隨著地鐵列車的發(fā)展，車輛速度不斷提升，客室內(nèi)部空間不斷要求加大，為滿足高速轉(zhuǎn)向架1、2系懸掛裝置空間的需求，保證客室地板高度的統(tǒng)一及底架結(jié)構(gòu)的延續(xù)，減薄地板結(jié)構(gòu)已成為新的挑戰(zhàn)。泡沫鋁地板是一種新型薄地板，其有良好的隔聲和減噪性能。本次應(yīng)力測試試驗就是研究分析該新型地板能否滿足城軌地鐵車輛運營及反復(fù)的載荷變化要求。
試件情況及所需儀器
試驗樣件選取地鐵車輛門窗區(qū)之間的典型區(qū)域，兼顧實驗臺可容納面積，下部支撐同現(xiàn)車實際底架橫梁支撐。
應(yīng)力測試儀器采用聚航科技JHDY動態(tài)應(yīng)變儀，選擇64通道，配備采集軟件，在筆記本上實時顯示數(shù)據(jù)。
動應(yīng)力測試實驗條件
采用泡沫鋁地板安裝單元，地板及地板支撐座按北京昌平線地板結(jié)構(gòu)安裝，施加AW2狀態(tài)固定載荷，同時模擬乘客換乘工況，對泡沫鋁地板施加交變載荷。
AW2狀態(tài)試驗載荷依照城軌地鐵車輛合同中有關(guān)車輛載客能力的規(guī)定：
額定載客按6人/m2計算；超員載客按8人/m2計算；超客人均重量按60千克/人；靜載按6人/m2，動載按2人/m2變化。
在試驗同時，根據(jù)泡沫鋁地板的結(jié)構(gòu)特點及受力狀況，確定泡沫鋁地板可能出現(xiàn)較大應(yīng)力位置，在地板上增加6個測點，對于這些關(guān)鍵點采用電阻應(yīng)變方法進行應(yīng)力測試。考慮到每個應(yīng)力測點的主應(yīng)力方向不能*確定，所有測點均用0°、45°和90°三向應(yīng)變片。
疲勞測試實驗條件
泡沫鋁底板振動疲勞試驗條件為：負載按照AW2取值，激振條件為垂向0.33g振動幅度，激振頻率10HZ，200萬次。
疲勞載荷試驗次數(shù)：按照地鐵運營時間早6時起至晚23時結(jié)束，站間間隔5分鐘，兩次換乘作為一次載荷交變周期，則一日內(nèi)的載荷變化次數(shù)為：
（23-6）*60÷（5*2）=102次按照車輛主要結(jié)構(gòu)部件設(shè)計壽命為30年計算，30年地板承受交變載荷次數(shù)為：
30*365*102=1116900次
選取1.8的安全系數(shù)經(jīng)圓整后獲得疲勞載荷試驗次數(shù)為：
1116900*1.8=2010420≈200萬次
應(yīng)力測試過程
將壓載沙袋逐個放在泡沫鋁底板上，對試驗裝置激振，記錄各應(yīng)變測點自放置壓載沙袋到開始激振全過程動態(tài)應(yīng)變測量結(jié)果。分析各應(yīng)變測點記錄結(jié)果，*大動應(yīng)變出現(xiàn)在C點，為198.2με；*大動應(yīng)變變化幅值出現(xiàn)在F點，應(yīng)變變化幅度為111.3με。
結(jié)論
泡沫鋁地板是一種全新的結(jié)構(gòu)，進行了動應(yīng)力測試和疲勞測試，試驗后取用樣本，截斷后觀察截面狀態(tài)，并由地板中部、端部各取兩塊試件對面板、背板剝離，觀察泡沫鋁芯材狀態(tài)。
由此可見，200萬次疲勞試驗后，樣件泡沫鋁芯材無任何損壞現(xiàn)象。因此可以確定泡沫鋁可以滿足地鐵車輛的交變載荷工況的使用要求。
