本文關(guān)鍵詞：壓電式車輛動態(tài)稱重傳感器的設(shè)計與研究

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【摘要】：超限超載對交通運輸安全的威脅和對道路設(shè)施的破壞帶來了巨大的損失,而車輛動態(tài)稱重技術(shù)正是限制超限超載的重要技術(shù)手段。該技術(shù)在我國依然處于發(fā)展階段,盡管獲得了一些成果,但因工藝技術(shù)相對不足、核心技術(shù)缺失等問題,使得動態(tài)稱重系統(tǒng)在各方面性能上與國外依然存在差距,尤其是系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件——前端動態(tài)稱重傳感器。為此,本文以壓電式車輛動態(tài)稱重傳感器為研究對象,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)值仿真,探討影響車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)工作性能的各種因素。主要工作包括:第一章:介紹了國內(nèi)道路橋梁建設(shè)的現(xiàn)狀與趨勢并闡述了超限超載的危害,闡明動態(tài)稱重技術(shù)的重要性。然后回顧了該技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展歷程,并著重介紹動態(tài)稱重的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1318和目前幾種典型的傳感器及其主要原理,分析其優(yōu)缺點及動態(tài)稱重系統(tǒng)的性能要求。指出了國內(nèi)對此研究與應(yīng)用方面的不足,并提出了本文的主要研究內(nèi)容。第二章:首先從壓電傳感的原理、傳感相關(guān)參數(shù)及材料方面對本文應(yīng)用的壓電傳感技術(shù)進(jìn)行闡述。之后按照各項標(biāo)準(zhǔn)從性能要求出發(fā),并參考國外先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計了一種基于PVDF壓電薄膜的車輛動態(tài)稱重傳感器。利用有限元軟件ANSYS對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,在綜合考慮性能、加工等要求選擇材料,進(jìn)行傳感器的設(shè)計和布置方式,以獲取車輛的詳細(xì)信息。第三章:為了確定所設(shè)計傳感器的結(jié)構(gòu)性能和傳感性能,利用車輪與路面接觸面積的等效計算與等比例的簡化原則,基于動力學(xué)分析與力電耦合分析,通過有限元軟件ANSYS對動態(tài)稱重傳感器整體模型進(jìn)行仿真分析。分別模擬了不同載荷和不同速度的車輛壓過傳感器時傳感器的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和電壓響應(yīng)。各組結(jié)果顯示,整體結(jié)構(gòu)滿足強度要求,而電壓響應(yīng)與車輛載荷和車輛速度有關(guān),因而經(jīng)過信號處理可獲得車輛軸重和車輛速度等信息。最后還對出現(xiàn)應(yīng)力集中的局部位置進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化。第四章:本章通過建立車輪與路面的相互作用模型,并利用Matlab編寫公式計算獲得不同車重和車速下車輪與路面之間接觸力隨時間的變化,確定了路面不平度對車路相互作用力造成的誤差范圍,從而確定了路面不平度對動態(tài)稱重傳感器精度的影響。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周正飛;魯雄文;譚永營;;基于壓電石英傳感器的動態(tài)稱重系統(tǒng)的設(shè)計[J];汽車實用技術(shù);2015年04期

2 張彩利;王海燕;陳晗;李寧利;;地下道路復(fù)合式路面溫度場觀測與分析[J];廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年02期

3 宋海龍;汪勇;李昊東;金丹;;壓電材料及壓電效應(yīng)的應(yīng)用[J];硅谷;2014年23期

4 馬建;孫守增;楊琦;趙文義;王磊;馬勇;劉輝;張偉偉;陳紅燕;陳磊;康軍;;中國橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J];中國公路學(xué)報;2014年05期

5 馬殙;毛雪松;劉保健;張洪亮;楊宏志;陳仁朋;陳昌富;季節(jié);俞建霖;郝培文;徐進(jìn);談至明;崔新壯;曹文貴;章定文;黃衛(wèi)東;傅鶴林;程建川;蔣應(yīng)軍;韓森;;中國道路工程學(xué)術(shù)研究綜述·2013[J];中國公路學(xué)報;2013年03期

6 楊雙收;魏秀珍;閆平;;光纖壓力傳感器在稱重領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)展[J];壓電與聲光;2012年05期

7 李曉寶;簡水珍;彭恢湘;;壓電石英稱重傳感器在公路動態(tài)稱重中的應(yīng)用[J];公路與汽運;2012年02期

8 于曉光;盧滿懷;;電容式汽車荷載傳感器敏感元件研究[J];電測與儀表;2012年01期

9 孫立萍;王添;;探究電介質(zhì)的極化對電容的影響[J];中學(xué)物理;2011年05期

10 閻瑾瑜;;壓電效應(yīng)及其在材料方面的應(yīng)用[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2011年01期

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本文編號：1205999