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路面材料加速加载自动实验车的研究
| 论文题名： | 路面材料加速加载自动实验车的研究 |
| 关键词： | 路面材料;加速加载实验;自动实验车;力学模型;结构设计 |
| 摘要： | 路面材料加速加载实验是解决目前道路工程中如路面材料损伤机理、结构优化设计等瓶颈问题的可靠手段。但是无论是我国自行研制的还是从国外引进的加速加载设备都存在着难以模拟实际环境和多场耦合特性等问题。为了解决道路工程领域的一系列实际问题，我国将建设一套能够实现模拟实际环境和多场耦合特性的路面材料加速加载实验装置，路面材料加速加载自动实验车就是其中的关键设备之一。 本课题针对路面材料和结构足尺实验的需要，开展路面材料加速加载自动实验车的设计研究。根据项目总体技术指标确定了自动实验车的系统功能和系统构成。对自动实验车各个子系统进行系统设计与结构设计。研究自动实验车稳态转向的力学模型，确定了实验道墙体设计承载力值，并对弯道开门处转弯辅助支撑导轨进行了设计。 为了保证实验车结构的可靠性，采用有限元软件 ANSYS，分析了自动实验车关键的承载车架弯曲工况和转弯工况下的变形和振动模态，计算出了实验车车架的强度和刚度，得到了实验车车架的前二十阶振型。利用ADAMS验证了设计理论计算中墙体受力值的正确性。 设计了自动实验车控制系统的控制单元，包括 PLC控制模块、交流伺服控制模块、视觉图像处理模块和无线通讯模块。针对实验车自动驾驶控制的关键部分循迹导航进行了初步实验研究，得到循迹导航路面标识线边缘提取后边缘图像，设计了实验车车体导航参数提取的算法并利用实验进行验证了算法的可靠性。 通过对自动实验车结构和控制系统的研究，确定了实验车的主体结构，建立了实验车稳态转向力学模型，确定了实验车的各模块控制方案，满足项目总体建设要求和技术指标。 |
| 作者： | 李鹏飞 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 王武义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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