基于埋入式壓電陶瓷傳感器的車輛動態(tài)稱重研究.pdf

1、近年來，超限超載現(xiàn)象屢禁不止，對我國造成了巨大的經(jīng)濟損失。超限超載運輸影響公路、橋梁的使用壽命，容易引發(fā)交通安全事故，并對運輸市場有著極其惡劣的影響，所以有必要發(fā)展車輛動態(tài)稱重技術遏制這一現(xiàn)象。雖然現(xiàn)有的動態(tài)稱重技術精度度較高，功能較為齊全，但對路面改造較大，工期較長，影響交通，并且成本較高，因而通常應用于高速公路中，在普通公路中應用較少。本文提出的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)采用埋入式壓電陶瓷傳感器作為稱重敏感元件，其對路面改造小、造價低，具有較

2、高精度，易于在各等級的公路中大量推廣。本文主要研究了以下內(nèi)容:
　　介紹了埋入式壓電傳感器動態(tài)稱重系統(tǒng)的設計原理，采用石基材料與壓電陶瓷片材耦合制備獨立的石基稱重傳感器，其呈列狀埋入式布置在瀝青路面的面層內(nèi)，形成一體化壓電稱重路面，對路面無損傷，適于在車輛動態(tài)稱重方面中廣泛推廣。通過布置多條傳感器陣列平均化的方法可有效降低稱重系統(tǒng)測量的誤差水平。
　　采用有限元方法對稱重系統(tǒng)的線性度進行了分析。進行了不同輪胎應力分布下傳感器

3、的應力分析，研究了監(jiān)測區(qū)域應力峰值及應力響應積分值與胎重的相關性。研究表明，典型輪胎應力分布下應力響應積分與胎重相關性較好，由此可建立基于應力響應積分的車輛動態(tài)稱重靈敏度。通過模擬得出輪胎通過傳感器陣列不同位置時對測量結果會有一定的影響，試驗時應保證傳感器陣列的長度。
　　在路面現(xiàn)場布置了基于埋入式壓電陶瓷傳感器的車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)，對同一車輛進行了多次稱重測量，用應力響應積分值確定動態(tài)稱重靈敏度，研究了不同車速及長期荷載作用對稱重