基于分形理論的路面不平度特性研究.pdf

1、路面不平度使汽車在行駛中產(chǎn)生行駛阻力和振動(dòng)。行駛阻力消耗車輛的功率并且影響車輛動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。而在沖擊下產(chǎn)生的振動(dòng)，則直接影響了車輛平順性、乘坐舒適性以及承載系的可靠性和壽命。隨著研究的不斷深入，人們逐漸開始認(rèn)識(shí)到研究路面不平度的重要性。本文對(duì)實(shí)測(cè)路面不平度數(shù)據(jù)進(jìn)行了傳統(tǒng)特性參數(shù)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：要完整描述路面的不平度特性需要較多的參數(shù)，而且參數(shù)值相同的表面其特性卻可以相差很大，也就是說，傳統(tǒng)參數(shù)無法唯一的表征路面不平度特性，而

2、且參數(shù)值會(huì)隨著測(cè)量?jī)x器分辨率的改變而變化。因此，有必要尋找新的描述表面特性的參數(shù)。分形理論是近幾年發(fā)展起來的一個(gè)數(shù)學(xué)分支。它在信號(hào)描述、信號(hào)處理及其它眾多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。它與表面不平度相結(jié)合的研究已成為一個(gè)重要的交叉科學(xué)研究分支。眾多研究表明分形維數(shù)能夠描述復(fù)雜現(xiàn)象的本質(zhì)特性，本文利用分形理論對(duì)實(shí)測(cè)路面不平度的特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本文對(duì)不同的分形維數(shù)計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果顯示，均方根法和半方差在計(jì)算過程中有較高的精度。鑒于本

3、文的研究對(duì)象，我們采用了均方根法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，混凝土路面的分形維數(shù)最高，均大于1.84，磚路面的分形維數(shù)均在1.70左右，而土路面的分形維數(shù)較低，均小于1.62。分形維數(shù)D越大，輪廓曲線越復(fù)雜，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，D與傳統(tǒng)的粗糙度評(píng)定參數(shù)輪廓均方根偏差呈單調(diào)遞減關(guān)系，但線性關(guān)系不明顯。將兩者結(jié)合起來的路面不平度指數(shù)是一個(gè)能夠反映路面表面特性的綜合參數(shù)。 W-M函數(shù)是描述具有分形特征的粗糙表面輪廓的最佳模型。丈中首先分析了W-