基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法

为了分析路面与车辆的相互作用, 提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整路面耦合振动分析方法。根据GB/T7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式, 在分析了运行汽车固有振动频率和行驶速度的影响后, 获得分布在一定频率范围内的离散功率谱密度数据, 利用离散傅立叶逆变换得到路面不平度值, 并以此作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励, 通过数值仿真得到运行车辆系统在不同路面不平整度下的时域响应。分析结果表明: 车辆动荷载系数随车速增大呈线性增加, 随路面等级变差呈非线性增大, 路面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。     

路面平整度PSD和IRI评价方法比较

为了分析路面平整度功率谱法(PSD) 和国际平整度指数法(IRI) 之间的关系, 采用AR模型模拟满足路面平整度功率谱的路面不平整状态, 采用Newmark β法计算国际平整度指数, 采用最小二乘法得到了PSD法与IRI法之间的关系方程式。研究结果表明: IRI值与路面平度系数的关系为幂函数式, 为了与《公路工程质量检验评定标准》 (JTGF80/1-2004) 所规定的IRI值相对应, 建议在《公路养护技术规范》 (JTJ073-96) 的路面平整度评定等级中增加“极优”项目。     

基于调制白噪声与查表法的非平稳路面不平度建模方法

针对实测道路功率谱密度频率结构不同与汽车行驶速度变化引起的非平稳问题, 分析了现有路面不平度模型的准确性, 提出了一种基于调制白噪声与查表法的非平稳路面不平度建模方法; 结合白噪声生成方法和离散功率谱密度的计算公式, 推导出了能够确保路面不平度计算功率谱与设计功率谱完全吻合的Band-Limited White Noise模块参数设定方法; 通过不同设定值组合的白噪声功率谱密度与路面不平度功率谱密度计算结果对比, 验证了所提出的Band-Limited White Noise模块参数设定值的准确性; 为解决频率指数不等于2的空间域内非平稳路面不平度建模问题, 提出了由1个基准项和若干个精度校正项组成, 且调制传递函数模的平方逼近具有任意频率指数的道路功率谱表达式; 为获取考虑车速变化影响的频率时变的时域内非平稳路面不平度输入模型, 基于空间路面不平度固定不变的原理, 提出了利用查表法, 获得变车速工况下时域内非平稳路面不平度; 通过空间域内非平稳路面不平度建模及考虑车速变化的非平稳路面不平度建模应用, 验证了所提建模方法的优越性。研究结果表明: 使用基于调制白噪声的非平稳路面不平度建模方法构建的空间域路面不平度功率谱曲线, 与应用实例中的设计目标曲线吻合良好, 且结合查表法可以有效地解决时变车速带来的时域内非平稳路面不平度建模问题。     

高速公路路面功率谱

随着路面测试技术的不断完善, 尤其是激光技术的广泛应用, 对路面功率谱进行精确分析成为可能。对路面长期性能研究中大量路段数年实测平整度资料进行功率谱分析, 认为路面功率谱可深刻反映路面性能, 是研究路面性能、汽车-路面动力学的良好指标, 但ISO模拟公式及分级标准不适用于高等级公路, 因此对功率谱分级方法进行了改进, 并提出功率谱面积分级法。     

基于分布式传感器的路面平整度检测系统

为解决传统基于断面高程的平整度检测方法耗时费力、价格昂贵等问题,从系统响应的角 度出发,结合无线传感技术与谱密度分析法等,通过测量车辆悬架的振动变化推算了路面的平整 度,构建了平整度快速采集系统,包括数据采集设备、车载数据终端及信息处理应用。其中,利 用高精度三轴传感器采集车辆不同位点的振动信息,利用Zigbee 短程无线传输技术保证数据的实 时采集与稳定传输,利用数据标签实现多源信息融合,通过3G模块实现车辆数据与信息中心的 平台对接,借助加速度功率谱密度分析模型实时计算测量路段的平整度情况,并结合电子地图进 行发布与储存。现场试验证明：国际平整度指数与悬架振动的均方根值呈明显的多元线性关系; 与激光平整度仪检测数据相比,该系统的测量误差基本保持在10%以内,能够满足道路养护的精 度需求,适用于大范围的城市道路平整度测量。     

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。     

钢管混凝土拱桥桥面平整度评价

分别采用激光连续式路面平整度仪与水准仪对福鼎桐山大桥的桥面平整度进行了测量, 采用最大熵谱法进行桥面平整度的频谱分析, 获知了使用激光连续式路面平整度仪测量的优势。对福建省内多座钢管混凝土拱桥的桥面平整度进行了采集和分析, 进一步验证了桥面平整度功率谱法与国际平整度指数法的关系方程式的正确性; 从主梁型式、主拱跨径、使用年数等方面对钢管混凝土拱桥桥面平整度进行了分析。发现桥面平整度指数随使用年数的递增呈指数形式增大, 据此提出了桥面状况与使用年数的关系式, 可简便地进行钢管混凝土拱桥桥面状况的预估。     

半挂汽车列车轮胎动载荷研究

为研究重型载货汽车轮胎动载荷对路面使用寿命的影响,采用谐波叠加法及有理函数功率谱密度重构了双轮辙激励的空间域随机路面模型,并建立了半挂汽车列车多体动力学模型;仿真分析了双轮辙随机路面激励下,各轴左、右两侧轮胎的法向力、最大动载系数及车辆对路面的损伤系数随车速的变化规律。仿真结果表明:在双轮辙随机路面激励下,轮胎最大动载系数随车速的提高呈增大的趋势,但左、右两侧轮胎最大动载系数的数值大小及变化规律均不相同;道路友好性随车速的提高而下降,且路面不平度越大,道路友好性的变化趋势越明显。该研究为今后分析车轮动载作用下的路面响应提供了参考依据。     

基于GUI的路面不平度重构的研究

室内道路模拟试验已经成为汽车工业一项主要试验项目,而标准路面谱的重构是需首先解决的问题之一。根据不平道路的统计频域特性,重构出时域信号,对室内汽车的平顺性的研究有着重要作用。文章在介绍了路面功率谱密度理论的基础上,引入了重构路面不平度的核心算法——傅立叶逆变换法,并基于GUI开发了标准路面谱重构软件。最后。对该算法的优缺点进行了总结。     

浅析沥青混凝土路面平整度控制创新举措

道路路面的平整与否是检验一项道路工程建筑水平的最直接因素,对于道路路面而言,其平整度也就是指路面相对于与几何平面而言是否平整,即路面的凹凸程度。公路和市政道路工程是基础设施建设的重要组成部分。路面平整度是评定沥青混凝土路面使用品质的重要指标,在道路工程中,平整度虽是众多道路技术指标的一项,但对于道路的使用情况来讲,平整度是影响道路使用功能较大的一项。重点对沥青混凝土路面施工平整度控制作一些简要分析,希望在同类型路面的施工中提供参考。