落锤式弯沉仪参数合理匹配研究

论文摘要

在路面检测中,模拟汽车载荷对路面施加瞬时冲击作用的检测装置在国内、外被广泛应用。落锤式弯沉仪(FWD)以方便性、快速性及其信息容量丰富等优点而被推崇。但我国的FWD产品在技术上和使用性能上与国外同类产品相距甚远。就此,本文针对FWD的几个关键性硬件参数匹配进行探讨与研究,并就样机脱离—挂接机构在调试中出现的问题进行了分析,提出了适合FWD检测系统的数据采集系统方案与位移传感器架的设计思路。通过对前期研究的脱离—挂接机构进行力学分析,找到了其动作迟钝的主要原因。结合分析结果,对原机构的部件结构进行了适当的改进,同时完善了抓锤弹簧的设计。改进后的样机脱离—挂接机构的动作得到有效改善,符合了设计要求。本文对FWD的检测系统进行了初步的探讨和研究,初步给出了FWD检测系统的最低理论采样频率,并设计了以USB数据采集卡为数据采集器、激光位移传感器为弯沉传感器的检测方案。同时就FWD传感器的安装与标定提出了一些见解。通过对位移传感器架在外界激励作用下的振动力学模型的研究分析,得到了位移传感器架前、后支撑脚对基础振动不互相干扰的条件,前、后支撑脚对基础振动的传递率及影响传递率的因素;确定了使位移传感器架成为弯沉检测标准参考面的条件,从而减少了弯沉传感器的寄生信号。进而提出了位移传感器架的设计思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 落锤式弯沉仪的工作原理与结构组成
• 1.2.1 FWD 的工作原理简介
• 1.2.2 FWD 的结构组成
• 1.3 落锤式弯沉仪的发展
• 1.4 FWD 在高速公路上重要应用
• 1.5 本课题的研究意义
• 1.6 本课题的主要内容
• 第二章 FWD 样机脱离—挂接机构的匹配研究
• 2.1 原样机脱离—挂接机构的状况
• 2.2 原样机脱离—挂接机构的挂接分析
• 2.2.1 原样机脱离—挂接机构力学模型的建立
• 2.2.2 原样机脱离—挂接机构各部件的受力分析
• 2.2.3 挂接时液压系统背压对原样机各部件的受力影响分析
• 2.2.4 几点结论
• 2.3 脱离—挂接机构的改进及其力学分析
• 2.3.1 改进后脱离—挂接机构力学模型的建立
• 2.3.2 挂接时液压系统背压对样机各部件受力影响分析
• 2.3.3 几点结论
• 2.4 改进前、后的样机脱离—挂接机构比较分析
• 2.5 FWD 液压系统背压与抓锤弹簧匹配分析
• 2.5.1 FWD 抓锤弹簧的工作状态分析
• 2.5.2 抓锤弹簧与液压系统背压匹配研究
• 2.5.3 抓锤弹簧的设计
• 2.6 小结
• 第三章 FWD 检测信号分析与数据采集卡的选择
• 3.1 FWD 检测信号需求分析
• 3.2 采样定理及采样原则
• 3.2.1 采样定理
• 3.2.2 采样定理中两个条件的物理意义
• 3.3 FWD 采样频率的确定
• 3.3.1 FWD 数据采样的系统图
• 3.3.2 影响数据采样的因素
• 3.3.3 FWD 数据采样频率的确定
• 3.4 采集卡的选择
• 3.4.1 技术指标
• 3.4.2 采集卡接口图
• 3.4.3 USB7325 采集卡工作原理简介
• 3.5 小结
• 第四章 FWD 传感器的选择与安装
• 4.1 FWD 检测装置传感器需求分析
• 4.2 传感器的选择程式与应用守则
• 4.2.1 检测条件与目的
• 4.2.2 传感器选用原则
• 4.3 传感器的选择
• 4.3.1 弯沉传感器的选择
• 4.3.2 其他传感器的选择
• 4.4 传感器的安装形式
• 4.5 传感器的标定
• 4.6 小结
• 第五章 位移传感器架的性能分析
• 5.1 位移传感器架力学模型的建立
• 5.2 位移传感器架的振动分析
• 5.2.1 位移传感器架无阻尼时的分析
• 5.2.2 位移传感器架有阻尼时的分析
• 5.3 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 就读硕士学位期间的研究成果
• 致谢