桥梁快速测试中的基于多传感器的车轮力测量

发布时间：2021-12-28 05:55

　　桥梁作为跨越河流或其他地理障碍的重要交通结构,为保障如此数量桥梁安全,对桥梁的性能评估具有重大的意义。冲击振动是结构健康监测的主要手段之一,其输入输出已知的优势相比于其他手段,可以对结构的深层参数进行识别。现阶段冲击振动为避免“停下激振”的局限性,一个理想的方式是直接利用车辆本身作为激励方式“边移动边激振”,即在正常行驶过程中对桥梁结构进行激励,从而方便快捷的进行桥梁冲击振动测试。因此轮胎作为车桥接触的唯一元件,竖向车轮力作为冲击振动的输入力,其精准识别在桥梁快速健康监测中具有重要作用。虽然现有的车轮力方法众多,但因传感器成本高昂等原因,无法运用于本论文所应用的桥梁快速测试理论中。本文提出了一种基于多传感器信息融合的智能轮胎竖向车轮力识别方法。相比于传统轮胎模型,该方法综合考虑了竖向变形、胎压以及转速等轮胎参数信息,并将其转化为一时间序列预测问题精确识别竖向车轮力。之后,设计了一个智能轮胎试验机,分别就轮胎的单参数单独影响和多参数耦合作用下与车轮力的关系设计了试验,验证了所提出的神经网络算法模型的有效性。本文的主要内容如下:（1）以轮胎的力学模型为基础,讨论各种轮胎的动力状态下的适用模... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于车轮冲击力的桥梁快速动力测试思路[24]

轮胎六分力传感器[25]

第二章轮胎力学分析11第二章轮胎力学分析本文主要目的为获得可以运用于桥梁快速测试中的竖向车轮力，以实现输入已知。要获得精准的竖向车轮力，确定合适的方法，这需要对轮胎基本特性有很好的了解。围绕着实验轮胎，本章简要介绍了充气轮胎的基本参数和结构特点，之后详细介绍了轮胎的力学特性和现有的轮胎力学模型。2.1充气轮胎概述充气轮胎是车辆的重要组成部分，其功能不仅仅是用于支撑整个车辆，同时与车辆的悬架元件共同作用，抑制由路面不平引起的振动与冲击；此外由车轴提供纵向力传递于轮胎上，实现加速、驱动和制动，为车辆提供转向并保证行驶稳定性。对轮胎的研究离不开对轮胎基本参数的了解，包括物理参数和力学参数。本小节以本论文中所用的轮胎为例，简要介绍了与研究有关的轮胎基本参数。（1）物理参数轮胎的物理参数是轮胎的几何尺寸和型号规格等。在汽车轮胎上都会有响应的标记参数，以本文中实验轮胎作为例，介绍轮胎的物理参数。轮胎的物理参数包括：胎面宽度A、轮胎断宽W、轮胎断高H、轮辋外径E、轮胎外径F、扁平比G等，其在轮胎上的位置如图2.1（a）所示。轮胎胎面宽度A是指当轮胎与地面刚刚接触，且轮胎不发生变形时，轮胎胎面与地面的接触长度即为A，此时，轮胎处于无负载状态，半径即为轮胎的外径F；而轮胎断宽W则是因为轮胎侧腔是外凸的椭圆体，其由上至下投影的宽度必然不等于其带束的宽度，这个投WAEFH图2.1轮胎示意图(a)物理参数;(b)结构组成.[63]胎面花纹带束层子午线帘布层内胶层胎侧（a）（b）

【参考文献】：
期刊论文
[1]BP神经网络在轮胎气压监测系统自学习匹配中的应用[J]. 王立强,王斌,王俊昌,戴希,韩宗奇.  汽车技术. 2018(05)
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[3]武汉长江大桥长期健康监测和安全评估系统研究[J]. 杜彦良,苏木标,刘玉红,王庆敏.  铁道学报. 2015(04)
[4]轮胎力和力矩建模、试验与仿真(续完)[J]. 沈筱亮,黄舸舸,危银涛.  轮胎工业. 2012(06)
[5]土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展[J]. 李宏男,高东伟,伊廷华.  力学进展. 2008(02)
[6]大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术研究[J]. 李惠,周文松,欧进萍,杨永顺.  土木工程学报. 2006(02)
[7]用锤击法和变时基技术进行黄河铁路桥的模态试验分析[J]. 沈松,应怀樵,雷速华,赵增欣.  振动工程学报. 2000(03)

博士论文
[1]基于深度学习的轮胎缺陷无损检测与分类技术研究[D]. 崔雪红.青岛科技大学 2018

硕士论文
[1]车轮冲击力测量与桥梁性能快速评估[D]. 陈钊.东南大学 2017
[2]基于加速度计的智能轮胎设计及轮胎力估算算法研究[D]. 刘胜利.吉林大学 2017
[3]汽车轮胎力学模型研究[D]. 张剑威.武汉理工大学 2006



本文编号：3553533