基于埋入式压电陶瓷传感器的车辆动态称重研究

发布时间：2020-03-02 22:16

【摘要】：近年来,超限超载现象屡禁不止,对我国造成了巨大的经济损失。超限超载运输影响公路、桥梁的使用寿命,容易引发交通安全事故,并对运输市场有着极其恶劣的影响,所以有必要发展车辆动态称重技术遏制这一现象。虽然现有的动态称重技术精度度较高,功能较为齐全,但对路面改造较大,工期较长,影响交通,并且成本较高,因而通常应用于高速公路中,在普通公路中应用较少。本文提出的车辆动态称重系统采用埋入式压电陶瓷传感器作为称重敏感元件,其对路面改造小、造价低,具有较高精度,易于在各等级的公路中大量推广。本文主要研究了以下内容：介绍了埋入式压电传感器动态称重系统的设计原理,采用石基材料与压电陶瓷片材耦合制备独立的石基称重传感器,其呈列状埋入式布置在沥青路面的面层内,形成一体化压电称重路面,对路面无损伤,适于在车辆动态称重方面中广泛推广。通过布置多条传感器阵列平均化的方法可有效降低称重系统测量的误差水平。采用有限元方法对称重系统的线性度进行了分析。进行了不同轮胎应力分布下传感器的应力分析,研究了监测区域应力峰值及应力响应积分值与胎重的相关性。研究表明,典型轮胎应力分布下应力响应积分与胎重相关性较好,由此可建立基于应力响应积分的车辆动态称重灵敏度。通过模拟得出轮胎通过传感器阵列不同位置时对测量结果会有一定的影响,试验时应保证传感器阵列的长度。在路面现场布置了基于埋入式压电陶瓷传感器的车辆动态称重系统,对同一车辆进行了多次称重测量,用应力响应积分值确定动态称重灵敏度,研究了不同车速及长期荷载作用对称重灵敏度的影响。研究表明,采用应力响应积分值确定称重灵敏度时,灵敏度离散性较小,称重灵敏度变对车速不敏感,长期荷载作用称重灵敏度变化显著,需要修正。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH715.1;TP212

【参考文献】

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本文编号：2584420