轨道衡传感器开题报告-6页.pdf

1 / 6 XXX 毕业设计（论文）开题报告学生姓名： XXXX 学 号：XXXXX 专业：XXXX班级：XXXXXX设计（论文）题目：轨道衡传感器力学性能指导教师：XXXXX二级学院：XXXXXXXXXXXX 2015年 3 月 30 日2 / 6 一、 课题的背景和意义现如今，我国的轨道交通飞速发展， 这不仅得益于“优先发展交通运输行业”的良好政策，国内经济保持高速发展为轨道交通提供了良好的环境核心科技买不到，创新能力还得靠自己， 中国的科技发展在十年间造就了中国的新名片“高铁” 轨道交通发展不仅局限于客运，中国地大物博资源分布不均匀运货距离绵长多变等特点使得铁路运输占据国内运输行业重要地位，主要用于矿石、煤炭、石油等行业的运输安全是轨道运输的重要任务，超载是引发轨道事故，增加危险的重要因素轨道衡是称量铁路运货车载重的衡器，用来杜绝超载规避风险， 也满足了贸易结算的要求轨道衡分为静态和动态两种在安装要求方面，前者的要求比后者低，花费较少，当然得到的计量效率也较低动态轨道衡不同于静态轨道衡，被用于称量行驶状态货车的载重，节约了时间 无论是动态还是静态轨道衡都又分为机电结合式和电子式到二十世纪六、七十年代左右，传感器逐渐应用于动态电子轨道衡 , 并且成为其重要组成部分。

轨道衡传感器种类繁多有柱式传感器、电阻应变式传感器、 压磁电感式应力传感器等， 在选择传感器上需要参考传感器的工作原理思考它的力学性能，对传感器进行受力分析， 选择恰当的传感器来保证轨道衡的稳定性和使用寿命提高效益例如动态轨道衡器传感器工作条件较为复杂，常使传感器在恶劣复杂的力学环境下因各种原因而受到损坏六十年代时， 人们对传感器弹性体的力学模型进行了研究， 发展了剪切式力与称重传感器的初步模型，剪切力传感器的弹性体牢牢地固定在底座上， 且具有较强的抗偏载和侧向力的特点轨道衡的广泛应用使得轨道衡传感器力学性能研究变得非常具有必要性二、 国内外研究现状轨道运输以其快速、便捷、经济、载运量较大、受气候影响较小等特点，促进工业发展，为我们的生活带来便利，深受人们的重视因此对于轨道衡的研究也颇为广泛大气压力影响是称重传感器的一个重要影响因素，费利萍等1做了大量实验总结出大气压力对称重传感器产生的干扰和传感器的准确度、结构、量程有关系，建议只对焊接密封、小量程的称重传感器做大气压力测试的试验柳3 / 6 杨2指出改变传感器的位置和调整传感器的倾斜角度可以减少轨道衡受传感器力学状态的影响柴振民和王志强3指出对于应用柱式传感器的静态电子轨道衡，要确保传感器垂直于水平面，避免过载等，保证传感器的正常使用。

李怀涛等4认为传感器受力不均的原因有很多，如使用时传感器的支撑板变形和传感器的支座受到损坏 轨道衡传感器下支受力是呈周期性变化的，长期以往也会产生疲劳破坏，毕灵和王江玉5从内外部分析传感器下支疲劳破坏原因，例如称重可能会受到过大的冲击和下支的生锈腐蚀刘九卿6示范性地计算了矩形截面圆环,证实了小数值的径向应力引起载荷漂移这一力学特性，还计算了弹性元件轴向位移、顶环、底环与六方形截面连接处的剪力刘九卿7还建立了力学模型分析计算传感器抗侧向载荷和偏心载荷的能力李家林8在文章中提到的 G C U -1 0 0 型无基坑曲线电子轨道衡解决了由于某些条件限制不能安装平直轨道的问题，并分析了曲线轨道衡和直线轨道衡各自的受力，相比之下， 曲线轨道衡受力复杂除了导向力、离心力还有横向力等朱起麟9计算多梁传感器弹性元件受力，求梁内力，得出多梁传感器弹性元件受载荷后挠度小、输出灵敏度高等良好的力学性能在设计传感器时，需要进行受力分析，李大纬10和邹家祥等11认为将轮辐式传感器的不均匀断面当成均匀的断面, 忽略轮毂和轮圈作用的计算结果是不精确的，应该用弹性力学的有限元法20世纪航空航天技术飞速发展，在技术上急于突破，探寻先进的新技术，在这样的时代背景下，有限元分析法1213稳步发展起来， 并且成为 20 世纪重要的计算方法， 借助它可以解决很多力学问题，直接刚度法在固体力学中的应用都出现在了赫顿的书中14。

Ray W. Clough教授发表了一篇论文15，使得有限元法 ( Finite Element Method) 的术语第一次被正式提出有限元分析法应用非常广泛，航天航空、土木、机械、水利等领域都有涉及Gilbert Strang16在书中着重于从理论和实际应用层面描述有限元技术李大纬10用 SAP 程序计算传感器轮幅区的应力得出轮幅区剪应力比较大, 而正应力的值与剪应力相比很小, 可以忽略不计，符合轮幅式传感器基本是纯剪切的工作状态的特点 邹家祥11用有限元法分析传感器的变形， 得出轮毅轮幅和轮圈三部分的变形是不均匀的，并指出轮幅式传感器设计时应该考虑到应力集中的问题有限元的发展推动了CAE 的诞生，因为 CAE 软件的计算都是利用有限元法的，CAE 可以用计算机计算仿真来求解刚度、强度、等力学性能孙玉超等174 / 6 用 ANSYS Workbench 软件仿真并且用 MATLAB 软件得出拟合公式，在弹性体的结构参数与力学性能之间建立关系，使得拟合公式变得更加简洁接近三、 课题基本内容和拟解决的主要问题传感器的设计、 安装及使用都与力学特性紧密相关课题研究轨道衡传感器的相关受力分析， 主要研究应变并画出应变线性图，理解轨道衡之所以可以称重的原因，为实际使用提供可靠的理论基础。

我们知道，轨道衡传感器种类非常多，有平衡梁式、柱式、轮辐式等弹性体是传感器重要组成，可以影响传感器测力精度且即使是同种样式传感器，根据不同的弹性体又可细分， 在研究过程中可以考虑改变弹性体的尺寸大小对于应变的影响计算弹性元件的拉伸、 压缩、应力、应变等，从工作原理上了解传感器，并且运用固体力学的有限元法进行分析建立模型，运用有限元软件 ANSYS 研究传感器力学性能与结构参数的关系、应变分析等 , 接着进行实例计算 , 得出结论四、研究方法及措施运用有限元分析法研究：（1）运用有限元仿真软件进行研究，如ANSYS 软件基本步骤如图1 的流程图2）将仿真结果及计算结果归纳整理画出应变线形图3）得出结论5 / 6 五、 研究工作进度安排1、2015. 1. 262015. 2. 7：搜索资料，查找文献，完成第一篇翻译2、2015. 2. 82015. 3. 30： 阅读文献、和文献综述完成开题报告3、2015. 3. 312015. 4. 2：完成第二篇翻译，阅读文献资料4、2015. 4. 32015. 5. 10：深入钻研课题，仿真实验5、2015. 5. 112015. 6. 1：对之前工作进行思路整理，得出结论并开始认真撰写论文。

参考文献 1 费利萍，倪守忠，余融. 称重传感器大气压力影响的研究 J. 衡器， 2014（9） ：23-26. 2 柳杨 . 重力传感器受力状态对不断轨动态轨道衡的影响J. 铁道技术监督, 2012( 12) ：15-17. 3 柴振民，王志强. 静态电子轨道衡传感器易损的原因分析 J. 衡器 , 2005，34( 3)：50-51.6 / 6 4 李怀涛， 陈宏杰， 庞怀生， 屈祥玉 . 浅析轨道衡的常见问题 J. 衡器 , 2009，38(8) ：34-35. 5 毕灵，王江玉 . 轨道衡传感器下支承断裂的问题分析和解决措施 J. 衡器 , 1999( 4) ：39-40. 6 刘九卿 . 轴对称扭环型称重传感器的力学特性与简易计算 J. 衡器 , 2011( 4) ：1-5. 7 刘九卿 . 整体三柱、四柱型称重传感器的力学特性分析 J. 衡器 , 2009，38( 1) ：1-5. 8 李家林 . C U -1 0 0 型无基坑曲线电子轨道衡的研制 J. 中国铁道科学, 1993， ( 1) ：105-117. 9 朱起麟 . 多梁型称重传感器受力分析 J. 强度与环境 , 1993( 1)：54-59+64. 10 李大纬 . 用 S A P 程序分析轮幅式传感器的变形和应力 J. 工程与试验 , 1982( z1) ：64-73. 11 邹家祥，王志正. 用有限元法分析轮辐式传感器应力和变形J. 工程与试验 , 1981( 2) ：10-19. 12 Zienkiewicz O C，Taylor R L. Finite Element Method VolumeM . New York：Butterworth-heinemann , 2000. 13 Bathe K J. Finite Element ProceduresM . US: Klaus-Jurgen Bathe, 2007 . 14 赫顿 . 有限元分析基础 M, 重庆：重庆大学出版社，2007. 15 Clough R W . The finite element method in plane stress analysis M. US: 1960. 16 Gilbert S. An Analysis of the Finite Element MethodM . New York： Wellesley-Cambridge Press，2008. 17 孙玉超，郭伟，李巨韬，王磊 . 平行梁式电容传感器力学性能的仿真与分析 J. 传感技术学报 2014( 8） ：1027-1032.文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!。