日本工业规格jise7105

1、JIS E 7105-1989日本工业规格jis e 7105铁道车辆车体结构的静载荷试验方法E 7105 1989TestMethodsforStaticLoadofBodyStructuresofRailwayRollingStork1.适用范围本规范主要规定电气列车，内燃机车及客车的车体的强度、刚度的静载荷试验（以下称试验）方法。备注：此规范中带有的单位及数字，是用旧单位得来，记于此作为参考。2.试验的种类试验的种类如下：（1） 垂向载荷试验（2） 纵向压缩载荷试验（3） 扭转载荷试验（4） 3 点支承试验（5） 弯曲固有振动频率测定试验（6） 扭转固有振动频率测定试验（7） 气密强度试

2、验 （ 1）注（ 1） 仅适用于气密构造的车辆3.供试车体的状态 供试车体为台架，侧构体、端构体、顶部构体 (对应国内用的术语：底架、侧墙、司机室、顶棚译者 )等主要构体和其他对车体强度、刚度有影响的部件，处于装配状态。但对于气密强度试验 2.(7) ，为使测量中气密室内部全体维持同一规定压力， 要使用正规部件和密封材料， 使开口部处于密封状态。引用规范 ： JIS B7505布尔登压力计JIS B7516金属制直尺JIS E4001铁道车辆术语JIS E4208铁道车辆用转向架的载荷试验方法JIS Z2273金属材料的疲劳试验方法通则4试验方法4.1 测量项目 各类试验的测量项目如表 1 所

3、示表 1 测量项目试验种类测量项目应力 位移量振动频率试验载荷试验压力1JIS E 7105-1989垂向载荷试验纵向压缩载荷试验扭转载荷试验3 点支承试验弯曲固有振动频率测定试验扭转固有振动频率测定试验气密强度试验4.2 测量仪器 各测量项目的计测器的一例如表2 所示：表 2 测量仪器（一例）测量项目测量仪器应力应变仪位移量位移计， JISB7516（金属制直尺）中规定的金属直尺振动频率应变仪，位移计，加速度计试验载荷荷载传感器试验压力JISB7505（布尔登管压力计）中规定的压力计，压力表备注：应变仪的使用方法，是由JISE4208（铁道车辆用转向架的载荷试验方法）的 3.3 应变仪的使用

4、方法 所规定的。4.3 测点的选择方法 测点的选择方法如下（1）应力的测点应力的测点如下：（ a） 强度计算的结果预测发生高应力的部分。（ b） 形状及断面的急变化部分、焊缝等可以预测的应力集中的部分。（ c） 制作车体时，对焊接，加工等需要注意的部分。（2）位移量的测定点位移量的测定点如下所示：（ 2）（ 2.1）车辆沿着纵向的垂直位移量（ a） 车体支撑点。有明确的承载载荷作用点时，为这个点。（ b） 车门的开口部的两端等，车体的变形模式为折曲线点。（ c） 用可以观测变形模式的距离规定出大致的等距离的点。注 （2）也称挠曲量度（2.2）车辆断面的位移量（ 3）形状及断面的突然变化的部分等

5、， 对车体机能有影响的点。注（ 3）也称变形量（3）振动频率的测定点振动频率的测点为最能明确地表现出固有频率的点。2JIS E 7105-19894.4 试验载荷 试验载荷如表 3 所示。表 3 试验载荷试验和种类试验载荷的大小（ 4）+最大乘车人员产生垂向载荷试验运行整备状态下车体质量产生的载荷的载荷 （ 5） a(6)（车体质量试验机质量）产生的载荷电气列车，内燃机车及有紧锁0.49MN 50tf(7)式自动车钩的客车压缩有轨电车 （ 8）0.29MN 30tf(7)纵向压缩载荷试验载荷车钩是紧锁式自动车钩以外的0.98MN 100tf(7)客车新干线列车垂向空车状态下车体质量 （车体质量

6、试验机质量） 载荷产生的载荷扭转载荷试验0.039MNm4tf m空车状态下的车体质量（车体质量试验机质量） 产生3 点支撑试验的载荷弯曲固有振动频率测定试验可能产生激振的载荷扭转固有振动频率测定试验（4）注（运行整备质量转向架质量）产生的载荷。（5）最大乘车人员为： 乘务员的人数、 座席的定员数及最大站席人员数 （座席前沿宽为 100mm 以外的客室地面中， 能保证有效宽为 300mm 以上，有效高为 1800mm 以上的地面面积再除以 0.1m2 所得值。）的合计。但不设站席的车辆，上面的 0.1m2 换成 0.2m2。禁止超员的车辆，乘客定员与乘务员的人数的合计为最大乘车人数。平均每人的

7、质量取为60kg。（ 6） 表示上下振动加速度的系数，枕簧、盘簧为1.3，气簧为 1.1。（ 7） 运行条件等特殊的情况下，由厂商与用户协议决定。（ 8） 车体、发动机及其他主要机器，多为车用部件的小型内燃机动力车。备注：“运行整备状态”及“空车状态”术语的意思，按 JISE4001（铁道车辆用语）的规定。4.5 试验压力气密强度试验中的试验压力，按如下算式计算：P 380 ( V )2 20 9.80665200式中P试验压力（ Pa）3JIS E 7105-1989V 最高运行速度（ km/h）4.6 构体的支承方法及试验载荷的负载方法4.6.1 垂向载荷试验垂向载荷试验如下：（1）车体的

8、支承方法车体的支承方法为：在由转向架支承的部位上支承车体，其承载件如下所示。（a） 气簧与车体直接联结的车辆，暂定为气簧。（b） 盘簧与车体直接联结的车辆，暂定为盘簧。（ c） 用心盘支撑的车辆，暂定为心盘或旁承。车体支承方法的示例如 图 1 所示车 体试验载荷支撑块 (9)U形上部滚珠盘平形上部滚珠盘V形下部滚珠盘载荷传感器 (10)平形下部滚珠盘支撑台图 1 垂向载荷试验时车体的支撑方法（ 9）注 （ a）（ c）的任何一种（10）试验载荷的传感器。但是，预先测定了承受的载荷时，可以省略。（2）试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法：(a) 使用油压、气袋、水箱、砂袋、铁块或铸造用铁锭的任

9、何一种方法，使试验载荷为垂直方向加载。(b) 假定加载平均分布在面上。但是必要时，某一部位加集中载荷。4.6.2 纵向压缩载荷试验纵向压缩载荷试验如下：（1）车体支承方法车体的支承方法如4.6.1(1)图 1 所示。图 1 所示的平面上部滚珠盘及平面下部滚珠盘用于压缩载荷的承载端。4JIS E 7105-1989（2）试验载荷的加载方法试验载荷的负载方法如下：(a)试验载荷为液压千斤顶产生的压缩载荷，(b)在车体的联结部位，安上试验用推杆，从车体的一边用液压千斤顶加载。(c) 沿铅垂方向，按 4.6.1（2）中规定的方法， 表 3 规定的垂向载荷加载。牵引杆反力桁反力桁车体试验载荷试验用推杆牵

10、引杆试验用推杆液压千斤顶球面座球面座（ 11）载荷传感器图 2 纵向压缩试验时载荷的加载方法（一例 ）注：（ 11） 用压力计测量试验载荷时，试验载荷传感器可以省略。4.6.3 扭转试验扭转试验如下：(1) 车体的支承方法 由支承台支撑车体一端的车身承梁的中心线上的两（ 12）处 ，用固定梁固定， 或在支撑点附近加载载荷并固定， 车体另一端的车身承梁的中心位置通过扭力梁， 用支承或小直径滚珠的支承台来支承。注（12） 具有与车体直接的气簧或盘簧的车辆，为气簧或盘簧的位置。用心盘支承的车辆，在旁承部位。图 3 所示是车体的支承方法的例子。5JIS E 7105-1989固定螺栓固定梁扭力梁出入口

11、载荷传感器支承台液压千斤顶固定梁试验载荷固定螺栓扭力梁液压千斤顶载荷传感器液压千斤顶支承台试验载荷支承台载荷传感器刃形支承图 3 扭转载荷试验时车体的支承方法及试验载荷的加载方法(2) 试验载荷的加载方法试验载荷的加载方法如 图 3 的例子所示， 只有由力偶产生的扭矩加在车体上。4.6.43 点支承试验 3 点支承试验如下：（1） 车体的支承方法 车体的支承方法是： 用带有顶点的球面座或球形体的载荷传感器把车身承梁附近的千斤顶受力部的4 处水平地顶起。 在其4 点中的 1 点的载荷传感器下设置千斤顶。图 4 所示为车体的支撑方法的一例。（2） 试验载荷的加载方法试验载荷的假加载方法如下：（a）

12、 试验载荷量由 4.6.1（2）(a)的方法确定。（b） 车体 4 支承点中，将设置了液压千斤顶的那一处支承点降下来,使成 3 点支承。6JIS E 7105-1989车体前后车体试验载荷试验载荷载荷传感器载荷传感器支承台液压千斤顶图 43 点支撑试验时车体的支撑方法4.6.5 弯曲固有振动频率测定试验弯曲固有振动频率测定试验如下：（1）车体支承方法 车体的支承方法，用同4.6.1（1）的支撑及方法。（2）试验载荷的加载方法试验载荷的加载方法如下： 或者在车体中央部的下面加载，通过瞬时取消加载的方式使车体产生自由振动，或者使用强制加振的方法。图 5 所示为试验载荷的负载方法的示例。车体分离装置

13、支承台支承台重物试验载荷图 5 弯曲固有振动频率测定试验的试验载荷的负载方法4.6.6 扭转固有振动频率测定试验扭转固有振动频率测定试验如下：（1） 车体的支承方法 车体的支承状态为把4.6.3（1）的图 3 中固定螺栓及固定梁除去的状态。7JIS E 7105-1989（2） 试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法是在扭力梁的一端加载荷，瞬间将加载去除，使车体产生自由振动，或者使用强制加振。图6 所示是扭转固有振动频率试验载荷的加载方法的示例。车体扭力梁分离装置刃形支承重物支撑台试验载荷图 6 扭转固有振动频率测定时试验载荷的加载方法4.6.7 气密强度试验 气密强度试验如下：（1） 车体的

14、支承方法 车体的支承方法是在车体的车身承梁部位的4 处用支承台支承。（2） 试验压力的加载方法 试验压力的加载方法是在供试车体上设置入气口，送入压缩空气。5试验结果的评定法 试验结果的评定法如下：（1） 关于垂向载荷试验，将垂向载荷试验得到的应力值，换算成与运行整备状态时的车体质量产生的载重（ 4） +最大乘车人员的质量产生的载重（ 5） a(6)值相当的负载时所对应的应力值，这个值必须小于材料的拉伸屈服点。（2） 关于纵向压缩载荷试验，下面(a)和（ b）的值相加后的值必须小于材8JIS E 7105-1989料的拉伸屈服点。（a） 按表 3 规定的压缩载荷而得到的应力值。（b） 将垂向载荷

15、试验求得的应力值换算成垂向载荷 (相当于运行整备状态时的车体质量产生的载重） a（ 6） 时而求得的应力值。（3） 关于扭转载荷试验， 表 3 中规定的试验载荷对应的应力值必须小于材料的疲劳极限。（4） 关于扭 3 点支承试验，不得产生永久变形及塑性屈曲。（5） 关于气密强度试验， 4.5 中规定的试验压力对应的应力值必须小于由负荷频度决定的时间强度（ 13）。注（ 13） 由 JISZ2273（金属材料的疲劳试验方法通则） 中 2.2.13 时间强度规定确定。9JIS E 7105-1989JISE71051989铁道车辆车体的静载试验方法说明 . 前言 近年来，伴随着铁道车辆的速度提高，在

16、谋求铁道车辆的基本构造部分的车体轻量化的同时， 确保车体必要的强度， 确保车辆的安全和乘坐的舒适成为一个更加重要的课题。 于是，关于测定铁道车辆的车体各部的应力， 位移量等的试验方法及评价法，作为“铁道车辆车体的静载试验方法” ，有必要将其规范化、统一化。因此制定了这 JIS 。 . 制定的过程 本规范是昭和 62 年社团法人日本铁道车辆工业会设置的“铁道车辆车体的载荷试验方法 JIS 原案起草委员会”从昭和 62 年 9 月 29 日的第 1回至昭和 63 年 1 月 25 日的第 7 回审议，完成了 JIS 原案。在此基础上，经日本工业标准调查会的审议，于平成元年2 月 22 日制定而成。

17、 . 规范文本的解说对于认为有必要的事项逐条解说如下：1. 适用范围 对于构造上包含了特殊试验的机车头，在进行与该规范相应的试验时，可以采用该规范。2. 试验的种类 在试验的种类上有静态试验与动态试验， 而动态试验中包含了走行试验等，因此试验方法、 试验项目常常可能因当时的状况而变化， 而且有时会看成是静态试验的延伸，所以本规格仅限于静载荷试验。所谓气密构体的车辆是指，车辆在高速行驶时，车外的压力变化影响列车内的压力，为使乘客不产生过度的耳鸣等不适感， 采取防止措施的车辆。 例如新干线列车属于这类车辆。3. 供试车体的状态 气密强度试验时使用的密封材料是为防止漏气而设置的， 它不能影响车体的强

18、度。4. 试验方法4.1 测试项目 测试项目中关于位移量， 有意见认为应与挠度与变形量区别， 但本规定中术语全部统一为位移量，尤其是混用亦不妨时，并记为“挠度”和“变形”。在 JISE4208（铁道车辆用台车的载荷试验方法）中统称为“挠度”。4.2 测量用具 关于测量用具除这里记述的以外， 如用钢琴线与直尺组合测量等10JIS E 7105-1989场合，有可能使用的测量用具不一样，因此举例的测量用具仅是举例而已。4.4 试验载荷 试验载荷是基于以下考虑：（1） 对于纵向压缩载荷试验的压缩载荷，特别是民营铁道车辆有时使用条件极大不同， 因不能全部作统一规定， 所以做成本书注 （ 7） 所示那样

19、的规定。（2） 扭转及弯曲固有振动频率测定试验中，加载试验载荷的作用是使供试车体产生激振，所以只写“能产生激振的载荷” ，而没有特别规定数值。（3） 关于最大站席数的考虑方法，如本书注 （ 5） 中的规定那样， 原则上采用地板面积除以0.1m2 所得数值。但是，按这种计算用于新干线的话，在本没有设置立席的车辆如新干线列车，特急列车等上面采用时，与负荷载荷定为定员的2 倍相比，试验载荷大大增加，这不符合实际情况。因此，如果是没有设置立席的车辆，把0.1m2 换成 0.2m2。又如游行车辆等禁止超员的车辆，旅客定员与乘务员人数之和为最大乘车人员。4.5 试验压力 气密强度试验中的试验压力，规定为列

20、车以最高速度驶入隧道时受到的最大压力，这个最大值因隧道横截面积、车辆的横截面积、列车的速度、与对面列车有无错车等情况而不同。本书中的算式，是确定横截面积相当于东海道新干线0 系列车车辆截面积的车辆， 驶入横截面积相当于东海道区间隧道横截面积的隧道时最大压力的算式。这个数值比较苛刻，作为强度试验的条件也是妥当的。举例：最高运行速度200km/h 的试验压力，定为3923Pa 400mmAq235km/h 的试验压力为 5345Pa545mmAq。4.6.3 （ 2）试验载荷的加载方法扭转载荷试验是测量当只有扭转力作用于车体时，车体各部分发生的应力及位移量的试验。因此，当其它载荷（例如垂向载荷）同

21、时作用时，测量结果会变化。此时本应在车体纵向的一端的两个支撑点上加上相等但方向相反的载荷（即力偶），以使上下方向没有载荷。当不能固定车辆时，车体会上浮，不能进行正规的试验，所以认为在支承点附近加载荷也不引起差异。4.6.4 （2）试验载荷的加载方法 关于 3 点支承试验时，或者说降下千斤顶位11JIS E 7105-1989置使其支承点离开车体，或者在其对角位置处让车体离开支承点，均成为3点支承状态。有时，介于这两者之间的中间状态，即近似于靠另一对角的 2 点支承的状态，也看作是 3 点支承。5. 试验结果的评价法（1） 垂向载荷试验 解说图是表示车体材料的疲劳极限图。这里 OA是牵引强度，O

22、B是交变疲劳极限， OC是拉伸屈服点。 OCD=45o时，四边形 OCDB的内部是安全领域。行驶时车体的上下振动加速度的系数a 是 1.1 或1.3 ，因此假定 DC上使 tan EOC=a-1的点 E 时，则由垂向载荷， 振动等引起的负载共同作用而产生的应力就在OE线上。当试验结果的最大应力是拉伸屈服点时， FC=FE，这时与 OA的最大静负载 1-a 相当的振动加载的应力 EF 就成反复叠加状态。 因此，通过把最大应力作为拉伸屈服点或小于负荷能力承载容量，此评价法就成了也考虑到动的因素的评价法。变 B动D应力的振E幅O平均应力FCA疲劳极限图（2） 纵向压缩载荷试验 本书中的规定用算式表示如下：1 2P1 材料的拉伸屈服点P2这里， 1纵向压缩载荷试验得到的应力值2 垂向载荷试验得到的应力值P1与（运行整备状态时车体质量产生的自重）a（振动系数）相当的垂向载荷12JIS E 7105-1989P2（运行整备状态时的车体质量产生的自重最大载荷）a（振动系数）（车体质量试验器材质量）产生的载荷（3） 扭转载荷试验 关于反复加载的扭转载荷与垂向静载荷的重叠，由于很少只加载规定的扭转载荷，同时根据经验行驶时车体的上下振动加速度系数 a 中常常包含扭转成