文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
基于轮载有限元检测法的动态称重方法研究
姓名:刘莉
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:李鸿
20070418
要摘本文通过研究和总结当前国内外车辆动态称重的现状,分析当前车辆动态称重技术的成果与不足,提出了基于轮载有限元检测法的动态称重方法。由于动态称重是通过检测行驶车辆轮胎对地压力来估算车辆静态载荷的,系统检测装置的不同将直接决定系统的称重算法,同时也在很大程度上影响着系统的误差与精度,因此,构建一个简单合理的检测机构是本课题要研究的重点与难通过对运动车辆模型、车辆振动理论及车辆动力荷载等车辆动态理论的分析,依据动量定理和有限元理论结构离散化的思想,本文提出了轮载有限元检测法。轮载有限元检测是将多个测力单元按适当的矩阵分布,同一时刻分别测量各自所承担的压力,并计算相应的轮载分量,然后综合推算静态整车重量。为此,设计了主要由圆柱式力传感器和电容式位移传感器组合而成的轮载有限元传感器。根据传感器采集到的压力与位移信号,利用动量定理求解荷载分量所对应的车辆重量。力传感器的信号调理电路采用了恒电流源供电的全桥差动电路,有效地抑制了由于温度变化和电流不稳定所造成非线性误差。位移传感器的测量电路采用了运算放大器式电路,以保证输出电压与输入位移渚啾浠呈线性关系。疎动力学仿真实验结果表明,轮载有限元传感器具有良好的动态性能,满足车辆动态称重要求。基于轮载有限元检测法的车辆动态称重系统具有秤体结构小、过载能力强,动态性能好的特点。关键词:动态称重;超载;轮载有限元传感器;动力学仿真点。
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中彳呜幻莉日期:岬年工月≯作者签名:刻莉学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书瓤形长沙理工大学飙本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论丈的规定,同意本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存年解密后适用本授权书。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭年年,作者签名:和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢⒉槐C芡拧导师签日唬月多
“,普遍存在超重现象薄>莸鞑椋=ㄊ%的车辆存在超限和超重现象。在国内某些车道主干线以及主要承担大宗货物运输的公路上,货车超载率将近,。众所周知,车辆超重运输将给公路路面、桥梁等基础设施带来严重的危害与破坏。事实上早在年,美国各州公路工作者协会经试验研究就提出了反映汽车轴载质量与公路路面之间关系的著名的“四次方法则”“一,,如图所示。抵嵩赜牍仿访嫠鸹党潭鹊墓叵当车辆轴载小于路面设计最大轴载时,轴载大小与路面损坏程度呈线性关系,然而,:,:硕ㄖ嵩匾阅诔盗局嵩赜肼访嫠鸹党潭鹊谋壤凳由于超载车辆轴载远远高于公路与桥梁的设计承受荷载,致使公路路面严重裂缝、沉陷、断板、破碎,桥梁断裂,大大缩短了公路及桥梁的正常使用年限,不得不提前大中修。文献岬礁=ㄊ∩杓剖褂媚晗尬甑国道由于车辆的严重超载实际使用仅不到辍5偷燃堵访嫔踔猎诤芏淌奔淠谠獾狡苹怠N献岬剑憬≡昙洌虺卦耸湓斐騧嗦访妗万沥青路面非正常破损,道涵洞遭到破坏,产生危桥座,直接经济损失诙嘣#浣泳盟鹗岩怨懒俊8莞V菔泄肪痔峁┑氖荩V菹窒条国道,遭受超限运输困扰的就有ɡ锍ぁ=暌荒辏V菔泄肪志图”一
使公路运输陷入了“压价一超载一运力过剩一再超载”的恶性循环。正常使用投资多万元用于公路的修复,现在平均每年还须投入修复资金上千万元。《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》分别将汽车轴载与整车重量作了详细的规定,从而将汽车超载的概念从原来的单纯看总重扩展到车辆超负荷运行还将增加驾驶员的心理负担,加大操作难度,提高事故发生率、危及行车安全。实验表明:核定装载吨的东风汽车,载重分别为趾吨,紧急制动的直线距离则分别为缀譶,。而且,车辆的严重超载容易引起主轴断裂、刹车失灵、轮胎爆炸、车辆前重后轻驾驶不稳等问题,随时可能危及驾驶员和其他人员的安全,诱发严重的交通事故。年眨诔渝高速公路重庆段距重庆市主城公里处,辆汽车发生连环相撞事故,造成人死亡、人受