车辆—沥青路面系统耦合动力学研究

摘要

随着交通事业的不断发展,沥青路面得到了广泛的应用,而静载作用下的路面设计方法已经不能满足公路交通量大、车速加快、载重量大的状况,许多沥青路面在低于设计使用年限的情况下就出现早期破坏,这对车辆设计和路面结构安全性及耐久性方面提出了更高的要求,所以将路面动力学和车辆动力学结合起来研究车辆-沥青路面耦合动力学具有重要的理论及现实意义。
　　本文通过路面不平度将车辆和路面联系起来,研究车辆-沥青路面系统动力学性能。基于MATLAB仿真软件,通过时域方法得到路面随机激励谱,并以此为初始激励对二轴车辆与沥青路面相互作用动荷载及动载系数进行理论分析和数值仿真,研究车辆结构参数及路面参数对车辆动荷载的影响规律。将沥青路面看作为作用在Kelvin粘弹性地基上具有粘弹性的无限长梁,建立移动荷载下沥青路面动力学模型,采用小波分析方法和Fourier变换方法得到沥青路面动力响应解析解,进而研究了车速、轴重、路面粘性阻尼、面层弹性模量及温度对沥青路面动力响应的影响规律。最后分析了车辆随机动载荷及沥青路面动力响应的随机特性,如均方函数、自相关系数及均方差得到不同可靠度下沥青路面的动力响应值。为进一步研究车辆-沥青路面耦合动力响应提供了有价值的理论基础,也为今后路面设计提供可靠依据。

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第一章 绪论

1.1 课题的提出及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容及方法

第二章 车辆-沥青路面相互作用力

2.1 路面不平度

2.2 车辆动力学模型

2.3 车辆对沥青路面作用力仿真分析

2.4 本章小结

第三章 沥青路面动力响应分析

3.1 车辆作用下沥青路面动力学模型

3.2 沥青路面动力响应解析解

3.3 沥青路面动力响应影响因素研究

3.4 本章小结

第四章 车辆－沥青路面耦合系统随机特性分析

4.1 随机振动的统计特性

4.2 车辆-沥青路面相互作用力随机特性分析

4.3 沥青路面动力响应随机特性仿真分析

4.4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢