本發(fā)明涉及檢測設備，具體涉及一種鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測裝置及檢測方法。

背景技術：

1、鋼軌接頭夾板是普速線路鋼軌的重要連接部件，通過與螺栓聯(lián)接副配合使用將鋼軌連接在一起，與鋼軌一樣承受彎矩和橫向力。據(jù)統(tǒng)計，我國鐵路線路上正在使用的鋼軌接頭夾板數(shù)量早已超過800萬塊,其使用壽命與使用安全性對整條線路的安全有著重要影響。而且，鐵路線路相關產品中除鋼軌接頭夾板外均有評價產品疲勞性能的檢測方法。

2、因此，需要提供一種鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測用裝置及檢測方法，可以模擬列車通過時夾板的受力情況，可以有效地評價夾板的疲勞性能。

技術實現(xiàn)思路

1、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測裝置，可模擬列車通過時鐵路鋼軌接頭夾板受力狀況，對鐵路鋼軌接頭夾板的疲勞性能進行有效地評價。具體技術方案如下：

2、一種鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測裝置，包括：

3、鋼軌接頭夾板連接接頭，其包括兩根鋼軌、兩個鋼軌接頭夾板和螺栓聯(lián)接副，兩根鋼軌呈左右相鄰布置且兩者之間形成有軌縫，該兩根鋼軌相對的前后兩側分別貼設一個所述鋼軌接頭夾板，兩個所述鋼軌接頭夾板與所述螺栓聯(lián)接副配合將該兩根鋼軌連接，該鋼軌接頭夾板連接接頭上位于中間位置處的包含所述鋼軌接頭夾板的區(qū)域為夾板區(qū)域，該鋼軌接頭夾板連接接頭上位于所述夾板區(qū)域的左右兩側分別為非夾板區(qū)域；

4、四套雙向壓頭工裝，每套所述雙向壓頭工裝均包括上壓部和下壓部，所述上壓部、所述下壓部呈上下相對布置且兩者為固定連接，所述上壓部與所述下壓部之間形成有供所述鋼軌接頭夾板連接接頭穿過的空間，所述上壓部朝向所述下壓部的一側設置有向下延伸的圓弧形上凸起，所述下壓部朝向所述上壓部的一側設置有向上延伸的圓弧形下凸起，所述圓弧形上凸起和所述圓弧形下凸起為上下相對布置且兩者均沿前后方向延伸，所述鋼軌接頭夾板連接接頭穿過每套所述雙向壓頭工裝的空間且均被每套所述雙向壓頭工裝相對應的圓弧形上凸起和圓弧形下凸起抵接壓緊，四套雙向壓頭工裝分別為第一雙向壓頭工裝、第二雙向壓頭工裝、第三雙向壓頭工裝和第四雙向壓頭工裝且其沿左右方向依次間隔分布，第二雙向壓頭工裝、第三雙向壓頭工裝均設置于所述夾板區(qū)域且兩者關于所述軌縫呈對稱布置，第一雙向壓頭工裝、第四雙向壓頭工裝均設置于非夾板區(qū)域且兩者關于所述軌縫呈對稱布置；

5、兩個支座，其為第一支座和第二支座，所述第一支座位于所述第一雙向壓頭工裝的下方且兩者固定連接，所述第二支座位于所述第四雙向壓頭工裝的下方且兩者固定連接；

6、兩個電液伺服作動器，其為第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器，所述第一電液伺服作動器設置于所述第二雙向壓頭工裝的上方且其作用于該第二雙向壓頭工裝，所述第二電液伺服作動器設置于所述第三雙向壓頭工裝的上方且其作用于該第三雙向壓頭工裝；

7、控制器，其電連接所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器，該控制器內分別存儲有對應所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器的加載曲線使得該第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器按照相對應的加載曲線作用于相匹配的雙向壓頭工裝。

8、作為優(yōu)選，所述上壓部包括上壓板和上壓輥，所述上壓輥的軸線方向沿所述前后方向布置且其部分嵌設于所述上壓板的下表面，所述下壓部包括下壓板和下壓棍，所述下壓輥的軸線方向沿所述前后方向布置且其部分嵌設于所述下壓板的上表面，所述上壓板和所述下壓板上相對的四個角落處均設置一貫穿兩者的螺桿能夠將所述上壓板和所述下壓板固定連接。

9、作為優(yōu)選，所述螺栓聯(lián)接副包含六根螺栓及配套螺母和彈簧墊圈。

10、作為優(yōu)選，所述第一支座和第二支座之間的間距為1400mm。

11、作為優(yōu)選，所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器的間距為400mm。

12、作為優(yōu)選，所述控制器包括用于形成對應所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器的加載曲線的加載曲線形成單元，其電連接實際工況仿真計算模型單元和實驗工裝仿真計算模型單元：

13、實際工況仿真計算模型單元，用于模擬鋼軌接頭夾板于實際工況下的受力仿真計算并給出實際工況計算結果，其包括兩根第一仿真鋼軌、兩個車輪、兩個第一仿真鋼軌接頭夾板、六組第一仿真螺栓聯(lián)接副和十塊橡膠墊板，所述兩個第一仿真鋼軌接頭夾板按照實際工況由所述六組第一仿真螺栓聯(lián)接副固定安裝于對接的兩根第一仿真鋼軌的軌腰位置，軌縫為8mm，所述十塊橡膠墊板間隔均勻位于所述兩根第一仿真鋼軌的底部且彼此之間的間距為700mm，所述兩個車輪均為半徑420mm的圓環(huán)，該兩個車輪關于所述軌縫呈對稱分布且兩者之間的距離為1800mm，第一仿真鋼軌、車輪、第一仿真鋼軌接頭夾板、第一仿真螺栓聯(lián)接副、橡膠墊板的材料均采用線彈性模型，第一仿真鋼軌、車輪、第一仿真鋼軌接頭夾板、第一仿真螺栓聯(lián)接副：彈性模量為210gpa、泊松比為0.29、密度為7800kg/m3；橡膠墊板：彈性模量為80mpa，泊松比為0；第一仿真螺栓聯(lián)接副的預緊力為700n·m的扭矩，換算為螺栓預緊力127kn，單個車輪的中心施加重力為127.4kn，車輪轉動角速度為80rad/s，所有的接觸面均設置為硬接觸，摩擦系數(shù)為0.2，約束第一仿真鋼軌非接頭端面只能沿第一仿真鋼軌橫向轉動、車輪只能沿軸向轉動、橡膠墊板于底部各方向位移；

14、實驗工裝仿真計算模型單元，用于模擬所述鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測裝置的受力仿真計算并給出實際工裝計算結果，其包括兩根第二仿真鋼軌、兩個第二仿真鋼軌接頭夾板、六組第二仿真螺栓聯(lián)接副、八個圓柱輥子，該八個圓柱輥子分別對應所述四套雙向壓頭工裝中的四根上壓輥和四根下壓輥，該八個圓柱輥子中位于上方的四個由左往右依次為一號輥子、二號輥子、三號輥子和四號輥子，該八個圓柱輥子中位于下方的四個由左往右依次為五號輥子、六號輥子、七號輥子和八號輥子，一號輥子和五號輥子為上下對應布置，二號輥子和六號輥子為上下對應布置，三號輥子和七號輥子為上下對應布置，四號輥子和八號輥子為上下對應布置，兩個第二仿真鋼軌接頭夾板由六組第二仿真螺栓聯(lián)接副固定安裝于對接的兩根第二仿真鋼軌的軌腰位置，軌縫為8mm，第二仿真鋼軌、第二仿真鋼軌接頭夾板、第二仿真螺栓聯(lián)接副的材料參數(shù)、邊界條件、接觸條件均與實際工況仿真計算模型單元的第一仿真鋼軌、第一仿真鋼軌接頭夾板、第一仿真螺栓聯(lián)接副一致，一號輥子與四號輥子的間距為1400mm，二號輥子與三號輥子的間距為400mm，該八個圓柱輥子采用線彈性模型，彈性模量為210gpa，泊松比為0.29，密度為7800kg/m3，二號輥子和六號輥子、三號輥子和七號輥子之間采用mpc連接進行相對位置約束能夠使得軸向轉動與垂向位移、其余自由度完全約束，一號輥子、四號輥子、五號輥子、八號輥子設置為僅允許軸向轉動、其余自由度完全約束，二號輥子與六號輥子模擬所述第一電液伺服作動器對左側的第二仿真鋼軌進行加載，三號輥子與七號輥子模擬所述第二電液伺服作動器對右側的第二仿真鋼軌進行加載，得出若干組實際工裝計算結果；

15、加載曲線形成單元執(zhí)行如下：該若干組實際工裝計算結果比較所述實際工況計算結果，選出相匹配對應所述實際工況計算結果的最終實際工裝計算結果，進而確定得到該最終實際工裝計算結果時二號輥子與六號輥子加載的力、三號輥子與七號輥子加載的力，二號輥子與六號輥子加載的力為對應所述第一電液伺服作動器的加載曲線，三號輥子與七號輥子加載的力為對應所述第二電液伺服作動器的加載曲線。

16、作為優(yōu)選，所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器均通過一球鉸連接相對應的所述雙向壓頭工裝。

17、作為優(yōu)選，還包括鑄鐵平臺，所述第一支座和第二支座均固定安裝至所述鑄鐵平臺上，還包括固定安裝至所述鑄鐵平臺上的龍門架，該龍門架的橫梁部分懸掛所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器。

18、作為優(yōu)選，所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器的額定載荷均為250kn、精度均為1級。

19、所提供的該鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測裝置，具有如下技術效果：

20、第一、第二電液伺服作動器可實現(xiàn)拉、壓雙向協(xié)調加載，載荷精度高，可模擬鋼軌接頭夾板在列車通過時的實際受力情況，可以有效地檢測鋼軌接頭夾板的疲勞性能，并能夠更加直觀地觀察出鋼軌接頭夾板是否有損壞。

21、其中，第一支座位于第一雙向壓頭工裝的下方且兩者固定連接，第二支座位于第四雙向壓頭工裝的下方且兩者固定連接；兩頭的雙向壓頭工裝安裝于相應的支座上，可提供作用于鋼軌接頭夾板連接接頭上的向上和向下的約束力。即，雙向壓頭的作用模擬了線路上軌枕和扣件系統(tǒng)的作用，一方面保證了鋼軌接頭夾板在受到拉、壓作用力的時候鋼軌不會發(fā)生向上、向下的位移，另一方面不會約束鋼軌沿長度方向的變形，從而使第一、第二電液伺服作動器所施加的載荷有效傳遞至鋼軌接頭夾板。

22、本發(fā)明還提供一種采用上述所述的鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能檢測裝置對鐵路鋼軌接頭夾板疲勞性能的檢測方法，包括如下步驟：

23、啟動所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器，控制器提供對應所述第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器的加載曲線使得該第一電液伺服作動器和第二電液伺服作動器按照相對應的加載曲線作用于相匹配的雙向壓頭工裝，模擬列車通過時鋼軌接頭夾板的受力情況；

24、加載結束后，觀察鋼軌接頭夾板是否有損壞。

25、該檢測方法具有同上的技術效果。