基于有限元法的混凝土梁桥沥青铺装结构力学分析

以高速公路混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装为研究对象,以弹性力学为理论基础,采用ANSYS有限元软件建立了混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装整体结构模型,将实体子午线轮胎模型运用到桥面铺装结构分析中,同时考虑了轴重和胎压对结构受力的影响,研究了多因素条件下混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装结构的应力敏感性,为复合桥面铺装结构设计提供参考依据。     

基于胎压信号的爆胎检测方案研究

分别对基于阈值和基于信号突变进行爆胎判断的检测方案进行研究,并通过室内爆胎模拟装置进行试验。试验结果表明,阈值法简单易行,但缺乏灵活性;信号突变点检测法计算复杂,但适应性好;可以将两者结合采用。     

Analytical dynamic tire model

Modeling of tire friction is one of the central problems for vehicle control systems design. LuGre-type dynamic tire model has been proposed and well discussed in previous studies, because it offers a compact form of dynamic model that is convenient in advanced control studies. It has been successfully used in tire slip control design and vehicle state estimation problems. In this article, a concept of time-constrained Stribeck effect is introduced to interpret the mechanism of the LuGre friction model in predicting tire friction characteristics. A modified two-dimensional (2D) dynamic LuGre friction model is introduced to make it compatible with the governing theorem in the steady state. An analytical 2D modified LuGre-type dynamic tire model is developed, in which some fundamental limitations of classical LuGre models are eliminated. The main modifications involve a change in the structure of the 2D LuGre friction model, introduction of load-dependent parameters in 1D and 2D tire models, and a changed structure in the distributed parameter model. The proposed model is compared, in the steady state, to both the Magic Formula and the classical LuGre model. It improves model accuracy in the steady state and gives a physically reasonable distribution of the bristle deflection. A first-order lumped parameter (LP) nonlinear model, which has simpler structure than the distributed parameter model and the classical LP LuGre model, is then derived. Numerical simulations show that the proposed LP model has a good estimation for tire transient dynamics. Thus, the proposed model retains the merits of LuGre-type models and improves the agreement with observation and experimental data on friction force distribution along the patch and on the steady-state friction prediction.     

山区公路沥青路面基面层滑移破坏研究

针对山区公路沥青路面常见的基面层滑移破坏,为了提出有效的防治对策,首先,进行了现场调查和非均布荷载作用下的三维有限元计算。分析认为基面层滑移破坏的主要原因是沥青面层厚度较小、超载、高温、路线频繁的变坡以及施工质量较差;从而采用不同的层间处理措施进行了层间滑移室内模拟试验,并对不同温度下的层间抗剪强度进行了比较。结果表明:SBR乳化沥青具有较好的层间粘结能力和温度稳定性。最后,确定了层间抗剪设计指标,提出了基面层间采用SBR乳化沥青处理、进行层间抗剪验算、提高施工质量以及合理设计路线等防止基面层滑移的技术措施。     

子午线轮胎静态接触三维非线性有限元分析

采用三维实体单元对195／60R14规格子午线轮胎进行了三维非线性有限元分析，考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、橡胶-帘线复合材料的各向异性、轮胎与轮毂过盈配合以及轮胎接触非线性，给出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触区形状变化、接触压力分布、载荷-变形关系等结果，对轮胎的设计和改进具有一定的指导意义。     

表面活化处理的废胶粉用于改性热拌沥青混合料

对废弃轮胎胶粉的酸值进行了测试，并据此进行了胶粉表面活化处理，再用作为沥青混合料的改性剂。用马歇尔试验、车辙试验和低温劈裂试验分别比较了活化胶粉与未活化胶粉改性后的沥青混合料性能变化。     

基于神经网络方法的台试轮胎滚动阻力模型研究

采用反拖测试方法,在双滚筒式底盘测功机上进行了大量有关轮胎滚动阻力影响因素(包括胎压、速度、载荷、胎温及轮胎的型号等)的交叉试验。以这些因素作为神经网络的训练输入参数,建立了台试轮胎滚动阻力神经网络模型。通过试验验证,用神经网络模型预估基于双滚筒测试的轮胎滚动阻力误差小于4%,为利用底盘测功机准确测试汽车动力性等工作奠定了基础。     

子午线轮胎滚动阻力的数值模拟

利用MSC．MARC软件对子午线轮胎的滚动阻力进行了三维有限元分析计算,对轮胎的胎体、带束层、胎圈等部位采用了rebar膜单元以及rebar实体单元进行模拟,采用Yeoh材料模式描述橡胶材料,对特定的子午胎在不同负荷、不同速度下的滚动阻力进行了预测,并将预测结果与实测值进行了比较。     

基于余弦窗FFT算法的智能轮胎实时不平衡量振动信号处理系统研究

目前智能轮胎实时侦测技术的研发已成为汽车技术发展的主要方向之一,智能轮胎实时信号处理系统是实现智能轮胎实时侦测功能的关键。本文提出一种基于余弦窗FFT算法的智能轮胎实时不平衡量振动信号处理系统,通过传感器、信号放大器、滤波板、数据采集卡、计算系统等实现行驶车辆智能轮胎振动信号的采集、放大、调理、预处理和处理,其中,计算系统采用余弦窗FFT算法,结合电子地图路面信息系统,有效获取智能轮胎实时不平衡量振动信号的幅值与相位。该系统能有效处理异步采样信号,满足智能轮胎在线监测快速、准确的测量需求。     

基于轮胎-颗粒流动力学模型的避险车道参数匹配方案研究

为了优化山区公路避险车道参数设计方案,基于离散元基本理论与方法,建立轮胎与避险车道集料颗粒流模型。利用自主研发的轮胎性能测试系统对货车轮胎垂直特性进行了室内台架试验研究,通过检测不同输入条件下的响应,标定了轮胎颗粒流模型细观参数。采用漏斗法测量了避险车道集料休止角,结合离散元颗粒流仿真方法,对集料颗粒流模型表面摩擦因数进行了标定。基于所建立的轮胎与避险车道的集料颗粒流模型,仿真分析了轮胎在避险车道中的行驶过程,模拟了车辆在运行过程中的行驶距离、行驶速度与轮胎转速的变化趋势。在甘肃S308省道K209+400处避险车道进行了实车道路试验,试验结果验证了该仿真方法的正确性。通过所建立的轮胎-颗粒流模型对比分析了不同铺设厚度,不同集料大小下的仿真结果。综合考虑减速效果和施工成本,确立了避险车道铺设厚度、铺设长度、颗粒材料等设计技术参数。研究结果表明：离散元法能够很好地模拟车辆在避险车道中的行驶过程;考虑到颗粒固结等因素,建议避险车道铺设厚度不小于0.8 m;针对行驶速度大于90 km·h^-1的载货汽车,避险车道设计长度建议大于130 m;避险车道集料方面,建议选用粒径为1~3 cm且圆度较高的砾石作为路床材料。