[發(fā)明專利]車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x及測(cè)評(píng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410313740.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN104122022A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡朋;李晉;潘為剛;李易庭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 褚慶森

1.一種車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x，包括固定于車輛輪轂上的多個(gè)加長(zhǎng)螺桿（1）和固定于加長(zhǎng)螺桿上的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（3），旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的四周開設(shè)有與加長(zhǎng)螺桿相配合的螺栓孔；其特征在于：還包括安裝平臺(tái)（7）、編碼器（10）和固定桿（9），所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的中心位置處開設(shè)有與軸承桿（2）相配合的螺栓孔，安裝平臺(tái)通過軸承（6）可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定于軸承桿上；編碼器固定于安裝平臺(tái)上，且編碼器的輸入軸經(jīng)聯(lián)軸器（8）與軸承桿固定連接，固定桿與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)相固定，測(cè)量時(shí)固定桿的上端與車體的非轉(zhuǎn)動(dòng)部位相固定；旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)置有用于測(cè)量車輛行駛過程中豎直方向加速度的加速度傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述安裝平臺(tái)（7）為U形槽形狀，U形槽安裝平臺(tái)的兩側(cè)面上均開設(shè)有通孔（13），安裝平臺(tái)一側(cè)的通孔與軸承（6）相配合，另一側(cè)的通孔與編碼器（10）相配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述加長(zhǎng)螺桿（1）的中部設(shè)置有凸臺(tái)（11）或一端設(shè)置有加長(zhǎng)帽（12）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述加長(zhǎng)螺桿（1）通過第一螺母（4）與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（3）相固定，軸承桿（2）通過第二螺母（5）與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)相固定。

5.一種基于權(quán)利要求1所述的車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x的測(cè)評(píng)方法，以路面破壞等效為原則將車輛動(dòng)荷載換算為靜荷載，其特征在于，通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)：

a).稱取靜態(tài)軸重，選典型實(shí)驗(yàn)的車輛，稱量靜態(tài)車輛軸重???????????????????????????????????????????????；

b).裝載車輛儀器，在待評(píng)價(jià)車輛車軸的輪轂上安裝如權(quán)利要求1中所述的車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x，以對(duì)車輛行駛過程中的速度和加速度進(jìn)行測(cè)量；

c).車輛行駛，選取實(shí)際道路的某一段作為實(shí)驗(yàn)路段，讓待評(píng)價(jià)車輛在試驗(yàn)路段上行駛；

d).數(shù)據(jù)采集，在車輛行駛的過程中，以固定周期利用編碼器和加速度傳感器，不斷采集車輛的瞬時(shí)速度和豎向振動(dòng)加速度；

選取車速大小相對(duì)穩(wěn)定的一段時(shí)間內(nèi)車輛行駛的路程作為有效實(shí)驗(yàn)路段，設(shè)有效實(shí)驗(yàn)路段內(nèi)共有組瞬時(shí)速度和加速度，；利用公式（1）計(jì)算出有效實(shí)驗(yàn)路段內(nèi)的平均速度：

?????（1）??；

e).計(jì)算動(dòng)荷載系數(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)差，按照公式（2）計(jì)算車輛動(dòng)荷載系數(shù)：

????（2）

其中，為重力加速度；

利用公式（3）計(jì)算車輛動(dòng)荷載系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差：

???????（3）??；

f).計(jì)算靜荷載換算系數(shù)，在平均速度條件下，利用公式（4）計(jì)算車輛輪軸動(dòng)荷載換算為瀝青路面設(shè)計(jì)所需靜荷載的轉(zhuǎn)換系數(shù)：

????（4）

其中，為動(dòng)荷載系數(shù)，為動(dòng)荷載系數(shù)分布概率，其大小按照下表取值：

表1?動(dòng)荷載系數(shù)及其分布概率

?i=1i=2i=3i=4i=5i=6i=7i=8動(dòng)荷載系數(shù)?3 σ_D??? 2.9σ_D? 2.7σ_D? 2.5 σ_D2.3σ_D? 2.1σ_D? 1.9σ_D1.7σ_D分布概率% 0.135??????????????? 0.12050.21060.35370.57050.88471.3181.8869

續(xù)表2?動(dòng)荷載系數(shù)及其分布概率

?i=9i=10i=11i=12i=13i=14i=15i=16動(dòng)荷載系數(shù)?3 σ_D??? 2.9σ_D? 2.7σ_D? 2.5 σ_D2.3σ_D? 2.1σ_D? 1.9σ_D1.7σ_D分布概率% 0.135??????????????? 0.12050.21060.35370.57050.88471.3181.8869

g).將動(dòng)荷載轉(zhuǎn)化為靜荷載，按照動(dòng)靜荷載對(duì)路面破壞等效原則，在車輛速度為的條件下，按照公式（5）將動(dòng)荷載轉(zhuǎn)化為路面設(shè)計(jì)所需的靜荷載：

????（5）

利用動(dòng)荷載轉(zhuǎn)化為靜荷載后的荷載數(shù)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，為路面建設(shè)提出更加符合實(shí)際的理論指導(dǎo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛輪軸動(dòng)荷載測(cè)量?jī)x的測(cè)評(píng)方法，其特征在于：步驟d)中所述的速度對(duì)高速公路和一級(jí)公路：=60km/h、80km/h、100km/h、120km/h；對(duì)二、三、四級(jí)公路：=20km/h、40km/h、60km/h、80km/h。