基于汽车路面路基耦合系统的路面动力学分析

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1、机械与电了控制+r程学院第一脯研究牛学术论坛论文基于汽车一路面一路基耦合系统的路面动力学分析Dynamicalanalysisofpavementbasedonvehicle-·pavement--foundationcouplingsystem李昭玉，李韶华摘要：为-厂研究汽乍与公路路而的相互作用机理，采用二自f{l『皇四分之一汽车悬架模J鸭模拟汽车系统，用无限长Bernoulli_Euler粱模拟柔性公路路而，用kelvin枯弹性地基模拟公路路基，建立J，二维汽车一路『f

2、i一路基耦合系统的力学模型。通过秘分变换得到了车体、轮胎和路面的动力响应解析解。然后通过数值计算分析了车速

3、、路基反应模量、路基阻尼系数、悬架刚度、悬架戳尼、轮胎刚度和轮胎m尼七个参数对路flif动力响应的影响。研究结果可为避免路面的早期破坏、延长路面使用寿命提供理论参考。关键词；汽车一路面一路基祸合系统，路面动力学，汽车动力学，粘弹性地基，积分变换中图分类号：U461文献标识码：AAbstract：A1／4twoDOFvehiclesuspensionmodelisusedinthiswork．PavementismodeledasaBernoulli-Eulerbeamandfoundationi3simplifiedbyKelvinviscoelasticmodel．Thusatw

4、o-dimonsionalvehicle—pavement-foundationcouplingsystemismodeled．BasedOnthiscouplingsystem，analyticalsolutionsofvehiclebody,wheel，andpavement'sdynamicalresponsearcderivedbyintegraltransformation．Bynumericalmethod,seV锄systemparameters’effectsonpavementdynamicalresponseareinvestigated,includingve

5、hiclevelocity,foundationstiffness，foundationdamping，suspensionstiffness，suspensiondamping，tirestiffness，andthedamping，Theconclusionsobtainedfromthisworkmaybebenefittoavoidingpavementprematurefailureandextendingpavementlife-span．Keywords：vehicle·pavemcnt-fonndationcouplingsystem，pavementdynamic

6、s，viscoelasticfoundation，integraltransformation我国柔性沥青混凝土路面的设计使用年限一性对路面响应及性能的影响I-2]。余卓平以减小车般为15年，但随着公路交通的迅猛发展，许多沥辆对道路的损伤系数为F{标，对重型汽车悬架进青混凝土路面在通车2～3年后就出现了不同程度行了优化设计，并指出车辆对道路损伤的主要原的破坏。这种路而早期破坏主要是由于汽车动载因是后悬架阻尼太小[3]。任卫群利用虚拟样机技引起的，i面路面的破坏反过来又会严霞影响行车术得剑动态轮胎力，输入多层路面有限元模型，的安全性、舒适性，引起汽车的振动加剧，从而对汽车与路面的相互

7、作．【}j进行了仿真[4]。而路面进一步加火汽车对路面的动载，这个问题对于柔动力学是以路IJfi为研究对象，将汽车作为对路嘶性路而更为突出。因此，建立汽车一路面一路基耦的移动载倚，来研究路面的响应和使用寿命。邓合系统，研究汽车与路断之问的相互作用及系统学钧在国内最早提出研究地面动力学问题，并取参数对路面响应的影响，其有重要的理论意义和得了一系列重要的成果。他将车辆与地面视为一工程应用价值。个人系统，运用广义Duhamel积分研究随机振动激日前的汽车动力学和路面动力学是将汽车和励下车辆对地伯f结构的各种运动荷载及运动荷载路面作为两个独立的系统分别进行研究的。汽车作用下地面结构的动力响

8、应[5]。Lu动力学以汽车为研究对象，把路iif【i作为汽车系统Sun研究了在移动的线载荷和点载荷下板的位移的随机激励，来研究汽车的操纵性、平顺性和汽响应，用格林函数的卷秋的形式给出了解析解，车参数对路面破坏的影响。D．Cebon是这方面的并给出了载荷移动的临界速度和临界频率的近似代表人物，他在重犁汽车参数对路面破坏的影响关系[6]。GiuseppeMuscolino研究了粘弹性地基方珀f进行了一系列的研究，对传统破动悬架系统梁在移动的单自山度振子作用F的响应，对耦合