利索能及
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专利号: 2024106681221
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种防车船撞击的轮胎挡土墙,其特征在于:包括非撞击区域和撞击区域,非撞击区域采用返包控稳加筋法稳固挡土墙结构,撞击区域配备吸能组件以减缓车辆撞击时造成的破坏;吸能组件包括下部轮胎(1)、上部轮胎(2)、同轴旋转机构(3)和滚筒传动器(4),所述下部轮胎(1)与上部轮胎(2)之间通过同轴旋转机构(3)连接,所述滚筒传动器(4)设置于下部轮胎(1)与上部轮胎(2)之间;

所述同轴旋转机构(3)包括下部叶片锥形齿轮(301)、中部叶片锥形齿轮(302)、上部叶片锥形齿轮(303)和主转轴(304),所述下部叶片锥形齿轮(301)通过中部叶片锥形齿轮(302)与上部叶片锥形齿轮(303)啮合连接,所述主转轴(304)贯穿于下部叶片锥形齿轮(301)和上部叶片锥形齿轮(303)的轴心;

所述主转轴(304)的顶部与上部轮胎(2)相连,底部与下部轮胎(1)相连。

2.一种如权利要求1所述的防车船撞击的轮胎挡土墙的损伤评估系统,其特征在于:包括撞击测试数据采集单元、吸能效果评估单元和损伤状态评估单元,撞击测试数据采集单元收集和分析车辆撞击轮胎挡土墙过程中的数据;

吸能效果评估单元评估撞击过程中吸能组件的吸能效果;

损伤状态评估单元评估撞击后吸能组件的损伤状态;

吸能组件的吸能效果通过动能公式计算撞击后轮胎挡土墙的吸能量和比吸能,评估吸能组件吸收能量的能力;

吸能效果的评估步骤如下:

a.基于动能公式计算撞击后轮胎挡土墙的吸能量 :

其中, 表示车辆撞击轮胎挡土墙前的车速, 表示车辆撞击轮胎挡土墙后的车速,m表示车辆的质量;

b.比吸能 的计算式为:

其中, 表示装备吸能组件的轮胎挡土墙所吸收的能量, 表示未装备吸能组件的轮胎挡土墙所吸收的能量;

c.类比弹簧的弹性模量,反推定义吸能组件的弹性模量K值,计算比吸能模量 :其中, 表示装备吸能组件的轮胎挡土墙的弹性模量, 表示未装备吸能组件的轮胎挡土墙的弹性模量;

吸能组件的损伤状态通过引入截面损伤因子和损伤状态评估阈值,综合考虑吸能量和变形位移,评估撞击区域吸能组件在反复撞击后是否需要维护与更换;

损伤状态评估包括以下步骤:

a.试验后计算得出车辆撞击后轮胎挡土墙撞击区域吸能效果优异且仍能回复原样的墙体截面损伤因子阈值p;

b.试验后计算得出车辆撞击后轮胎挡土墙撞击区域吸能效果差且发生变形且无法回复原样的墙体截面损伤因子阈值q;

c.截面损伤因子 的计算式为:

为轮胎的变形位移,为经验系数,轿车轮胎、客车轮胎、货车轮胎分别取1.0、1.1、

1.2, 为比吸能, 为比吸能模量,得到比吸能‑比吸能模量损伤状态评估阈值表达式如下:。

3.根据权利要求2所述的一种防车船撞击的轮胎挡土墙的损伤评估系统,其特征在于:所述撞击测试数据采集单元包括图像采集单元、撞击力测试单元和速度测试单元。

4.根据权利要求3所述的一种防车船撞击的轮胎挡土墙的损伤评估系统,其特征在于:所述图像采集单元通过多个摄像头环绕检测轮胎挡土墙与车辆碰撞位置,并将检测数据传输至远程计算机终端进行分析,所述撞击力测试单元结合图像采集单元通过测力传感器进行动态数据采集,所述速度测试单元通过安装于车辆上的光电传感器组成速度计数器,记录车辆撞击轮胎挡土墙后的速度变化情况。