6 / 10
С.С. Гаврюшин, В.А. Годзиковский, М.В. Смирнов
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
существует проблема разветвления силы веса. Если пятно контакта
больше, чем размер датчика, только часть силы проходит через дат-
чик, т. е. измеряется, а оставшаяся часть проходит через окружающее
датчик покрытие, т. е. не измеряется. Это служит источником систе-
матической составляющей погрешности. Для решения данной про-
блемы необходимо учитывать коэффициент разветвления силы, по-
казывающий, какая часть силы идет через датчик, а какая — в обход.
Данный коэффициент зависит от температуры. При более низких
температурах асфальт тверже, чем при высоких, соответственно на
датчик приходится большая нагрузка, из-за этого изменяется та часть
нагрузки, на которой основано определение веса.
Согласно Приказу МВД от 20.01.2015 г. № 32, погрешность изме-
рения осевой нагрузки не должна превышать 2 % при скорости авто-
мобиля 40 км/ч и 10 % при 140 км/ч. Соответственно, чтобы спроекти-
ровать датчик, отвечающий требованиям МВД, необходимо провести
расчеты.
В ходе расчетов были получены напряжения по Мизесу для всех
датчиков и рассчитан коэффициент разветвления силы. Сводная таб-
лица (табл. 3) напряжений в зоне датчика показывает, что из выбран-
ных трех вариантов датчиков наибольшие напряжения в дорожном
покрытии, чаша прогиба и коэффициент разветвления силы возника-
ют при введении датчика размером 60×60, т. е. в виде узкой полосы.
Таблица 3
Сводная таблица напряжений
Вид датчика
Максимальная ча-
ша прогиба, мм
Максимальное
напряжение
по Мизесу, МПа
Коэффициент
разветвления силы
Датчик 60×60
1,21
2, 86
0,7
Датчик 100×30
1,19
2,78
0,5
Датчик 300×40
1,12
2,77
0,01
По результатам исследования однозначно ответить на вопрос, ка-
кой датчик вносит меньшие напряжения, невозможно, так как полу-
ченные значения максимальных напряжений оказались одного по-
рядка, примерно равны между собой.
Выводы.
1.
Расчет НДС дорожного покрытия в зоне датчика веса необхо-
дим для увеличения срока службы дорожного покрытия.
2.
При расчете в ANSYS датчика, установленного в дорожном
покрытии, целесообразно применять методы виртуального датчика
и склеивания слоев.