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文檔簡介
1、目前我國及世界其他國家的道路設(shè)計方法中,通常把車輛載荷視為靜態(tài)載荷或近似等效靜態(tài)載荷,當(dāng)在載荷不太大、車速較低的情況下基本是適合的。隨著交通運輸高速、重載趨勢的發(fā)展,由路面不平度引起的隨機振動使車輛動載荷大大增加,靜力載荷模式與車輛運行過程中對路面實際作用力的差異越來越大,地面結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性遠非靜力學(xué)特性所能描述。同時車輛動載荷引起的道路破壞又會加劇車輛的振動,增加車輛動載荷,嚴重影響車輛的行駛安全性、舒適性。因此,車輛與道路是相互耦
2、合作用的系統(tǒng),將車輛與道路作為一個系統(tǒng),深入研究車-路系統(tǒng)的相互作用,研究重型車輛作用下道路結(jié)構(gòu)的動力特性,具有十分重要的現(xiàn)實意義。
由于輪胎變形較路面變形大得多,車輛、輪胎、道路組成一個弱耦合系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容如下:
(1)車輛對路面動態(tài)載荷研究。本文建立了不同等級道路的時域模型和四分之一車輛模型,分析了道路隨機激勵下車輛動載荷的頻域響應(yīng),探討了行車速度、載重、輪胎剛度和懸架阻尼等參數(shù)對動載荷系數(shù)的影響
3、。結(jié)果表明,車輛對道路的動載荷以低頻率振動為主,適當(dāng)減小輪胎剛度,增大懸架阻尼等方法可有效減小車輛動載荷。
(2)二維汽車-道路系統(tǒng)動力學(xué)分析。以Bernoulli-Euler梁模擬路面,用Kelvin粘彈性地基模擬路基,考慮懸架阻尼非線性、輪胎非線性,建立了車-路耦合系統(tǒng),并采用平均法對車輛微分方程進行了理論分析,采用常數(shù)變異法對道路振動方程進行了分析,最后用New mark法數(shù)值模擬了車-路耦合系統(tǒng)響應(yīng)。
4、 (3)剛性混凝土路面上車-路系統(tǒng)動力學(xué)建模及仿真分析。以Kelvin粘彈性地基模擬路基,Kirchhoff無限大薄板模擬路面,建立了7自由度整車-道路系統(tǒng)模型。數(shù)值分析了不同車速、輪胎剛度、載重、地基模量和道路面層厚度等參數(shù)下的道路結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)。仿真結(jié)果驗證了所建系統(tǒng)模型的正確性,夯實地基,增加面層厚度,降低輪胎剛度和載重,適當(dāng)?shù)能囕v速度等能減小道路的變形。
(4)重載汽車下半剛性瀝青路面的動力學(xué)響應(yīng)與疲勞破壞。根據(jù)瀝青
5、道路層狀體系理論,建立了道路結(jié)構(gòu)的ANSYS模型,對移動載荷作用下道路結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變進行了分析。通過分析道路的裂紋,研究了道路疲勞破壞的原因和方式,并以面層底部的彎拉應(yīng)變?yōu)橹笜?biāo)進行了道路疲勞壽命的預(yù)估。
(5)減小車輛對道路動態(tài)作用的車輛主動懸架魯棒H2/H∞保性能控制研究。為了減少重載汽車對路面的破壞,采用懸架主動控制技術(shù)。將主動懸架的控制問題歸結(jié)為有時域硬約束的魯棒干擾抑制問題,將輪胎動載荷作為系統(tǒng)的H2最小化輸出性
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