不平整混凝土路面板底响应的动力有限元分析

路面不平整条件下，动荷载作用引起的水泥混凝土路面板底应变对路面开裂破坏的影响较为严重。本文以某一不平整试验路段为例，利用三维非线性动力有限元数值计算方法，对不同车速、不同路面厚度和不同路面平整度条件下板底的动力响应进行了计算，通过分析得出不平整路面上动荷载引起的位移、应变与车速之间的关系，为路面的开裂破坏机理分析和防治措施的研究提供依据。     

路面不平度对低路堤动应力的影响研究

基于正弦函数变化的路面不平度和两自由度的四分之一车辆模型,推导出车辆随机动荷载计算公式,研究路面不平度对车辆荷载作用下低路堤动力响应的影响规律。建立车-路耦合三维动力有限元模型,计算分析6种工况下不同路面不平度时车辆随机动荷载作用下低路堤的动应力,得出低路堤动应力均随路面不平度值的增加而增大,且与车辆附加动荷载系数m近似为线性关系;提出不同路面不平度时车辆随机动荷载作用下低路堤动应力计算模型,并对比有限元模型得到的低路堤动应力与应力计算模型得到的低路堤动应力。     

汽车在不平整道路上行驶时的动力分析和实验

本文分析了汽车在不平整路面(波浪路面)上行驶时的纵向角振动和竖向振动问题。在研究竖向振动时,把纵向角振动的影响考虑进去,给出了振动方程的解。对于汽车振动时,车轮给予路面的附加动荷载的计算问题着重进行了讨论,并研制了电子称测定车辆以不同速度通过不同的不平整时,车轮对路面作用的动荷载值。试验结果和计算值的一致性,证明了本文分析方法的正确性。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加,并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励,进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此,考虑电机的电磁激励,建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型,推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式,以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率,根据频率分布进行了截断阶数选取,并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上,研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下,激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小,弹性支撑对路面响应的影响越大,弹性支撑边界条件下的路面响应较小,电机激励会引起路面响应的增加;弹性支撑边界条件下,路面不平顺幅值和路基反应模量越小,考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大,激励形式对轮胎动载荷的影响最大,对车身加速度的影响次之,对悬架动挠度的影响最小;电机激励导致轮胎动载荷增加,对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

重载汽车-路面-路基垂向耦合动力学模型

为了研究路面不平度激励下移动重载汽车、路面结构和路基的动力相互作用,将重载汽车简化为由弹簧和阻尼器并联的匀速移动多自由度刚体模型,面层简化为离散基层块体支撑的带内部阻尼连续薄板模型,基层简化为支撑于粘弹性路基上的离散块体模型,并采用Wilson-θ法对建立的重载汽车-路面-路基垂向耦合动力学模型求解,同时验证模型的可靠性.研究结果表明:移动重载汽车产生的动力效应显著,五轴汽车产生的轮胎接地力和路面动位移最大,随着后轴轴重的增加,轮胎接地力和路面位移呈线性增加;随着行车速度增加,轮胎接地力峰值和路面动位移峰值增加,但路面动位移均值变化较小;路面不平度等级由A级降为D级时,轮胎接地力放大倍数增大了1倍多,且路面动位移峰值增幅达72％;路基刚度对轮胎接地力影响较小,但路面位移的影响则较为显著.     

汽车振动与载荷分析的一种方法(上)

汽车的许多性能,如平顺性、操纵性、在不平路面上的平均车速与燃料经济性等,以及许多零部件的寿命都与由路面激起的振动有关。本文的主要目的是研究一种较全面的分析汽车承载系统的振动与动载荷的方法。近代动力学知识和汽车行驶路面的测量统计工作,使这种分析归结为寻求系统的各种频率特性。本文的主要内容是提供一种汽车振动与动载荷频率特性的分析计算法。这一方法使汽车振动与载荷的分析有较大的简化,然而它在原理上是“精确方法”而不是“近似方法”。因为     

基于整车模型的桥头路面动力荷载分析

由路桥不均匀沉降产生的桥头跳车将导致桥头路面受力显著增大和路面提前破坏。通过建立7自由度整车运动动力模型和路桥过渡段路面-桥面形状几何模型,采用Wilson-θ方法求得了车辆经过不平顺的路桥过渡段所产生振动的时程。计算结果表明,桥头跳车中汽车后轮的最大动荷载明显大于其静荷载,且其最大动荷载并不一定仅发生在桥头搭板范围内,而在下桥方向一定长度范围内。对于长度小于100 m的桥梁,桥梁长度对路面所受最大动力荷载的大小和位置均有较大影响。因此常规仅对桥头搭板进行加强的设计方案是不够的,还应根据桥梁的长度不同,对桥头一定长度范围内路面就跳车所产生的动力荷载进行深入分析。     

影响改性沥青路面平整度的因素及其对策

本文分析改性沥青路面不平整产生的原因,并提出相应对策措施。     

BJ2020型汽车转向沉重故障一例

故障现象：我部一辆BJ2020型指挥车,行驶时不论向左或向右转动方向盘都很费力,且转动方向盘后车辆不易回到直线行驶方向;汽车在不平路面上行驶时,车身振动强烈且连续跳动,有时在一定车速范围内发生汽车摆头现象。     

基于车辆动荷载条件下的半刚性路面路基工作区深度研究

该文在研究现有路基工作区深度计算方法的基础上,根据对汽车行驶过程中动荷载变化规律的实际检测与分析,提出基于车辆动荷载影响下综合确定半刚性路面路基工作区深度的计算方法。进行室内试验采集冲击荷载的动应力数据,采用Abaqus软件进行数值模拟,对比实测数据验证道路模型准确性。进行室外道路现场观测,采集车辆动荷载数据,建立车辆动荷载模型,对比实测数据验证模型准确性。在此基础上参照现有路基工作区定义,模拟计算出不同轴重车辆在不同速度下车辆动荷载的路基工作区深度以及改变路面结构层厚度和路基填料参数对路基工作区深度的影响,得出在典型路面结构下:考虑车辆动荷载的情况,高速公路路基工作区深度应在1.14m以上,一级公路为1.23m以上,二级公路为1.29m以上,三级公路为1.42m以上,重载交通情况下路基工作区深度相应加大30~40cm。     

基于改进的灰关联模型分析特定条件下水泥路面疲劳寿命影响因素

基于一种改进的灰色关联模型，建立了移动荷载作用下的水泥路面板底脱空模型，提出了板底脱空演化作用下水泥路面疲劳寿命的计算方法，分析了水泥路面疲劳寿命影响因素的影响程度。结果表明：面层板厚度的灰色关联度为0.65，动荷载的灰色关联度为0.63，说明动荷载和面层板厚度对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命的影响程度较高，而脱空半径、脱空深度、行驶速度和基层动弹性模量对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命的影响程度较小；面层动弹性模量的灰色关联度为0.05，说明面层动弹性模量对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命基本无影响。     

40t装备牵引车空气悬架

悬架是汽车的重要组成部分，它把车体与车轴弹性地连接起来，并承受作用在车轮和车体之间的作用力，缓冲来自不平路面给车体传递的冲击载荷，衰减各种动载荷引起的车体振动。     

路面平整度及车辆振动模型的研究综述

为了在车-路或车-桥相互作用的耦合体系中更准确地模拟由路面不平整度引起的车辆动荷载,以及分析由动荷载引起的路面动响应,论述了路面平整度的各种定义,回顾了路面平整度的各项评价指标、评价方法及各种评价指标之间的关系。分类阐述了针对各种评价指标的现场检测方法及仪器,分析了路面平整度的各种数值模拟方法,并推荐了更符合实际情况的平整度数值模型,介绍了用于分析路面不平度引起的车辆动荷载的各种车辆振动模型。最后总结了研究路面平整度评价指标、不平度的数值模拟方法及车辆振动模型的发展趋势,提出了用于分析车辆与路面作用的耦合振动体系的各项参数的采用建议,为研究车辆随机动荷载作用下的路面或桥面动响应提供了理论依据。     

沥青路面平整度控制

结合沥青混凝土路面施工实际及对已完成的多条沥青混凝土路面的追踪观察,针对出现的路面不平整情况进行系统分析,并就如何提高沥青路面平整度提出相应的处理对策。     

针对ASR系统防误触的复杂路面识别算法

因不平路面动载荷而产生明显波动的轮速会导致车轮滑移率的跳变，进而会频繁触发以滑移率为控制目标的驱动防滑控制系统（ASR），因此，须对不平路面进行识别并优化控制。针对沟坎路面，本文提出以滑移率和整车侧倾角变化为观测量，采用门限逻辑法实现路面识别。对于连续不平路面，结合穿越计次法与能量法进行路面不平状况判别，以滑移率与路面附着系数所包围的封闭面积作为特征值进行路面条件判定，根据识别结果，采用ASR阈值调整控制，减小车轮悬空导致的打滑现象及主动制动不均产生的非理想横摆。结果表明，所提算法能够快速准确识别不平路面特性，ASR主动制动时长缩短18.8%，减少了在不平路面行驶的动力损失。     

水泥路面板底动应变的影响因素分析

从国际平整度公式入手,通过试验,研究了路面板底动应变与路面平整度、车辆荷载的大小及车速的关系。结果表明,静载作用时,路面板底动应变与平整度没有关系,但随着车辆荷载的增大而增大;在同一车速和同一车辆荷载下,板底动应变随路面不平整度的增加而增大,且车辆荷载和车速越大,增幅越明显;在同一平整度下,水泥路面的板底动应变随车辆荷载大小和车速的增加而增大,但其增幅都有随速度的增加而降低的趋势。     

基于BP神经网络的路面不平度识别

将BP神经网络作为识别路面不平度的工具,确定了用于识别的评价指标。建立了前后轮路面不平度滤波白噪声模型和汽车平顺性4 自由度平面模型,通过仿真获得车辆响应和前后轮路面不平度,作为BP 神经网络的输入和输出。采用3 层BP 神经网络识别路面不平度,先后构造了44 种车辆响应输入方案进行训练和测试,通过评价指标选出最优输入方案。研究结果表明,在车辆行驶的常用路面和车速条件下,识别前后轮路面不平度的最优输入方案由车轮垂直加速度、车轮垂直位移和悬架动挠度组成。     

动荷载作用下沥青路面寿命预估

基于4自由度的1/2车辆振动模型,以路面不平整度为激励,运用系统动力学和车辆振动理论分析了不平整路面上的行车动荷载;采用修正Shell永久变形理论,考虑荷载和环境的综合作用,计算了动荷载作用下路面产生的永久变形和平整度的衰变规律;并结合某高速公路路面平整度检测结果,参照质量规范得出路面的剩余使用寿命,建立了动荷载作用下的沥青路面剩余寿命计算与预估的方法。研究结果表明,应用该法不但能够较为准确地预测沥青混凝土路面的剩余使用寿命,还能为准确评价道面使用品质和制定费用-效益最佳路面养护方案提供依据。     

轴重和胎压对车轮动荷载的影响

为研究重型运输车辆对路面作用的动荷载,建立车辆动力学模型,模型中将簧上质量处理为空载簧上质量与装载质量,将轮胎刚度表示为轴重和胎压的函数。研究了轴重和胎压对车辆动荷载的影响。结果发现,车轮动荷载随着轴重和胎压的增加而增加;动载系数随着胎压的增加而增加,但随着轴重的增加而减小;胎压越高,车轮动载随轴重增加速度越快;仅仅采用轴重不足以评价重载高压车辆对路面的破坏作用,在治理超载的同时也应进一步治理超压：空载车辆对路面的冲击作用较大,不能忽视空载车辆对路面的破坏作用;实际高速运行车辆对路面施加较大的附加动荷载,现有《公路沥青路面设计规范》没有考虑附加动荷载是引起路面结构发生早期破坏的原因之一。     

城市道路沥青路面产生不平整的原因及处理措施

随着我国国民经济的不断发展,城市道路沥青路面的建设快速增加,同时对路面平整度要求越来越高。近几年,茂名市市政工程总公司所施工的油城三至六路、茂水路、光华路和羊坡公路沥青路面工程,不同程度地出现了波浪、接缝台阶、桥涵与路面接口不平、坑洼等路面不平整现象。该文就其最主要的路基质量、桥头涵洞两端及桥梁伸缩缝的处理、路面基层质量等问题,探讨其产生的原因及处理措施可供同行参考。