侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明：静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s.     

基于人-车-路五自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了准确评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,采用五自由度振动模型,考虑车路耦合,用传递矩阵法进行了人-车-路相互作用分析,研究了车速、车架转动惯量、座椅刚度系数和阻尼系数以及轮胎的刚度系数对加权加速度均方根值的影响,并建立了基于人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。算例结果表明:A、B、C、D四个等级路面的加权加速度均方根值分别为0.3812、0.7963、1.2320和2.9706m.s-2,舒适性评价分级与路面分级时的主观评价分级相一致;相对于现有方法,该方法考虑了不同路面类型和行车速度的影响,体现了车辆的转动,可评价货车行驶的舒适性。     

基于刚柔耦合建模的某轻型货车振动特性仿真分析

以某轻型货车为研究对象,基于HyperMesh和ADAMS建立整车刚柔耦合模型,主要包括柔性体车身模型及前/后悬架、转向系等刚体的模型。基于路面激励的随机振动仿真分析,得到不同工况下车架放置货物处的加速度时间历程及功率谱图,计算出加权加速度均方根值。评价结果表明:所建的刚柔耦合整车模型正确,该型货车在正常行驶时的振动特性较理想,货物在运输过程中振动较小。     

大跨度窄钢桁加劲梁悬索桥车桥耦合振动分析

大跨度窄加劲梁悬索桥竖向振动响应研究具有现实意义。基于动力平衡理论和有限元法建立车辆和桥梁的动力微分方程,采用空间三轴车辆模型,利用ANSYS软件编制车桥耦合振动程序进行计算。激振源为路面不平整度,利用车桥系统力与位移协调条件,应用Newmark-β法求解动力方程,分析不同车速、车重、路面等级工况下车辆荷载对大跨度窄钢桁加劲梁悬索桥跨中竖向振动响应的影响。结果表明:车速和路面等级主要对竖向振动加速度响应有较大影响,而对竖向振动位移响应影响较小;竖向振动加速度响应随车速增大而增大,随路面等级降低而增大;随车重的增加竖向振动位移响应增加,而竖向振动加速度降低。     

汽车半主动空气悬架的神经网络控制方法

为了提高汽车半主动悬架的控制效果,以空气弹簧压力为控制对象,应用自适应神经网络控制方法,进行了不同路面激励下的半主动空气悬架的车身垂直加速度、悬架动挠度和车轮动载荷的计算机仿真和实验研究,并与被动悬架系统的相应参数进行了对比。发现在白噪声路面和较低频率的正弦路面激励下,半主动空气悬架采用自适应神经网络控制能够明显降低车身垂直加速度、车轮动载荷和悬架动挠度,降低范围为16%~85%,提高了车辆的操纵稳定性,改善了车辆的行驶安全性与乘坐舒适性。     

重轴载条件下沥青路面竖向永久变形分析

选择几种典型的沥青路面结构,考虑沥青混合料的粘弹性特性,利用Cosmos/M软件进行有限元分析,计算出各沥青路面的竖向变形和侧向隆起变形.分析不同路面结构在重载条件下的变形的规律,为路面设计根据不同的条件采用合理的路面结构提供参考.     

基于人-车-路三自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了更准确地评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,将人-车-路组成的系统简化成三自由度振动模型,依据牛顿法建立了振动微分方程,采用传递矩阵法对其进行了求解,进而建立了考虑人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。结果表明,该评价方法能考虑不同路面类型以及公路等级的影响,对于不同等级路面的评价结果与实际情况一致,而国际平整度指数、功率谱密度和平整度标准差在部分工况下不能很好地描述路面的舒适性。     

高速铁路简支梁桥车桥系统随机响应

为探讨高速铁路简支梁桥车桥系统的随机响应,采用虚拟激励法,将轨道高低不平顺转化为一系列频率点处简谐荷载的叠加,使非平稳随机振动问题转化为确定性的时间历程问题.采用分离迭代法求解车桥系统运动方程,运用三倍标准差原理确定车桥系统响应的最大、最小值.最后,讨论了简支梁桥车桥系统的随机响应在不同列车运行速度下的变化规律.研究结果表明:车体竖向位移和加速度的随机性较大,桥梁跨中竖向响应及轮对受到的竖向轮轨力受确定性荷载的影响较大;列车运行速度对桥梁跨中竖向加速度最大值、车体竖向加速度最大、最小值的影响较大.     

基于驾乘舒适性的沥青混凝土路面评价

为给沥青混凝土路面舒适性评价及日常管理养护提供理论依据,在测得室内外大量道路路面性能参数及三向加速度数据的基础上,研究了加权加速度均方根值与道路路面性能参数之间的关系.运用214组有效室外实验数据,拟合了加权加速度均方根、行驶速度与平整度关系的线性回归方程,并用驾驶模拟舱对室外实验结论进行了验证.结果表明:加权加速度均方根与平整度强相关,与速度中等程度相关,与动态摩擦系数弱相关,在动态摩擦系数一定的条件下,驾乘舒适性随平整度及行驶速度的增加而降低;当平整度为1.35和3.05 mm/m时,满足驾乘舒适性的最大速度分别为124.1和88.7 km/h.      

考虑轨道不平顺降维模拟的车-轨-桥系统竖向随机振动研究

基于概率密度演化理论(PDEM)开展了车-轨-桥系统竖向随机振动研究。结合正交随机函数思想和数论选点理论,提出了轨道不平顺代表样本的降维模拟方法,通过2个基本随机变量实现了概率密度层次上随机激励代表样本的模拟;基于PDEM建立了车-轨-桥系统竖向随机振动方程,并进行了算例验证;探讨了车速对简支梁桥和CRH3、CRH2和ICE3三种车辆随机振动响应的影响。结果表明：受车桥共振影响,桥梁中跨跨中竖向位移的均值和标准差在车速425 km/h时均出现了最大波峰;桥梁跨中竖向加速度均值和标准差基本呈现随车速的增大而增大变化趋势;当轨道不平顺激励主频接近车辆竖向一阶自振频率时,车体的竖向位移响应最为显著;车速越大,轨道随机不平顺对车体竖向加速度响应的贡献越大。     

西南山区公路沥青路面性能评价指标研究

对重庆地区公路沥青路面使用性能进行调研检测,利用现有的评价指标对调查路段的路面破损状况和路面行驶质量进行了评价.在此基础上,结合该地区高温多雨的气候特征和路面使用坏境,对路面使用性能评价指标中的路面状况指数PCI和路面结构承载力指数PSSI进行完善和修订,以便因地制宜对西南山区公路沥青路面使用性能进行科学评价.     

超薄白色罩面板脱空的模拟及分析

对超薄白色罩面(UTW)结构采用变尺寸接触模型模拟板底未脱空时及板分别出现不同程度的纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空和板角脱空情况下等不同情况,基于ANSYS软件分析了脱空下罩面板的受力特性及路面破坏的原因和破坏模式,并通过试验观测对分析的结果进行了验证,指出设计及施工时应采取措施保证UTW层间粘结,避免罩面过早破坏.     

超薄白色罩面板脱空的模拟及分析

对超薄白色罩面(UTW)结构采用变尺寸接触模型模拟板底未脱空时及板分别出现不同程度的纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空和板角脱空情况下等不同情况,基于ANSYS软件分析了脱空下罩面板的受力特性及路面破坏的原因和破坏模式,并通过试验观测对分析的结果进行了验证,指出设计及施工时应采取措施保证UTW层间粘结,避免罩面过早破坏.     

水泥混凝土路面路基永久变形预估

结合修正后的路基永久变形预估模型和应变分层总和法,在考虑粘土、粉土和砂土3种不同土质状态下,分别预估了荷载作用于板边、板中及板角时路基产生的永久变形．计算表明,对于一定的路面结构和交通轴载,粘土路基的永久变形量最大,粉土次之,砂土最小;对于同一种土质,板角受荷时路基的永久变形最大,板边受荷次之,板中受荷最小;当荷载作用在板边时,板的尺寸越小,路基的永久变形越大;板角受荷造成的路基永久变形对水泥路面的受力状况是最为不利的．     

水泥混凝土路面接缝张开量影响因素分析

接缝是水泥混凝土路面的重要结构,同时也是水泥混凝土路面的薄弱环节。在调查分析水泥混凝土路面接缝类病害的基础上,指出接缝张开量大小与填缝料变形相匹配是保证接缝具有良好使用性能的重要因素之一,进而系统分析温度状况、湿度状况、基层类型、接缝间距、车辆荷载对接缝张开量的影响,为水泥混凝土路面接缝张开量数值分析敏感性因素提供参考。     

基于飞行员主观评价的机场道面优化设计

日本东京羽田国际机场第4跑道规划建于东京湾东侧,2/3位于填海造地的人工岛上,其余1/3位于多摩川河口上,为了疏散河水,该部分采用桥梁结构。对于桥梁部分机场跑道,荷载作用下桥面的变形和桥路基过渡段的不均匀沉降是影响飞机乘坐舒适性和飞行操作安全性的2个主要因素。借助飞行模拟试验,根据飞行员主观评价的调查结果对桥面混凝土板厚度和过渡段沉降标准进行优化。结果表明,桥面板弯沉和过渡段不均匀沉降的增大会降低飞行操作安全性和乘坐舒适性,尤其对舒适性的影响更为明显。依据50%以上的飞行员对道面性能的评价为不舒服或更差这一标准,最终对羽田机场第4跑道桥面板厚度和过渡段不均匀沉降标准进行了优化。     

LSPM材料在基层抗冻耐久性上的应用

大粒径透水性沥青混合料（LSPM）基层是一种路面内部排水结构,能及时排走滞留在路面内部的水分的基础上,能有效地减少反射裂缝的发生。北方寒冷地区路面损坏很多时候是由于冻胀等因素引起的,在研究LSPM材料的抗冻性能的基础上,提出了此材料适合应于寒冷地区,可以降低道路水损坏发生率,提高路面使用寿命。     

利用无损探测技术研究机场道面错台成因

依托无损检测方法对某机场道面错台区域进行综合检测,得到引起该机场道面错台的原因：由于错台区域两侧道面修建历史不同,所采用的道面结构和材料不同,2种不同道面在飞机荷载和环境因素的长期作用下引起道面基层不均匀沉降,基层的不均匀沉降进一步反射到面层引起错台区域道面脱空,道面脱空和基层的不均匀沉陷最终引起道面错台．     

旧水泥混凝土路面错台对沥青加铺层受力的影响研究

利用有限元软件ANSYS建立考虑错台的路面结构有限元模型,分析在标准轴载下,不同荷载位置、沥青加铺层厚度和错台高度对沥青加铺层中最大剪应力的影响。计算结果表明：错台条件下,最不利荷位为荷载刚好完全作用在错台高板一侧;在对称加载时,沥青加铺层中也会出现较严重的剪应力集中现象;随错台高度的增加,最大剪应力显著增大;增大加铺层厚度可降低沥青混凝土开裂几率和延缓裂缝的向上反射。