w日本车体试验方法及标准
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铁道车辆构体的负载试验方法
1. 适用范围 本标准主要是在确认电车、内燃动车及客车构体强度、刚性等时静载荷试验（以下称试验）的方法所作的规定。
备注 本标准中在{}内表示的单位和数值，是按照原有单位、作为参考同时列出的。
2. 试验种类 试验种类如下：
（1） 垂直负载试验
（2） 车端压缩载重试验
（3） 扭曲载重试验
（4） 3点支撑试验
（5） 弯曲固有振动数测量试验
（6） 扭曲固有振动数测量试验
（7） 气密强度试验
注释（1）仅适用于具有气密性结构的车辆
3．供试构体的状态 供试构体包括转向架构架、侧构体、端构体、屋顶构体等组成的主构体并保持组装着的其他对强度、刚度等有影响的构件的状态。但是对于气密性试验[2.（7.）]，为了保证测试中的整个气密室维持同一测试压力，使用正规的零件或封闭用材料，使开口部处于密封状态。
4．试验方法
4.1 测试项目 对于各种试验的测试项目如表1所示。
表1 测试项目
试验的种类 测试项目
应力 变位量 振动数 试验载荷 试验压力
垂直载荷试验 ○ ○ ○
车端压缩载荷试验 ○ ○ ○
扭曲载荷试验 ○ ○ ○
3点支撑试验 ○ ○ ○
弯曲固有振动频率测量试验 ○
扭曲固有振动频率测量试验 ○
气密强度试验 ○ ○ ○
4.2 测量仪器 对各测试项目的计量仪器一例如表2所示。
表2 测量仪器（一例）
测试项目 计量仪
应力 应变仪
变位量 变位仪，JIS B 7516金属直尺中所规定的金属直尺。
振动频率 应变仪，变位仪，加速度仪
试验载荷 载荷盒
试验压力 JIS B 7505（弹性金属管式压力计）中所规定的压力计，压力表
备注 应变仪的使用方法按照JIS E 4208（铁道车辆转向架的载荷试验方法）的3.3应变仪的使用方法中的规定。
4.3 测试点的选择方法 测试点的选择、如下所示
（１）应力测试点 应力测试点如下：
（a） 强度计算结果，预计会产生高应力的部分。
（b） 形状及断面的突变部分，焊缝止端等预计将产生应力集中的部分。
（c） 在制作构体时，在焊接和加工等当中应当注意的部分。
（２）变位量的测试点 变位量的测试点如下：
（２.１）车辆长度方向的垂直方向变位量（２） E 7105-1989
批准
编制 （a） 构体支撑点。 但是当有明确的载荷作用点时即为该点。
（b） 在出入口的开口部的两端等，构体的变形模式成为变曲点的点。
（c） 在变形状态能够观测到的间距上，差移为等间距的点。
注（２）也称作绕曲量
（２.２）在车辆断面内的变位量（３）形状及断面的突变部分等，对构体功能产生影响的点。
注（３）也称作变形量
（３）振动频率的测试点 振动频率的测试点是固有状态表现最为明显的点。
４.４ 试验载荷 试验载荷如表３所示。
表３ 试验载荷
试验的种类 试验载荷的大小
垂直载荷试验 ［运行整备状态时的构体重量引起的载荷（４）＋最大乘车人员的重量引起的载荷（５）］Ｘa（５）-(构体重量＋试验机材质量)引起的载荷
车端压缩载荷试验 压缩载荷 电车、内燃动车及具有贴合式自动连接器的客车 0.49MN{50tf}（7）
轨道汽车（４） 0.29MN{30tf}（7）
具有密贴式自动连接器以外的其他连接器的客车 0.98MN{100tf}（7）
新干线电车
垂直载荷 ［空车状态时车体重量－（构体重量＋试验机材料重量）］引起的载荷
扭曲载荷试验 0.039MN.m{4tf.m}
３点支撑试验 ［空车状态时的车体重量－（构体重量＋试验机材料重量）］引起的载荷
弯曲固有振动频率测量试验
扭曲固有振动频率测量试验 可能激振的负载载重
注（４）（运行整备重量－转向架重量）引起的载荷
（５）最大乘车人员为乘务人员、座位定员及最大站位乘车人员（除掉沿着座位前沿１００mm宽度的车厢地面中，确保有效宽度３００mm以上及有效高度１８００mm的地面面积除以０.１mm所得的数值）的合计。但对于未设站位定员的车辆上述0.1m²改为0.2m²。另外不办理超定员乘车的车辆，将旅客定员和乘务员的人数总和作为最大乘车人员。另外，每人重量为60kg。
（６）表达上下振动加速度的系数 当枕弹簧为卷弹簧时取１.３，空气弹簧的取１.１。
（７）有关行车条件等特殊时，按交接当事人间达成的协议确定。
（８）在构体、发动机和其他主要机器中采用很多汽车用零件的小型内燃机车。
备注 “运行整备状态”及“空车状态”的用语含义按ＪＩＳ Ｅ ４００１（铁道车辆用语）的规定。
４.５ 试验压力 在气密强度试验中的试验压力按以下计算公式计算。
式中，Ｐ：试验压力（Ｐa）
V：最高行车速度（km/h）
4.6 构体的支撑方法及试验载荷的载荷方法
4.6.1垂直载荷试验 垂直载荷试验如下：
（1） 构体支撑方法是用转向架支撑部位支撑车体，其支撑件如下：
（a） 具有与车体直接连接的空气弹簧的车辆以临时的空气弹簧座。
（b） 在具有与车体直接连接的圆弹簧的车辆以临时的圆弹簧座。
（c） 用心盘支撑的车辆以临时的心盘或旁承。 图１表示了车体支撑方法的１例
图１垂直载荷试验中构体的支撑方法（一例）
注 （９）选取(a)~(c)中的任意一种
（１０）试验载荷的测量装置
但是在加载事先测过的载荷时也可省略。
（２）试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法如下：
（a） 试验载荷为使用液压、气囊和水箱、砂袋、铁块或铸造用生铁块之一种沿垂直方向加载。
（b） 加载为地板上等分布加载。但是在必要的情况下还可以在其部位上集中加载负荷。
６.２ 车端压缩载荷试验 车端压缩载荷试验按如下方法进行
（１）构体的支撑方法 有关构体的支撑方法请参照４.６.１（１）。但是，图１表示的平形上部滚动轴承和平形下滚动轴承用在试验负荷的加载测。
（２）试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法如下：
（a） 试验载荷为油压千斤顶的压缩负荷
（b） 在构体连接器的安装部安装模拟试验用的推杆，从构体的一侧用油压千斤顶加载。
（c） 在垂直方向用４.６.１（２）中规定的方法加载表3中规定的垂直载荷。
图２为试验载荷的加载方法一例。
图２车端压缩负荷试验中试验载荷的加载方法（一例）
注（１１）试验载荷的测量仪，但是，当用压力表测量试验载荷时可以省略。
４.６.３ 扭曲试验 扭曲试验如下：
（１） 构体支撑方法 构体的支撑方法是用支撑座支撑构体一侧的枕梁中心线上的２处（１２）。
用固定梁固定或在支撑点附近加载固定，在构体其他位置的枕梁中心位置介入扭曲梁，用有锐角或小直径辊子的支撑座支撑。
注（１２）在有与车体直接的空气弹簧或圆弹簧的车辆上选择空气弹簧或圆弹簧的位置。在用心盘支撑的车辆用旁承。
图3为构体支撑方法的一例
（２） 试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法如下所示，只有力偶的扭距加载于构体。
4.6.4. 3点支撑试验如下：
（１） 构体支撑方法 车 体
试验载荷
Ｕ形上漕滚动轴承
Ｖ形下漕滚动轴承 平形上部滚动轴承
平形下部滚动轴承 滚子
支撑座 载荷盒 支撑件
拉杆
载荷盒（11） 试验用推杆
液压千斤顶 拉杆 构体
球面座 反作用梁 反作用梁
试验用推杆
球面座 试验载荷 构体支撑方法：用顶点具备球面座或求的载荷盒水平支撑。其4支撑点之1的载荷盒下该是千斤顶。
图4表示构体支撑方法之一例。
（２） 试验载荷加载方法
试验载荷加载方法如下：
（a） 试验载荷按４.６.１（２）执行
（b） 在构体的４个支撑点中，降低设置了油压千斤顶的１个支撑点、作３点支撑。
４.６.５ 弯曲固有振动频率测量试验 弯曲固有振动频率测量试验按如下方法进行。
（１） 构体支撑方法 构体的支撑方法采用与４.６.１（１）相同的支撑座。
（２） 试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法是在构体中心部的下面加载。通过去除瞬间载荷使构体自由振动的方法或使用强制加振机的方法中的任何一种方法。
图５是试验载荷的加载方法一例
４.６.６ 扭曲固有振动频率试验方法 扭曲固有振动频率试验方法如下：
（１） 构体支撑方法 构体的支撑按图４.６.３（１）的图３，采取除取固定螺栓及固定梁的状态。
（２） 试验载荷的加载方法 试验载荷的加载方法是在扭曲梁的一端加载，通过去除瞬间载荷使构体自由振动的方法或使用强制加振机的方法中的任何一种方法。图６是试验载荷的加载方法一例。
４.６.７ 气密强度试验 气密强度试验如下：
（１） 构体支撑方法 构体的支撑方法是在构体枕梁部的４处用支撑台支撑。
（２） 试验压力的加载方法 试验压力的加载方法是在试验构体上设置取气口，送入压缩空气。
５. 试验结果的评价方法 试验结果的评价方法如下：
（１） 有关垂直载荷试验 将垂直载荷试验中得到的应力值换算成相当于［运行整备状态时的构体重量引起的载荷（４）＋最大乘车人员的重量引起的载荷（５）］Ｘa（５）的负载的对应值，该值必须小于材料的屈服点或耐力。
（２） 有关车端压缩载荷试验相加以下（a）和（b）, 必须小于材料的屈服点或耐力。
(a) 按照表３中规定的压缩载荷得到的应力值。
(b) 将通过垂直载荷试验得到的应力值换算成相当于（运转整备状态的时候的构体质量引起的载荷）X a(6)的垂直载荷。
（３） 关于扭曲试验，对应于表3中规定的试验负载的应力值应小于材料的疲劳强度。
（４） 在3点支撑试验中，应不发生永久变形及塑性失稳。
（５） 在气密性试验中，对应于4.5中规定试验压力的应力值必须在由负载频率确定的时间强度（13）以下。
注（13）按照JIS Z 2273（金属材料的疲劳试验方法通则）的2.2.13时间强度的规定。
