、裝置及測試設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710770538.4
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107561003B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王平;王豐;韋凱;豆銀玲;趙才友;陳嶸;肖杰靈;葛輝;胡小剛;牛澎波
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01N19/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 蘇勝

本發(fā)明涉及測試彈性墊板摩擦阻尼性能的方法、裝置及測試設(shè)備，屬于軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計領(lǐng)域。該方法包括：對彈性墊板進行預(yù)加載，以消除彈性墊板的馬林斯效應(yīng)；對所述彈性墊板的預(yù)設(shè)測試點中的每個測試點進行靜力加載，獲得所述彈性墊板的彈性恢復(fù)力與位移的第一曲線；對彈性墊板進行周期性加載，獲得彈性墊板的彈性恢復(fù)力和摩擦力的合力與位移的第二曲線；根據(jù)第一曲線和第二曲線，獲得彈性墊板的摩擦力與位移的第三曲線。通過該方法可以獲得彈性墊板的摩擦阻尼性能，進而可以根據(jù)該摩擦阻尼性能對彈性墊板的減振耗能特性的影響，開發(fā)出適用性更強的減振產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及測試彈性墊板摩擦阻尼性能的方法、裝置及測試設(shè)備。

背景技術(shù)

鐵路扣件彈性墊板是鐵路扣件系統(tǒng)的重要組成部分，提供了扣件系統(tǒng)的剛度和阻尼，對緩沖輪軌沖擊、減弱振動傳遞起著至關(guān)重要的作用。彈性墊板本質(zhì)上屬于橡膠類高分子聚合材料，由一條條分子鏈聚合而成的，分子鏈又包含鏈段和鏈節(jié)等，能在大的形變下迅速而有力恢復(fù)其形變，并消耗一定的能量，體現(xiàn)出較強的彈性和阻尼。隨著科技的發(fā)展，常在橡膠內(nèi)加入一些填充劑以改善橡膠的力學(xué)性能。在外力作用，橡膠材料大分子鏈的鍵角、鍵長、基團、鏈節(jié)、鏈段等各個運動單元沿著作用力方向變形消耗機械能，表現(xiàn)出粘彈性阻尼效應(yīng)。同時，分子鏈與分子鏈、分子鏈與填充料之間也存在著相互摩擦作用，體現(xiàn)出摩擦阻尼效應(yīng)。這兩種阻尼性能的形成與作用機制完全不同，影響因素也不盡相同。其中，粘彈性阻尼主要與外力加載頻率和材料所處環(huán)境溫度有關(guān)，摩擦阻尼主要與外力加載的幅值、材料變形大小有關(guān)。要想準(zhǔn)確研究彈性墊板的減振耗能特性進而開發(fā)出適用性更強的減振產(chǎn)品，就需要對這兩種阻尼性能分別進行測試與表征。但是，現(xiàn)有測試方法或裝置(如，大型加載設(shè)備、動態(tài)力學(xué)分析儀等)主要測試彈性墊板的粘彈阻尼+摩擦阻尼的綜合阻尼性能，難以直接獲得彈性墊板的摩擦阻尼性能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種測試彈性墊板摩擦阻尼性能的方法、裝置及測試設(shè)備，以有效地改善上述問題。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種測試彈性墊板摩擦阻尼性能的方法，包括：對彈性墊板進行預(yù)加載，以消除所述彈性墊板的馬林斯效應(yīng)；對所述彈性墊板的預(yù)設(shè)測試點中的每個測試點進行靜力加載，獲得每個測試點在該靜力作用下的形變位移，根據(jù)獲得的形變位移獲得所述彈性墊板的彈性恢復(fù)力與位移的第一曲線；對所述彈性墊板進行周期性加載，獲得所述彈性墊板在被施加周期性作用力的情況下的形變位移，根據(jù)所獲得的形變位移獲得所述彈性墊板的彈性恢復(fù)力和摩擦力的合力與位移的第二曲線；根據(jù)所述第一曲線和所述第二曲線，獲得所述彈性墊板的摩擦力與位移的第三曲線。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種測試彈性墊板摩擦阻尼性能的裝置，包括：加載單元，用于對彈性墊板進行預(yù)加載、對所述彈性墊板的預(yù)設(shè)測試點中的每個測試點進行靜力加載以及對所述彈性墊板進行周期性加載。第一獲取單元，用于獲得每個測試點在該靜力作用下的形變位移，根據(jù)獲得的形變位移獲得所述彈性墊板的彈性恢復(fù)力與位移的第一曲線。第二獲取單元，用于獲得所述彈性墊板在被施加周期性作用力的情況下的形變位移，根據(jù)所獲得的形變位移獲得所述彈性墊板的彈性恢復(fù)力和摩擦力的合力與位移的第二曲線。第三獲取單元，用于根據(jù)所述第一曲線和所述第二曲線，獲得所述彈性墊板的摩擦力與位移的第三曲線。

第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種測試設(shè)備，應(yīng)用于上述方法，所述設(shè)備包括：底座、加載裝置、支撐架和反力梁。所述支撐架的一端與所述底座連接，所述支撐架的另一端與所述反力梁連接。所述加載裝置設(shè)置于所述底座內(nèi)，其加載端置于所述底座外，與所述反力梁相對，對彈性墊板施加壓力時，該加載端與該彈性墊板接觸，該彈性墊板還與所述反力梁接觸，通過所述反力梁和所述加載端的相互擠壓而使該彈性墊板發(fā)生形變。所述加載裝置用于為所述彈性墊板施加作用力，以進行預(yù)加載、靜力加載和周期性加載。