馬麗英

(中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)

1 原試驗平臺結構及存在的問題

軌道車輛車體強度試驗平臺主要包括立撐組成、底座組成、踏面組成、護欄組成、斜撐等結構，采用Q235-A鋼焊接而成。立撐組成落于車體試驗臺縱向梁支撐座上，用M30螺栓緊固，護欄高度約120mm。為防止寬車體與試驗平臺踏面干涉，踏面寬度設置為720mm，試驗平臺的承載能力約5t。

在車體強度垂向加載試驗中，試驗配重人員需將試驗砝碼從試驗平臺移到試驗車體內，按試驗要求放置于車內底架地板上，采集試驗數(shù)據(jù)后，再將試驗砝碼放回試驗平臺上，完成對試驗車體垂向加載試驗。在試驗配重人員搬運砝碼的過程中，試驗平臺端部與試驗車體側墻車門之間有約400mm的間隙(如圖1所示)，存在人員安全隱患和砝碼掉落碰傷試驗車體的情況。另外，原試驗平臺的承載能力不能滿足放置7t砝碼吊運的需求。

圖1 原試驗平臺

2 試驗平臺技術改進

針對以上問題，需對試驗平臺進行技術改進和結構優(yōu)化，同時增加試驗平臺的承載能力，消除存在的安全隱患。

2.1 技術方案

將試驗平臺的主承載結構橫梁方鋼由50mm×4mm改為80mm×5mm，試驗平臺高度提高100mm，平臺中部增加2處輔助支撐以增加垂向支撐能力，提高整個平臺的承載能力，達到可以承載7t試驗砝碼的要求。另外，在試驗平臺的下部增加可伸縮的小平臺，固定后，用于縮小與試驗車體間的縫隙，消除安全隱患。改進后的試驗平臺模型如圖2所示。

圖2 改進后平臺模型

2.2 可實現(xiàn)的功能

對試驗平臺進行升級改造，提升了安裝高度，在平臺下部增加手動推出裝置，實現(xiàn)試驗平臺的平移功能，可根據(jù)被試車體的寬度調節(jié)試驗平臺的伸出量，保證試驗平臺與車體的間隙小于20mm，避免人員踩空和砝碼掉落。同時，在試驗平臺內側增加護欄，在平臺吊裝過程中防止砝碼滑移掉落，節(jié)省了砝碼裝卸時間，降低了安全風險。

3 試驗平臺的承載能力校核

對垂向加載試驗平臺施加垂向載荷進行強度計算。根據(jù)試驗平臺的實際尺寸，建立1/2幾何模型。采用Hypermesh軟件的實體單元PSOLD進行網(wǎng)格劃分，包括104497個單元，有限元計算模型如圖3所示。

圖3 有限元計算模型

對試驗平臺單獨施加7t均布垂向載荷，模型中最大計算應力為168.8MPa，小于許用應力345MPa，安全系數(shù)為2.1。對試驗平臺和活動部分同時加載垂向載荷共同作用(試驗平臺施加7t均布垂向載荷，活動部分施加0.3t載荷)，模型中最大計算應力為185.6MPa，安全系數(shù)為1.86。模型輸出的計算應力小于所用材料的屈服極限，加載單元模塊結構強度滿足試驗要求，最大應力點位于立柱與橫梁的連接處。

4 試驗驗證

改造后的試驗平臺滿足7t砝碼堆放和吊運的要求，增加的伸縮機構對地鐵車體、動車組車體等不同車型具有間隙調節(jié)功能。試驗人員在作業(yè)中無踩空風險，也杜絕了人員站立不穩(wěn)等原因造成砝碼碰傷車體情況的發(fā)生。同時，增加的護欄在試驗平臺吊運過程中能夠固定砝碼，無需在吊運前后進行砝碼裝卸，滿足吊運安全需求。改進后的試驗平臺應用效果如圖4所示。

圖4 改進后平臺應用效果

5 結 論

改進后的試驗平臺通過強度校核和試驗驗證，證明其強度滿足試驗要求。改造后的試驗平臺已經(jīng)應用于多個車型試驗中，明顯改善了人員的作業(yè)環(huán)境，更便于吊運和人員作業(yè)，大大提高了試驗效率，達到了降本增效的目的。