针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器。主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成。传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力。为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应力分布提供了新的思路和方法,分析了压电传式感器的工作原理,压电薄膜的传感特性,建立有限元分析模型,进行仿真分析,结果表明该传感器结构简单、体积小,相对于传统测量方法更加可靠,适用于曲面应力的测量。

钢桥腹板间隙处的出平面变形破坏是钢桥破坏的常见形式之一。通过有限元数值模拟的方法,计算了不同腹板间隙大小,腹板厚度,以及肋板刚度的情况下,腹板间隙处范式等效应力和出平面位移量的分布规律;采用敏感性分析方法,计算了最大范式等效应力和最大出平面位移量对腹板间隙大小,腹板厚度,肋板刚度的敏感性程度。提出参数变化范围内,系统特性对影响因素平均敏感度的概念。研究表明,最大范式等效应力对腹板间隙大小最敏感,最大出平面位移量对腹板厚度最敏感。在实际应用中,采用合适的腹板间隙大小可以使最大范式等效应力最小,通过增加腹板厚度可以同时减小腹板间隙处的最大等效应力和最大出平面位移量,肋板采用较柔性的材料,能够有效减少腹板间隙处的出平面变形。

考虑到车辆纵向运动和横向运动的主要耦合因素,提出了一种利用扩展卡尔曼滤波理论间接测量车辆行驶状态参数的方法。首先,研究了卡尔曼滤波理论及其算法的具体流程,建立了基于Dugoff轮胎模型的耦合三自由度动力学模型,结合基于横向加速度反馈的预瞄最优曲率驾驶员模型,建立了"人-车"闭环整车系统;其次,搭建了基于扩展卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计器仿真平台;最后,对某车型给定蛇形路径行驶工况进行了仿真。结果表明该驾驶员模型能很好地跟踪车辆的横向轨迹,且前轮转向适当,易于实现;借助车辆易测得的纵向、横向加速度信息,结合扩展卡尔曼滤波算法能准确地估计运动耦合条件下车辆的纵向速度、横向速度和横摆角速度,且误差控制在5%以内。

利用数字图像处理和有限元技术,生成沥青混合料非均质有限元模型,并分析沥青混合料各组分对其抗车辙能力的影响,从沥青混合料细观角度研究其永久变形规律,为沥青路面设计提供理论指导。结果表明,数值模拟得到的沥青混合料的车辙深度和车辙实验结果吻合较好,非均质有限元模型可对沥青混合料车辙深度进行预测;在各温度条件下提高集料的模量不能有效的提高沥青混合料的抗车辙能力;沥青混合料抗车辙能力增加速率随着沥青砂模量的增加呈现出先增加后减小的趋势;选用密级配的集料级配在软化点以上时可以较好的提高沥青混合料的抗车辙能力,低于软化点时影响不大。

针对现阶段在悬浇时差下连续刚构桥合拢误差消除方案的单一性问题,提出了通过调整节段标高进行顺接来消除合拢误差这一方案。由于竖向压重强制合拢和通过调整节段标高进行顺接来合拢这两种方案与原设计正常合拢程序不一致,属于非正常合拢,因此会导致成桥后结构受力状态发生变化,进而导致成桥的线型发生变化。这里归纳了作者掌握的资料,结合作者近期研究成果,采用迈达斯建模对比分析了竖向压重强制合拢和通过调整节段标高两种方案对成桥线型和结构应力的不同影响。研究结果表明与理想状态相比较,调整节段标高方案对成桥跨中线型影响相对较大,强制合拢方案的影响相对较小;在成桥结构应力方面,调整节段标高方案的影响较小,而强制合拢方案的影响较大;无论是线型还是结构应力,强制合拢方案对边跨均有较为明显的影响,而调整节段标...

本研究针对热波图像在采集过程中会存在的热场不均,设备自身红外热波辐射损失消耗严重,以及实验构件的内部材质分布不均等诸多不利因素的影响,导致后期热波图像序列存在非均匀性、背景噪声较大、目标部位对比度低、损伤或缺陷部位显示效果差等问题提出了一套完整的红外图像处理的改进算法,弥补现有方法不足,在热波检测原理的基础上利用MATLAB处理软件对红外热波图像序列进行增强、分割及重构。从关键性技术环节展开深入和系统的研究,提高红外热波图像序列处理的质量及速度,增强热波图像算法的实用性和稳定性。

汽车轮胎与沥青路面间的相互作用受到广泛关注。为了计算轮胎与路表的接触应力,利用三维激光扫描仪获取路表纹理轮廓数据,采用Von Meier模型,借助MATLAB软件计算路表纹理包络轮廓,在此基础上利用DUBIOS应力计算模型计算胎路接触应力,与实测应力数据进行对比,并计算理论应力与实测应力的相关性系数。结果表明应力理论计算结果与应力实测数据相关性良好(判定系数R2>0.8),证明可以采用这里的方法计算胎路接触应力,这里研究成果可为胎路接触应力计算提供有效参考。

应用多只激光点结构光传感器对大型回转体工件横断面扫描，形成多个光切平面。拟合各个光切面上离散点为空间椭圆曲线，求出光切面中心的空间三维坐标，由此确定大型回转体工件轴线的直线度，并计算出横截面几何形状。提出了大型回转体工件直线度激光视觉测量方法，推导了数学模型，进行了实验研究，并给出了实验结果。

针对路基动力响应试验中，轻配重的惯性激振器在高频激振时出现“悬浮”引起的打击力损失问题，提出一种惯性激振器结构参数优化的方法。建立路基动力响应机械式惯性激振器动力学模型，详细分析激振频率、激振器自身配重与激振振幅、落地点相位、对路基打击力之间的关系，找到影响激振器工作性能的主要参数-激振器自身配重与偏心激振力的比值；分析正常激振时该参数的合适范围，及其与打击力之间的对应关系，调节此参数可降低配重的同时保留较大打击力。该结论对惯性激振器轻量化设计有参考和指导意义。

针对轮胎-道路接触面三轴应力分布的测量研究,设计了一种用于轮胎-道路接触面三轴应力分布测量的接触力动态加载装置,采用液压加载与机械加载结合的设计理念,通过加载装置的原理设计、尺寸设计、三维建模、制造加工等工艺流程,得到所设计的加载装置。最后通过在本装置上进行加载实验,对所设计的加载装置的性能进行了分析研究;实验结果表明所设计的加载装置能够较为准确地模拟车辆在正常行驶过程中轮胎对路面的加载过程,因此,本加载装置可成为研究轮胎-道路接触面三轴应力分布测试的有效实验设备。