路面不平度测量技术研究综述

路面不平度在汽车平顺性研究中有着重要的作用,也关系到车辆的运营时间和费用。该文综述了路面不平度测量技术在国内外的发展情况,在此基础上,分析了路面不平度数据测量的多种方法,指出了关于数据测量现存的问题并给予分析解决。最后讨论了路面不平度数据在车辆工程领域的应用及路面不平度数据测量技术的发展方向。     

路面国际不平度指数的两种描述及其应用

为理解和应用路面国际不平度指数,研究了路面国际不平度指数的时间域和时间频率域描述。基于路面国际不平度指数的标准车辆模型,建立了路面国际不平度指数的时间域描述和车辆模型的运动微分方程。在空间频率域,建立了路面不平度功率谱密度表示;在时间频率域,建立了路面激励功率谱密度表示。通过路面国际不平度指数标准车辆模型推导出悬架动挠度速度的频率响应表示,建立了路面国际不平度指数的时间频率域表示,分析证明了路面国际不平度指数和路面激励功率密度等效。利用美国LTPP项目实测路面不平度数据,求取了路面国际不平度指数时间域和时间频率域的结果,通过两者对比说明了国际不平度指数时间频率域描述的正确性和有效性,对实测路面不平度数据引入中值滤波可更好确定时间频率域路面国际不平度指数。     

基于实测不平度的路面等级分析与评价

通过经改良的平整度仪的实际测量得到了路面不平度数据,将所测得的频域信号转化为位移信号后,采用经验模态分解去均势项和小波硬阈值去噪等方法对数据进行了预处理。再对预处理后的数据进行傅里叶变换得到功率谱密度曲线,并用倍频程的平滑滤波法得到了平均功率谱密度曲线。然后运用谐波叠加法重构了A级路面谱并将其与实测路谱进行对比,最后用特征参数提取法评价所测路段的路面等级,并在分析和处理所有测量路段后,基于统计结果对整个林场的路面状况进行了评价。结果表明试验方法可行,所测区域路面整体水平较好,大部分集中在A级和B级,整体路面不平度在B级以上。     

路面不平度的分形分级参数研究

根据路面不平度的现有分级标准,采用傅里叶逆变换的方法模拟8个等级路面不平度高程数据,计算路面不平度的分形参数,提出路面不平度的分形分级参数.计算分析结果表明,傅里叶逆变换方法模拟的各级路面分形维数均在1.60左右,差别很小,表现出明显的自相似性;路面不平度指数结合了路面不平度的传统的统计特征参数与分形维数,因而更适合路面不平度的分级;路面不平度指数随功率谱密度的增大而增大,且由高级到低级呈明显增大趋势,路面不平度等级越差,路面不平度指数越大.     

基于幂函数的路面不平度白噪声激励模拟方法

对基于有理函数的路面不平度白噪声激励模拟方法进行了分析,指出了该方法存在的不足.提出了一种基于幂函数的路面不平度白噪声激励模拟方法,并对其两轮路面不平度输入的白噪声激励模拟方法进行了推导.通过对不同等级路面的仿真,验证了所提出方法的可行性.     

基于逆变换的路面不平度仿真研究

针对使用现有方法仿真公路路面不平度时其结果存在误差的问题,研究了基于逆变换的路面不平度仿真的新方法。该方法直接研究给定的路面不平度功率谱密度,然后根据功率谱密度和离散FOURIER变换的性质以及信号采样定理,对数据进行截断、补充和一系列变换后获得路面的不平度。在考虑了汽车固有振动频率及行驶速度后。利用该方法对A、E两个等级的公路路面进行数值仿真。仿真结果显示：利用该方法所得路面不平度的功率谱密度与给定的功率谱密度准确一致,并且该方法简洁、便于使用。     

比利时石块路路面不平度设计

比利时石块路是汽车试验中最典型的路面。文章叙述了基于随机数据分析理论和信号处理技术,通过计算进行比利时石块路路面铺设不平度设计及检验的方法,还给出了运用该方法产生的一条加速强化比利时石块路路面不平度的具体设计结果。     

路谱模拟中四轮相干时域模型仿真研究

文章简单介绍了路面不平度的概念及其统计特性,分析了构造路面不平度的数学模型,选取谐波叠加法对标准路面谱进行了重新构建,通过时空相干性构建了四轮路面输入模型,并在MATLAB中对其进行了验证。     

基于RBF神经网络识别路面不平度的研究

针对应用RBF神经网络识别路面不平度的输入选择、输入方案确定和识别效果评价3个问题，提出了一种解决方法。对RBF神经网络和训练过程进行了分析，选择车辆可以测试的车辆响应作为RBF神经网络输入，引入正交试验设计确定RBF 神经网络输入方案，采用相关系数和均方根误差作为RBF神经网络识别效果的评价指标。通过采用车辆和路面不平度系统4自由度平面模型仿真获得车辆响应和前轮路面不平度，应用RBF神经网络对常用路面等级和常用车速行驶下某汽车的前轮路面不平度进行了识别。结果表明，所提出的方法解决了基于RBF神经网络识别路面不平度的3个问题，可以用于其它神经网络识别路面不平度。     

由国际平整度指数模拟路面不平度方法研究

为了将实测得到的国际平整度指数IRI值引入到路面不平度模拟中,从而在车一路或车一桥相互作用的耦舍体系中更准确地模拟由路面不平度引起的车辆动荷栽,提出了一种通过实测IRI值得到该段路路面不平度的方法.由IRI的计算方法入手,通过建立1/4车模型来分析路面不平度的输入和车辆、地面的振动响应,并通过路面不平度标准差与IRI的关系等式作为中介,将IRI引入到路面不平度的模拟中,采用周期图表法,利用功率谱密度函数和傅立叶逆变换,进一步模拟出路面不平度.最后进行了实例模拟,通过程序分析,验证了该方法的有效性.     

基于路面不平度自功率谱密度函数计算国际不平度指数的研究

提出了一种基于路面不平度自功率谱密度函数PSD计算国际不平度指数IRI(International Roughness Index)的方法。通过建立1/4车辆模型来分析路面不平度的输入和汽车振动的响应,由动态响应模型的理论分析得到路面不平度的自功率谱密度函数PSD(Power Spectral Density),再应用随机理论等方法,推得基于路面不平度自功率谱密度函数PSD的IRI值。用PSD计算IRI,能够使车辆和道路部门比较他们对路面不平度的各自评价标准,从而作为其设计、改进产品的依据,IRI的求得,为公路运输部门对道路的养护决策提供了依据。     

车轮随机动载特性的Simulink仿真分析

利用汽车的两自由度模型，应用Simulink软件仿真分析了车速与路面不平度对车轮随机动载变化趋势的影响。同时也分析了车轮随机动载的大小对路面疲劳应力的影响，指出了不同车速和路面不平度引起的路面动力反应及损伤变化规律，即车速和路面不平度的增加将导致汽车动载的增加，从而加速路面的损伤。提出了针对路面状况调整车速可以降低车轮随机动载，从而达到减轻路面损伤的要求。     

路面不平度传递函数法在汽车动态模拟中的应用

路面不平度是汽车行驶时最主要的激励，正确的模拟路面不平度是汽车进行计算机模拟的基础。但在通常情况下，路面不平度输入非常困难。本文针对大型有限元工程软件NAS-TRAN的使用，研究了路面不平度传递函数法，通过路面不平度传递函数输入路面不平度激励，用于汽车的动态模拟。实例验证表明，此方法简单适用，结果准确。     

路面不平度数学模型的研究进展

分别阐述了路面不平度的功率谱分析模型、时间序列分析模型、分形分析模型及小波分析模型,对每一种路面模型进行了系统评价,并指出了路面不平度研究发展方向。     

基于虚拟试验场的强化路面建模方法研究

虚拟试验场是依据某汽车试验场建立的,可用于在仿真环境下对车辆进行路试试验。虚拟试验场的路面建模需要保证具有实际路面特性,文章针对虚拟试验场建立中强化路面的建立问题进行研究,提出一种方法,可以准确的建立虚拟试验场的强化路面。利用双轨路面计测量强化路面的不平度,对测试数据进行分析处理,保证测量结果的准确性,应用试验场规则路面的详细尺寸信息建立模拟路面。对于规则强化路面,应用实际尺寸和技术规范等信息建立,对于不规则强化路面,利用实际测量的路面不平度,通过功率谱估计、路面等级分析、路面不平度数字化等建立模拟路面。通过相关性分析,保证所建立的模拟路面的准确性和可信性。     

基于ADAMS的随机路面不平度建模及参数选择

车辆的垂直运动和俯仰运动会影响乘客的舒适性和安全性,垂向振动的激励除了发动机的激励,还取决于路面轮廓的不平度.应用谐波叠加法对路面不平度的特征能较好的拟合,并对生成的路面与国际标准的分级路面进行对比,分析谐波的数目对路面不平度均方根值有很大影响,证明生成时域信号的功率谱密度与标准规定的路面等级一致,可以作为研究车辆垂向...     

基于汽车车身垂直加速度的典型道路路面谱识别研究

以1/4汽车振动模型为研究对象,推导出以汽车车身垂直振动加速度作为输入信号、路面不平度作为输出信号的数学模型及其模拟图,并利用MATLAB/SIMULINK搭建系统模型求解路面不平度,对路面不平度进行谱估计完成路谱的识别。通过实际测试和数据处理分析,说明该方法理论依据正确可行,可以为虚拟样机仿真路面的生成提供数据支持。     

路面不平度传递函数法在汽车动态模拟中的应用

路面不平度是汽车行驶时最主要的激励，正确的模拟路面不平度是汽车进行计算机模拟的基础。但在通常情况下，路面不平度输入非常困难。本文针对大型有限元工程软件NASTRAN的使用，研究路面不平度传递函数法，通过路面不平度传递函数输入路面不平度激励，用于汽车的动态模拟。实例验证表明，此方法简单适用，结果准确。     

基于Fourier逆变换法的桥面不平度模拟及测试分析

桥面不平度是影响车桥耦合振动的主要因素之一。研究了基于Fourier逆变换法在路面功率谱已知的情况下,构造路面不平度随机序列的算法,通过与三角级数叠加法对比,结果表明,Fourier逆变换法模拟的路面不平度功率谱与预期谱能更好的吻合。同时,根据实测的上饶乔木湾乐安河大桥桥面不平度数据,计算该桥面不平度功率谱密度并与国家标准GB/T7031-86进行对比,结果显示该桥桥面处于B级到C级之间,这为精确计算车桥耦合振动提供了有利的理论依据。     

基于整车模型的路面不平度与行车舒适性关系的分析

鉴于目前尚未建立统一的行车舒适性的评价标准,通过建立符合车辆实际振动情况的十自由度整车模型,并以此模型为分析基础,以ISO2631—1：1997（E）《人体承受全身振动的评价标准》为依据,分析了路面不平度与行车舒适性的关系,评价了A、B、C三种等级路面的不平度对行车舒适性的影响,阐述了应从舒适性的角度对路面不平度分级进行调整的原因。