[发明专利]低变异性的模量类智能压实计量指标的测量和计算方法

权利要求书

1.一种低变异性的模量类智能压实计量指标的测量和计算方法，其特征在于，采用如下步骤：

步骤1：采集原始信号：利用压路机振动轮中心轴上的加速度传感器以及位置传感器，采集钢轮振动的竖向加速度以及钢轮偏心块的相位，同时根据采集的加速度信号计算跳振计量值RMV指标，该指标的计算公式如下：

式中，A_ω表示傅里叶变换后，加速度信号频谱图中的基频分量，A_0.5ω表示0.5倍基频的次谐波分量；

式中的RMV指标值应接近于零，否则应降低压路机的振幅；

步骤2：根据加速度测量结果反算速度和位移信号：计算时，先选取一定长度的计算区间，通常选择0.5s或1s，在区间内利用平均值法去除原始加速度信号中的直流分量，然后利用处理后的加速度结果，通过数值积分得到速度和位移信号，在积分时，每次仅对单周期的数据点进行积分，然后参照单周期积分面积为零的原则进行积分常量的修正，最后将区间内各周期的积分结果依次拼接；

步骤3：计算钢轮与压实结构的接触力：先根据中心轴上偏心块位置传感器的监测结果确定激振力的相位，然后根据下式计算振动轮与压实结构的接触力：

式中，F_c表示接触力，F_e表示激振力的峰值，表示零时刻激振力的相位，ω表示激振频率，m_d和m_f分别表示振动轮和振动轮分配的机架质量，a表示振动轮的竖向加速度，以向上为正；

步骤4：计算刚度系数k_c：充分利用步骤2中所选计算区间内所有未脱空的数据点，根据接触力与振动轮竖向位移和速度的关系式，借助最小二乘原理进行计算，计算时每次选取一个周期的数据，最后对计算区间内各周期的结果取平均得到k_c；

步骤5：计算振动模量E_vib(k_c)：将步骤4中得到的k_c值转换为振动模量E_vib(k_c)。

2.根据权利要求1中所述的低变异性的模量类智能压实计量指标的测量和计算方法，其特征在于：步骤4中刚度系数k_c的计算方法，具体计算式如下：

F_c＝k_cx+c_sv

式中，x和v分别表示振动轮的竖向位移和速度，以向下为正，c_s表示阻尼系数；设接触力为零，将单周期内除脱空外的所有数据点代入上式，由此得到一系列超定的方程组，依照最小二乘原理对该方程组进行求解，便可得到刚度系数k_c。

3.根据权利要求1中所述的低变异性的模量类智能压实计量指标的测量和计算方法，其特征在于：步骤5中k_c与E_vib(k_c)的转换关系式如下：

式中，ν表示压实材料的泊松比，l和R分别表示振动轮的宽度和半径，利用上述关系式，再通过迭代法即可得到E_vib(k_c)指标。