路面不平整引起的汽车动荷载计算分析

笔者理论分析了汽车行驶在波浪形路面上时汽车对路面的动荷载作用 ,推导了汽车动荷载与路面波形的理论计算公式 ,实例计算了在给定汽车结构参数、行驶速度、波形路面的波长、振幅时的汽车动荷载 .     

路面不平整引起的车辆动载计算方法

为了分析不平整路面上行驶车辆的动载特性,研究了西宝高速公路平整度实测结果,用正弦曲线模拟路面表面,建立了考虑汽车侧倾因素和轮胎阻尼的四自由度车辆振动模型,利用模态理论和编程计算对车辆振动模型在不同路面波长、不同振幅、不同行车速度及左右车轮激励不同时的动载进行了分析和求解,给出了车辆在不平整路面上行驶时产生的动载计算方法。计算结果表明:波形路面上产生的动荷载沿路线纵向呈波形分布,在路面上行驶的车辆对路面可能产生很大的动荷载,最大动荷载系数可达到2.0以上。     

不平整路面上的汽车动荷载

考虑汽车侧倾因素在路面不平引起汽车动荷问题中的影响,建立了4自由度车辆模型,并据此模型实例分析计算了在路面波幅一定的情况下,汽车在不同波长路面上以不同车速行驶时产生的车辆动荷载。     

不平整路面上的汽车动荷载

考虑汽车侧倾因素在路面不平引起汽车动荷问题中的影响，建立了4自由度车辆模型，并据此模型实例分析计算了在路面波幅一定的情况下，汽车在不同波长路面上以不同车速行驶时产生的车辆动荷载．     

局部不平整引起的车路动态响应分析

将汽车简化为弹簧阻尼模型,对行驶在道路上的车辆突然遇到路面不平整情况时,车路之间接触动荷载进行了求解,得到了车路动载与行驶速度、不平整波长等因素的关系.将得到的随时间和地点变化的车路动荷载,作为荷载边界条件加入道路结构数值计算模型,对路面各结构层的动荷载响应进行了求解分析.计算结果表明:在波长较短且速度较高时表面弯沉具有明显的波动规律;基层底部水平正应力主要与经过此点附近的荷载大小相关,与行车速度及荷载变化方式关系不大.     

三轴车在波形路面上的动荷载研究

应用ADAMS动力学仿真软件,建立了某三轴重型车辆的多自由度整车仿真模型,分析了车辆在不同路面工况下行驶和车辆以不同载重、不同速度行驶时,对路面的动荷载作用。研究结果表明:在车辆的行驶速度范围内,车辆对路面的动荷载随着车速的增加而增加;随着路面振幅的增加而增加;且在相同条件下,满载车辆较空载车辆对路面的动荷载要大很多。     

五轴半挂车高速下坡转弯动载响应分析

利用ADAMS/CAR建立了某型五轴半挂车(1+5+5)型的车辆模型,以及不同坡度、不同转弯半径的路面文件。仿真分析了车辆在弯坡路面高速下坡行驶的过程,说明了过程中动荷载变化的原因,统计分析了车辆在不同弯坡的路面上行驶产生的动荷载,找到了动荷载随着坡度、转弯半径的变化规律。可为路面设计和车辆设计时考虑动荷载的变化提供参考。     

五轴半挂车高速下坡转弯动载响应分析

利用ADAMS/CAR建立了某型五轴半挂车(1+5+5)型的车辆模型,以及不同坡度、不同转弯半径的路面文件。仿真分析了车辆在弯坡路面高速下坡行驶的过程,说明了过程中动荷载变化的原因,统计分析了车辆在不同弯坡的路面上行驶产生的动荷载,找到了动荷载随着坡度、转弯半径的变化规律。可为路面设计和车辆设计时考虑动荷载的变化提供参考。     

水泥混凝土路面破损状况对重载车辆动荷载的影响分析

由于刚性路面减振效应低,随着车辆载重逐渐增加,水泥混凝凝土路面破损情况逐渐加重。因此,现以福田欧马双轴车为研究目标,通过ADAMS软件建立整车动力学模型,以不同错台高度、不同行驶车速、不同车身重量3个参数变量研究重载车辆在不同路面环境下,车辆动荷载变化情况。研究表明:错台路面对车辆动荷载影响显著,在相同错台高度下前轮的动荷载比后轮大,其前轮动荷载最大为静荷载的2.35倍;在同一错台高度下,随着车速的提高车辆动荷载增大;当路面错台十分严重时,路面不平度成为影响车辆动荷载大小的主要因素,车速成为次要因素;而当路面错台较小时,车速对车辆动荷载的变化起决定作用;载重对车辆动荷载有明显影响。载重越大,车辆动荷载越大,但车辆动荷载系数越小。     

预应力锚索柱板墙现场动态测试研究

以预应力锚索柱板墙为研究对象,通过在挡土墙所在位置的路基与墙背处布置应变式动土压力盒,对车辆在不同载重、不同车速和行驶在不同车道时的动态响应进行测试,并评估交通荷载对支挡结构的作用与影响。测试表明汽车荷载的增加是引起挡土墙破坏的重要原因,而汽车行驶速度对挡土墙动应力的影响较小。鉴于汽车在超车道上行驶时,对挡土墙的影响程度远小于在行车道上行驶时的影响,挡土墙的设计计算时,应主要考虑汽车荷载在行车道上的动荷载的作用。     

水泥混凝土凹坑路面破损对重载车辆动荷载影响分析

水泥混凝土路面在使用过程中因车辆过载作用会加速破损,为分析路面破损状况对重载车辆动荷载变化,以福田欧马S5双轴车为研究对象,基于"1+2型"四自由度车辆振动模型,借助ADAMS软件对在不同凹坑路面破损状况、不同载重、不同车速的共同作用下,分析了破损水泥路面对重载车辆的动荷载影响。研究表明:在同一凹坑深度下,随着车速提高,车辆动荷载增大,其最大动荷载是静载的1.93倍;随着载重增加,同一深度下车辆动荷载增大,动荷载系数减小,凹坑深度在50～60 mm范围内,车辆最大动荷载是静载的1.49倍,此刻对于车轮,凹坑路面的破损程度对重载车辆的行驶平顺性产生了严重干扰。     

基于公路工程技术标准的载重货车动荷载系数研究

为研究载重货车前、后轮的动荷载系数,建立五自由度车辆振动模型,采用傅里叶变换推导动荷载系数计算公式,以公路工程技术标准作为路面不平整度的标准,计算典型载重货车前后轮动荷载系数。研究结果表明,在满足公路工程技术标准要求的公路上行驶的载重货车动荷载系数在10%左右,而且前轮动荷载系数高于后轮动荷载系数。     

移动荷载作用下沥青路面动态响应三维有限元分析

我国新建道路沥青路面是以双轮组单轴载100 kN(BZZ-100)为标准轴载,采用双圆均布荷载作用下的多层弹性理论进行设计的,而汽车实际施加给路面的是移动荷载。通过建立半刚性基层路面的三维有限元分析模型,对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了有限元分析,得出了荷载正下方不同深度处节点竖向位移、竖向压应力、水平应力、竖向剪应力及水平剪应力的时间历程曲线,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

长寿命半刚性基层沥青路面结构新设想

路面结构动载性能分析 对路面结构的动载性能进行分析,首先要把汽车荷载看作动载,分析汽车驶过路面时,汽车荷载在路面各结构层的传递、扩散;分析路面各结构层的结合状态,是趋于连续状态还是滑动状态;路面结构动载性能分析不采用弹性层状连续体系理论,忽略路面结构体的竖向压缩变形,     

车辆超载作用对路面的影响分析

利用Matlab软件编制程序,对车辆超载问题进行了仿真,分析了由于路面不平整度引起的车辆动荷载和动荷载系数变化规律,得到车辆超载率与车辆动荷载和动荷载系数之间的关系。为路面设计和车辆与路面之间的相互作用提供了理论基础。     

部分滑水对路面附着系数的影响

根据能量守恒原理，利用作用在轮胎上的动水压力计算式，通过有限元计算，分析了由于部分滑水而导致的附着系数的降低状况，得到了附着系数与水膜厚度、行车速度的关系式。计算结果表明，如果水膜覆盖在路面上，那么汽车行驶时不可避免地要产生部分滑水现象，轮胎与路面间的附着系数和干燥状态相比，要下降很多。汽车在低速行驶时，水膜厚度对附着系数的影响较大；而在高速行驶时，则速度的影响较大。     

加载周期对沥青路面动态响应的影响

不考虑行车动荷载对路面影响的传统路面设计方法存在诸多弊端,本文首先利用有限元方法对不同加栽周期的行车动荷栽作用下路表面弯沉的变化趋势进行了计算和分析,其次对不同加栽周期时的寿命比进行了比较。分析结果表明当加载周期在0．05s～0．4s之间时路面动弯沉值显著大于静弯沉值,其中,当加载周期为0．09s时,动弯沉值比静弯沉值大21％,此时,路面的实际使用寿命只有静力条件下计算寿命的41％。江阴大桥交通量调查结果表明大多数满载重车在高速公路上的行驶速度都满足不利加栽周期条件,对路面实际使用寿命的影响非常显著。因此,在路面设计中应该对载重汽车的行驶速度以及由此引起的动态效应进行着重分析和考虑。     

车辆振动模型的建立及动荷载计算研究

建立了车辆的1/4模型,并推导了车辆模型动态计算方程,通过对方程的求解分析了行驶速度、行车荷载等对汽车动荷载的影响.     

车辆动荷载下沥青路面力学响应分析

为了分析路面结构在行车动荷载作用下的力学响应,建立了单自由度1/4车辆模型和以正弦曲线模拟路面不平整度的模型,通过将不同路面状况和行车速度的组合,分析车辆在各情形下所产生的动荷载,发现路面传给车辆的激励振动频率接近车辆自身振动频率时,车辆对路面产生的动荷载值最大.采用ANSYS静态和瞬态三维有限元方法,计算车辆在静态以及不同速度、不同路面状况下沥青路面面层层底水平拉应变和面层内最大压应变,总体来看采用静态荷载进行路面结构设计是偏安全的.     

弯坡路面的车路耦合仿真分析

车辆与道路相互作用的研究不仅只考虑路面不平整度对车辆动载荷的影响,而且应考虑行驶工况对车辆动荷载的影响.针对车-路耦合作用的特点,运用ADAMS/Car动力学仿真软件,建立了重型卡车的多自由度仿真模型和3D弯坡路面模型,通过分析弯坡路面和平直路面下车辆对路面的动载荷作用.表明,弯坡路面的疲劳破坏程度比平直路面的大.