Page 103 - 《橡塑技术与装备》2023年7期

测试与分析 彭立群 等·轨道交通橡胶弹性元件疲劳性能试验设计及应用

是始终承受径向拉压载荷、扭转和偏转角度，虽然装 胶弹簧压剪疲劳试验，其中垂向预载通过螺栓和夹板
车位置不同，但试验设计原理和方式也是可通用的。 锁紧保持不变，通过垂向油缸对中间剪切板施加载位
移进行双向加载疲劳试验。这种方式结构简单，占用
资源小，但垂向只能实现位移锁定，类似于橡胶的应
力松弛试验，无法实现垂向保载的蠕变工况。

图 2 橡胶节点

2 试验
2.1 试验标准
橡胶弹性元件疲劳试验主要参照铁道行业标准
TB/T 2843—2015《机车车辆用橡胶弹性元件通用
技术条件》7.3.9 条款和附录 E、TB/T3545—2019 （a） (b)
《 机 车 悬 挂 装 置 橡 胶 件 》5.3.8 条 款、 国 际 标 准 ISO 图 4 定位移双向加载
22749—1:2021 《铁路应用橡胶悬挂部件第 1 部分 : 橡 定载荷双向加载 ：按结构分无框架式导柱式两导
胶弹性元件性能和试验方法》、 ISO 22749—2:2021 《铁 轨式种，分别如图 5(a）、 图 5(b) 和图 5(c) 所示，其
路应用 橡胶悬挂部件 第 2 部分 : 质量控制和批准程 中无框架式是指只设计一个水平滚动滑台安装于试验
序》、欧洲标准 EN13913—2003 《铁路车辆用弹性元 机中心位置，直接利用垂向和水平油缸分别施加压缩
件》7.3.1 条款和附录 B、日本工业标准《铁道机车车 和剪切载荷进行二维压剪试验，这种方式虽然实现了
辆橡胶减振器通则》8.2 条款。 垂向保载的功能，但是无法解决因水平加载导致垂向
2.2 橡胶弹簧试验方案 导柱承受偏载的不足，仅限于剪切刚度较小的疲劳试
2.2.1 单向疲劳试验 验，因此有必要优化改进。导柱式是指通过设计独立
单向加载 ：图 3(a) 和图 3(b) 是橡胶弹性垂向疲劳 导向框架安装弹性元件，利用导柱来消除因水平加载
试验和橡胶节点径向疲劳试验，试验通过设计专用工 产生的偏载，这种结构是一种模块化的通用试验工装，
装固定弹性元件安装端固定于试验机平台，对承载端 可同时满足锥形弹簧、V 型弹簧压剪切疲劳试验要求。
施加单一的垂向动载对橡胶垫进行疲劳试验，这种方 导轨式是指采用直线导轨摩擦力小的优点来代替导柱，
式结构简单，试验成本低，但无法施加横向载荷，也 达到减小垂向加载摩擦力，提高试验数据准确性。
是国内试验室目前最常的技术手段。

图 5 定载荷双向加载

2.2.3 三向疲劳试验
分滑台式、铰接式和框架式 3 种，其中滑台式适
（a） (b)
用于单件产品疲劳试验，铰接式和框架式适用于组对
图 3 单向加载
产品疲劳试验。
2.2.2 双向疲劳试验 滑台式 ：图 6 给出了一个橡胶弹簧单个三向加载
定位移双向加载 ：图 4(a) 和图 4(b) 是橡胶堆和橡

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