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路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置及测试方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
吕松涛;张乃天;樊国鹏;唐宏宾;夏诚东;...
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-02-13
申请/专利号:
CN202010090261.2
公开时间:
2020-06-09
公开号:
CN111254787A
主申请人地址:
410000 湖南省长沙市天心区赤岭路45号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,包括横向导杆(1)、轮胎式加载机构(2)、承载板式加载机构(4);所述轮胎式加载机构(2)通过第一横向移动机构(3)与横向导杆(1)活动连接,所述承载板式加载机构(4)通过第二横向移动机构(5)与横向导杆(1)活动连接;所述第一横向移动机构(3)、第二横向移动机构(5)分别通过轮系活动连接于横向导杆(1)上; 所述轮胎式加载机构(2)包括两个轮胎(205)、两个导向杆(207)、双缸液压油缸(208);所述两个轮胎(205)分别通过轴承(204)转动连接于转轴(201)上,所述转轴(201)两端分别通过锁紧螺母(202)固定安装于车轮支架(206)上;所述转轴(201)固定安装轴承挡圈(203),所述轴承挡圈(203)的侧面与轴承(204)内圈的侧面贴合;所述导向杆(207)下端通过螺栓固定连接于车轮支架(206)上,导向杆(207)上端套设法兰轴承(210),所述法兰轴承(210)通过螺栓固定连接于第一横向移动机构(3)的支撑板(301)上;所述双缸液压油缸(208)下端通过螺栓固定连接于车轮支架(206)上,双缸液压油缸(208)上端通过螺栓固定连接于第一横向移动机构(3)的支撑板(301)上;所述双缸液压油缸(208)的活塞杆与第一横向移动机构(3)的支撑板(301)之间安装有第一力传感器(209);所述第一力传感器(209)开有通孔,通过螺栓固定连接于双缸液压油缸(208)和第一横向移动机构(3)的支撑板(301)之间;所述两个轮胎(205)接触测试点的轮隙中间处布设第一位移传感器(10); 所述承载板式加载机构(4)包括承载板(401)、单缸液压油缸(402);所述单缸液压油缸(402)上端通过螺栓与第二横向移动机构(5)的支撑板固定连接,单缸液压油缸(402)的活塞杆与第二横向移动机构(5)的支撑板之间安装第二力传感器(403);所述单缸液压油缸(402)下端与承载板(401)通过球铰连接;所述承载板(401)两边分别设有立柱,所述两个立柱与单缸液压油缸(402)之间分别布设第二位移传感器(11)。 2.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,所述第一横向移动机构(3)包括支撑板(301),所示支撑板(301)包括一个底板以及竖立于底板上的两个左右侧板,所述支撑板(301)的左侧板上通过轴承转动连接驱动滚轮(302),所述驱动滚轮(302)与驱动电机(304)的输出轴通过联轴器(303)连接,所述驱动电机(304)固定安装于支撑板(301)的底板上;所述驱动滚轮(302)下方设有第一从动滚轮(305),所述第一从动滚轮(305)与第一偏心轮(306)的偏心孔通过轴承连接,所述第一偏心轮(306)的中心孔通过螺栓固定连接于支撑板(301)的左侧板上;所述支撑板(301)的右侧板通过轴承连接第二从动滚轮(307),所述第二从动滚轮(307)下方设有第三从动滚轮(308),所述第三从动滚轮(308)与第二偏心轮(309)的偏心孔通过轴承连接,所述第二偏心轮(309)的中心孔通过螺栓固定连接于支撑板(301)的右侧板上; 所述第二横向移动机构(5)与第一横向移动机构(3)的结构相同。 3.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,所述横向导杆(1)两侧分别通过螺栓固定连接支腿(6),所述支腿(6)下端固定连接纵向行走机构(7);所述纵向行走机构(7)包括纵向导轨(702),所述纵向导轨(702)固定安装于地基上,纵向导轨(702)上固定安装光电缓冲装置(701); 所述纵向行走机构(7)还包括纵向行走机构框架(703),所述纵向行走机构框架(703)中间通过螺栓与支腿(6)下端固定连接,纵向行走机构框架(703)靠近端部通过加强臂(705)与支腿(6)固定连接;所述纵向行走机构框架(703)两端分别通过轴承与纵向行走从动轮(704)、纵向行走驱动轮(706),所述纵向行走驱动轮(706)与大齿轮(707)固定连接,所述大齿轮(707)上方设有小齿轮(708),大齿轮(709)与小齿轮(708)啮合;所述小齿轮(708)与驱动电机(707)的输出轴连接,所述驱动电机(707)固定安装于纵向行走机构框架(703)上。 4.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,还包括液压系统(8),所述液压系统(8)包括吸油过滤器(801),所述吸油过滤器(801)与定量叶片泵(803)通过油管连接;所述定量叶片泵(803)通过联轴器与三相电机(802)的输出端连接;所述定量叶片泵(803)与系统溢流阀(804)通过油管连接;所述系统溢流阀(804)与节流阀(806)通过油管连接;所述节流阀(806)与电液比例溢流阀(807)通过油管连接; 所述液压系统(8)包括温度计(805),所述温度计(805)安装在油箱中。 5.根据权利要求4所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,所述定量叶片泵(803)分别与第一M型电磁换向阀(8081)、第二M型电磁换向阀(8082)通过油管连接;所述第一M型电磁换向阀(8081)、第二M型电磁换向阀(8082)分别与系统溢流阀(804)通过油管连接;所述第一M型电磁换向阀(8081)、第二M型电磁换向阀(8082)均有两个出油口;所述第一M型电磁换向阀(8081)的两个出油口分别与第一分流集流阀(8091)、第二分流集流阀(8092)的进油口通过油管连接; 所述第一分流集流阀(8091)的两个出油口与第一电液比例调速阀(8101)、第三电液比例调速阀(8103)通过油管连接;所述第二分流集流阀(8092)的两个出油口与第二电液比例调速阀(8102)、第四电液比例调速阀(8104)通过油管连接;所述第一电液比例调速阀(8101)、第二电液比例调速阀(8102)、第三电液比例调速阀(8103)、第四电液比例调速阀(8104)分别与第一流量传感器(8111)、第二流量传感器(8112)、第三流量传感器(8113)、第四流量传感器(8114)通过油管连接;所述第一流量传感器(8111)、第二流量传感器(8112)、第三流量传感器(8113)、第四流量传感器(8114)分别与第一液控单向阀(8121)、第二液控单向阀(8122)、第三液控单向阀(8123)、第四液控单向阀(8124)通过油管连接; 所述第一液控单向阀(8121)、第三液控单向阀(8123)分别与双缸液压油缸(208)的两个油缸右侧的有杆腔通过油管连接;所述第二液控单向阀(8122)、第四液控单向阀(8124)分别与双缸液压油缸(208)的两个油缸左侧的无杆腔通过油管连接;所述第一液控单向阀(8121)与第二液控单向阀(8122)通过油管连接;所述第三液控单向阀(8123)与第四液控单向阀(8124)通过油管连接; 所述第二M型电磁换向阀(8082)的两个出油口分别与第五电液比例调速阀(8105)、第六电液比例调速阀(8106)通过油管连接;所述第五电液比例调速阀(8105)、第六电液比例调速阀(8106)分别与第五流量传感器(8115)、第六流量传感器(8116)通过油管相连;所述第五流量传感器(8115)、第六流量传感器(8116)分别与第五液控单向阀(8125)、第六液控单向阀(8126)通过油管连接;所述第五液控单向阀(8125)与单缸液压油缸(402)右侧的有杆腔连接;所述第六液控单向阀(8126)与单缸液压油缸(402)左侧的无杆腔连接;所述第五液控单向阀(8125)、第六液控单向阀(8126)通过油管连接。 6.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,还包括测控系统(9),所述测控系统(9)包括控制器(901),所述控制器(901)通过电线分别与第一D/A转换器(9021)、第二D/A转换器(9022)连接,所述第一D/A转换器(9021)通过电线与第一比例控制器(9031)连接,所述第一比例控制器(9031)通过电线与电液比例溢流阀(807)连接; 所述第二D/A转换器(9022)通过电线与第二比例控制器(9032)连接,所述第二比例控制器(9032)共有6个输出接口,通过电线分别与第一电液比例调速阀(8101)、第二电液比例调速阀(8102)、第三电液比例调速阀(8103)、第四电液比例调速阀(8104)、第五电液比例调速阀(8105)、第六电液比例调速阀(8106)连接; 所述控制器(901)通过电线与第一力传感器(209)、第二力传感器(403)连接; 所述控制器(901)通过电线分别与第一流量传感器(8111)、第二流量传感器(8112)、第三流量传感器(8113)、第四流量传感器(8114)、第五流量传感器(8115)、第六流量传感器(8116)连接。 7.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,所述控制器(901)通过电线与触摸屏(904)连接。 8.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置,其特征在于,所述第一位移传感器(10)、第二位移传感器(11)分别通过电线与测控系统(9)的控制器(901)连接。 9.如权利要求1-8任意一项所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置的测试方法,其特征在于,按照如下步骤进行: 步骤S1:根据测试需要选择路基路面上的测试点,并做好标记与编号; 步骤S2:根据动静态弯沉和回弹模量测试需要,选择对应的加载机构,再将加载机构移动到测试点上方,然后通过测控系统(9),控制加载机构竖向向下移动,使其与测试点接触; 步骤S3:根据动静态弯沉和回弹模量测试需要,通过测控系统(9)的触摸屏(904)设置测试参数,进行测试并采集数据; 步骤S4:根据步骤S3测试的数据进行动静态弯沉和动静态回弹模量的分析计算。 10.根据权利要求1所述路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置的测试方法,步骤S2具体包括: 步骤S2.1:进行路基路面动静态弯沉测试时,选择轮胎式加载机构(2),通过第一横向移动机构(3)、横向导杆(1)、纵向行走机构(7),将轮胎式加载机构(2)移动至测试点上方; 在进行动态弯沉测试时,通过测控系统(9)控制轮胎式加载机构(2),使其轮胎(205)与测试点接近但不接触,再在轮胎式加载机构(2)的两轮胎(205)间隙中间处布设第一位移传感器(10),通过电线与测控系统(9)连接;在第一位移传感器(10)布设完成后,控制轮胎式加载机构(2)竖向向下移动,使其轮胎(205)与测试点轻微接触进行预压,调节第一位移传感器(10)并清零; 在进行静态弯沉测试时,控制轮胎式加载机构(2),使其轮胎(205)与测试点接触的力为50KN,再在轮胎式加载机构(2)的两轮胎(205)间隙中间处布设第一位移传感器(10),通过电线与测控系统(9)连接; 步骤S2.2:进行路基路面动静态回弹模量测试时,选择承载板式加载机构(4),通过第二横向移动机构(5)、横向导杆(1)、纵向行走机构(7),将承载板式加载机构(4)移动至测试点上方;通过测控系统(9)控制承载板式加载机构(4),使其承载板(401)水平状态下与测试点轻微接触,然后在承载板(401)上布设第二位移传感器(11),通过电线将第二位移传感器(11)与测控系统(9)连接。
摘要:
本发明公开一种路基路面动静态弯沉与回弹模量联合测试装置及测试方法,该装置包括横向导杆、轮胎式加载机构、承载板式加载机构;所述轮胎式加载机构通过第一横向移动机构与横向导杆活动连接,所述承载板式加载机构通过第二横向移动机构与横向导杆活动连接;所述横向导杆两侧分别通过螺栓固定连接支腿,所述支腿下端固定连接纵向行走机构;还包括液压系统,测控系统;该测试方法包括选择测试点,选择对应的加载机构并通过测控系统将加载机构移动至测试点上方,设置测试参数,进行计算分析。本装置测试精度高、工作效率高,有效的解决了现行技术中仅能测试静态弯沉、静态回弹模量及“标准车”不...

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