為研究速度、加速度對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的影響，將繁復(fù)的汽車(chē)振動(dòng)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，利用 Matlab 對(duì) B 級(jí)路面情況下不同速度的動(dòng)載荷進(jìn)行仿真; 從力學(xué)角度利用達(dá)朗貝爾原理，研究加速度因素對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重結(jié)果的影響。由分析知: 速度值越大，動(dòng)載荷頻率、幅度越高，對(duì)稱(chēng)重精度影響越大; 加速度不等于零時(shí)，單軸稱(chēng)重瞬時(shí)值會(huì)產(chǎn)生與加速度成正比的誤差，并使稱(chēng)重結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。速度與加速度的影響分析，為進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡精度研究提供了理論依據(jù)。

動(dòng)態(tài)稱(chēng)重，簡(jiǎn)稱(chēng) WIM( weigh － in － motion) ，與靜態(tài)稱(chēng)重相比，具有節(jié)省時(shí)間、效率高、不易造成交通干擾等優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸管理的現(xiàn)代化有著巨大的促進(jìn)作用 。另一方面，靜態(tài)稱(chēng)重時(shí)，車(chē)輛平穩(wěn)的作用于稱(chēng)重臺(tái)面，其他干擾較小，較易實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量; 而動(dòng)態(tài)稱(chēng)重過(guò)程由于受到多種隨機(jī)不確定因素干擾，如汽車(chē)結(jié)構(gòu)、行駛狀態(tài)、路面情況等，對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重造成嚴(yán)重影響。在影響稱(chēng)重結(jié)果的諸多因素中，汽車(chē)運(yùn)行速度是非常重要的方面 。為了解運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)汽車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的影響，本文對(duì)汽車(chē)振動(dòng)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行仿真，分析相同路面條件下，不同速度的動(dòng)載荷情況; 此外，利用達(dá)朗貝爾原理，探討汽車(chē)加速度對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重影響。

1.動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)是測(cè)量行駛車(chē)輛的動(dòng)態(tài)輪胎受力并計(jì)算相應(yīng)的靜態(tài)車(chē)輛重量的過(guò)程。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)主要由稱(chēng)重平臺(tái)、稱(chēng)重傳感器、拉桿限位裝置、接線盒及稱(chēng)重儀表 5 部分構(gòu)成 ，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

2.車(chē)輛速度影響分析

進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱(chēng)重時(shí)，車(chē)輛在稱(chēng)重臺(tái)面上運(yùn)動(dòng)，作用在臺(tái)面上的力，不僅含有車(chē)輛的真實(shí)載重，也包含各種因素所引起的干擾力，如路面平整度、地形狀況、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。其中路面不平是引起汽車(chē)振動(dòng)的主要因素 建立四分之一汽車(chē)

由仿真圖像可以得到: 在相同路面情況下，過(guò)車(chē)速度較小時(shí)，如 V = 5 m / s，動(dòng)載荷頻率較低，振幅較小; 當(dāng)速度增大時(shí)，如 V = 30 m / s，動(dòng)載荷頻率與振幅均明顯增大，易對(duì)汽車(chē)稱(chēng)重結(jié)果產(chǎn)生較大影響。因此，在動(dòng)態(tài)稱(chēng)重過(guò)程中，應(yīng)控制過(guò)車(chē)速度，盡量讓車(chē)輛以較低速度通過(guò)稱(chēng)重平臺(tái)。

3.車(chē)輛加速度影響分析

考慮到現(xiàn)場(chǎng)安裝效果，我們假設(shè)稱(chēng)重平臺(tái)存在一定的傾斜角 θ。現(xiàn)設(shè)定汽車(chē)連同貨物總重量為 mg，前軸承載 m1 g，后軸承載 m2 g，地面對(duì)前后輪的垂直反力分別為 FNA 、FNB ，質(zhì)心 C 距離前后輪的水平距離分別是 L1 和 L2，且距離地面高度為 h。當(dāng)汽車(chē)以加速度 a 行駛過(guò)磅時(shí)，力學(xué)分析如圖 3 所示:

根據(jù)達(dá)朗貝爾原理: 在任一瞬間，平移物體慣性力系可以簡(jiǎn)化為一合力。其作用線通過(guò)物體質(zhì)心，方向與平移加速度方向相反，大小等于質(zhì)量與加速度的乘積。因此，慣性力: F' = － ma ，于是得到汽車(chē)的動(dòng)態(tài)平衡方程，如下:

4.結(jié)束語(yǔ)

朗貝爾原理從力學(xué)角度分析加速度因素對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的影響。由上述分析知，汽車(chē)行駛速度的大小，加速度的變化，都會(huì)對(duì)稱(chēng)重結(jié)果產(chǎn)生影響，引起誤差。為保證較高的測(cè)量精度，首先，秤臺(tái)的安裝應(yīng)盡量沒(méi)有傾角，且選擇在路面等級(jí)較高的路段，以減少稱(chēng)重時(shí)動(dòng)載荷對(duì)汽車(chē)真實(shí)載重的干擾; 此外，動(dòng)態(tài)稱(chēng)重過(guò)程中，汽車(chē)應(yīng)盡量以勻速低速通過(guò)稱(chēng)重平臺(tái)，降低動(dòng)載荷引起的誤差; 最后，軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)采用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法，如卡爾曼濾波等，以保證稱(chēng)量結(jié)果滿足動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精

度的國(guó)標(biāo)要求 。