车辆与路面相互作用系统动力学理论与仿真研究

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1、学校代号10532学号S12023014分类号U416密级无硕士学位论文车辆与路面相互作用系统动力学理论与仿真研究学位申请人姓名李树志培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称戴宏亮副教授学科专业固体力学研究方向车辆与路面耦合动力学论文提交日期2015年5月10日学校代号：10532学号：S12023014密级：无湖南大学硕士学位论文车辆与路面相互作用系统动力学理论与仿真研究学位申请人姓名：李树志导师姓名及职称：戴宏亮副教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：固体力学论文提交日期：2015年5月10日论文答辩日期：2015年5月26日答辩委员会主席：邹伟生教

2、授DynamictheoryandsimulationresearchoninteractionbetweenvehicleandpavementbyLIShuzhiB.E.(ShanDongJiaoTongUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinSolidMechanicsintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateprofe

3、ssorDAIHongliangMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本章的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明－。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾作者签名：本右曰期：〇）＾／＾＾年（＾月乐曰＾告学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复

4、印件和电子版，允许论文被查阀和借阅。本人授权湖南大学可ＵＵ夺本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、，在年解密后适用本授权书保密□。２、不保密向＾＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）１作者签名《曰导师签名■日期：年＾月＆日车辆与路面相互作用系统动力学理论与仿真研究摘要随着汽车数量的增加，车速和车辆载重的提升，公路交通压力逐渐增大，对车辆和公路结构设计的技术要求越来越高，车辆在道路上行驶的舒适性、安全性以及车辆对道路的破坏日趋成为人们关注的问

5、题。路面本身不平整，车辆会产生的振动，振动的车辆加之车辆自重又会对路面产生破坏，许多路面在通车一段时间后就出现了不同程度的破坏，而破坏路面会引起汽车振动加剧，从而进一步加大汽车对路面的破坏，继而严重影响行汽车的安全性和舒适性，车辆和道路是一个互相作用不可分割的整体系统，因此，有必要对汽车与路面相互作用系统动力学问题进行深入的研究。本论文主要研究的内容是车辆与路面相互作用系统的动力学问题。首先，从车辆动力学领域出发，考虑车辆自身振动和路面不平整两方面引起的车辆系统振动，以汽车为重点研究对象，建立了二自由度车辆-路面相互作用的力学模型。把路面不平度作为汽车系统的

6、激励，推导出车辆-路面系统的运动控制方程，通过具体算例，研究车辆悬架、轮胎参数和道路参数等对路面位移和应力的影响规律。其次，基于路面动力学理论，建立了移动车辆荷载作用下的粘弹性地基上的粘弹性路面模型，利用Fourier-Laplace积分变换和Green函数法，获得运动车辆作用下粘弹性路面的动态响应解析解，分析了路面结构参数对路面破坏规律的影响，为改进和优化道路系统提供理论参考。再次，通过动轮胎力把汽车模型和路面模型相联，同时考虑车辆悬架阻尼和轮胎刚度的非线性和多层路面结构，建立了车辆-路面耦合系统的动力学模型。通过积分变换、模态叠加法和Newmark法求解

7、了非线性车路耦合系统的动力响应，研究了车辆和路面耦合系统的非线性动力学行为，分析了耦合系统参数对汽车舒适性及道路破坏的影响规律，提出了车辆和路面参数的优化和设计的合理建议。最后，采用ADAMS和ANSYS软件对车辆-路面耦合系统动力学行为进行仿真研究，并与理论研究结果进行验证对比。本论文通过理论研究和仿真分析，将进一步丰富和发展车辆与路面相互作用系统机理的研究工作，同时为车辆安全性、舒适性的优化设计和道路系统的结构优化等提供理论依据，具有重要的理论研究和工程应用价值。关键词：车辆；路面；动力学响应；粘弹性；耦合系统；积分变换；非线性；Newmark法II硕士

8、学位论文AbstractWiththeexpandi