基于Fourier逆变换法的路面不平度模拟

研究了Fourier逆变换法在路面功率谱已知情况下如何构造路面不平度随机序列的生成算法，为履带式车辆行驶仿真试验提供路面模型．模拟结果表明：利用该方法所得路面不平度，经谱分析得到的路面功率谱与给定的目标功率谱能够较好的符合；用Fourier逆变换法构造路面不平度是可行的．     

车速和路面不平度特性对车路相互作用的影响

基于车路相互作用建立了简化的三自由度车辆模型,运用傅立叶叠加法计算了车辆动载荷的幅频特性与功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱.利用所建模型研究了车速和路面不平度特性、车辆动载与乘客的舒适性的关系,为路面结构的动力响应分析提供了依据.     

基于周期图法的路面不平度随机过程数值分析

采用周期图法和时域内的采样原理,根据路面高程随机过程的相位分布,以频域路面功率谱密度为依据,对不同等级路面不平度的时域数据进行数值模拟.针对模拟方法的准确性问题,以仿真出的路面不平度时域和原始频域数据为输入得到车辆响应功率谱密度,比较二者的差异,验证了模拟方法的可靠性.通过对国际平整度指数与功率谱密度两个不平度指标进行比较,利用模拟得到的路面不平度时域数据,推导出二者的相关关系,以路面实测不平度高程数据为基础的检验结果表明,相关关系模型可靠.     

车辆动载荷的频域模拟计算与分析

建立了简化的1／4车辆模型，并对车辆的动载荷特性进行分析；描述了反映路面不平度的波数功率谱密度[Sm（k)]与时间角频率谱密度[Su(ω）的关系，运用频域模拟分析方法计算了车辆动载荷的功率谱密度、均方根偏差与动载系数，并且分析了车速与路面不平度对车辆动载荷变化的影响．可为进一步的路面动力响应研究提供理论基础．     

路面谱激励下的运营桥梁结构的响应分析

基于运营桥梁结构中不同路谱激励样本的差异,分别计算了特定样本下,车速变化时桥梁结构、运营车辆的位移、速度、加速响应.采用标准路面等级的功率谱密度,运用余弦叠加方法,模拟了不同样本的各等级路面谱激励;采用直接积分的方法,计算了加入路面随机激励后的车桥振动的微分方程,分析了不同路面等级、不同车速下系统的响应.结果表明:随机相位角、功率谱密度等级分别影响路面谱激励的样本形状和幅值大小,不同随机样本具备相同统计特征;对于系统的响应曲线,路面平整度等级对幅值影响相对显著,车速变化对形状影响相对显著;根据算例中不同路面平整度等级的计算结果,给出了相应的工程建议.     

路面不平顺激励下车辆系统振动响应谱矩的简明封闭解

工程上常将路面不平顺看作具有零均值的平稳随机过程.针对路面不平顺激励下车辆系统随机振动响应无封闭解的问题,提出了一种简明封闭解法.综合运用复模态法和虚拟激励法将基于不平顺路面谱激励下的车辆系统的响应功率谱二次正交化,获得了车辆系统随机振动响应方差、0—2阶谱矩及绝对加速度方差的简明封闭解.运用本文方法对一类车辆系统的振动进行分析,并与虚拟激励法进行对比.研究表明本文方法所得方差和谱矩的封闭解法的正确性.     

环胶州湾高速公路路面不平度的研究

路面不平度是车辆行驶时最主要的激励,获得准确的路面信息可为车辆动力响应分析及整车可靠性试验提供参考。应用路面功率谱技术对环胶州湾高速公路硬土路基和软土路基路面的不平度特性进行了测量和分析,得到了环胶州湾高速公路路面的不平度状况的加速度功率谱密度和位移功率谱密度曲线图。结果表明,硬土路基和软土路基路面的总体特征方差与拟和特征比较接近,各相关系数为0．94和0．96,说明路面位移的功率谱密度的拟和表达式是准确的。低频段谱密度值都较大,路面分布在B级到C级之间;而在高频段,谱密度值很小,路面分布在A级。     

车辆纵向振动初步研究

建立了纵振动力学模型，阐述了纵振路面谱的表达形式及应用方法。用总加权值法评价车辆纵振平顺性，用全概率法评价纵剪力对路面的疲劳断裂损伤，仿真研究了悬架参数变化对车辆平顺性与路面损伤的影响。悬架刚度增大，平顺性和路面损伤恶化；悬架阻尼增大，平顺性和路面损伤优化。随悬架参数变化，平顺性和路面损伤之间的相关系数大于0．92。     

车辆—路面空间耦合振动模型及其动力响应分析

为准确模拟行驶车辆作用下刚性路面的动力响应,建立车辆—路面空间耦合振动精细化分析模型。车辆采用质点—弹簧—阻尼器空间整车模型,混凝土刚性路面采用弹性地基板有限元模型,采用改进的谐波叠加法考虑路面平整度的三维空间分布,利用车轮和路面的位移协调方程将车辆振动和路面振动联立求解。实例分析表明,所建立的车—路耦合振动模型能够真实地反映车辆和路面间的空间几何耦合关系和力学耦合关系;在三维路面不平度的激励下,车辆和路面的动态响应均表现出明显的空间分布特性;与瞬态动力分析方法相比,利用考虑路面不平度空间分布的车—路耦合振动模型对混凝土路面进行车辆动力响应分析时,路面弯沉和板底应力有明显增大。     

基于伪白噪声的路面不平度模拟及其车辆平顺性

介绍了基于伪白噪声的时间序列路面不平度模拟方法,并将模拟产生的随机路面不平度应用于四自由度非线性车辆振动模型中,对车辆的平顺性进行仿真分析．结果表明,基于伪白噪声法产生路面不平度的方法是可行的,用在车辆平顺性研究中也是有效的．     

分形模型在路面不平度再现中的应用

在分析路面不平度具有自相似性、标度不变性等分形特性的基础上提出利用理想分形曲线建立路面不平度的再现模型。利用功率谱法对实测路面不平度进行分形维数的计算。分析了理想分形曲线的平均功率谱性质,并建立其与路面不平度功率谱的关系。在此基础上提出用分形维数和路面不平度系数2个参数描述路面不平度统计特性的方法,并再现A、C等级标准路面和实测路面不平度。通过功率谱对比可知,根据本文方法建立的路面不平度分形模型精度较高。     

车辆三维虚拟道路减速带重构与实现

为实现三维虚拟道路减速带与三维随机路面的同构,对道路减速带断面轮廓和路面不平度模拟方法进行研究。基于三角网格法的基本理论,利用Delaunay算法规则重构了3种道路减速带,并采用谐波叠加法建立了三维随机路面数学模型。在三维路面的基础上,确定了道路减速带的安装位置。根据减速带的宽度,将三维随机路面中相应的路面节点和单元数据去除,并把减速带的节点和单元数据添加到相应的位置,实现了三维虚拟道路减速带与随机路面的同构。该结果为采用相关应用软件研究车辆一道路减速带耦合作用提供了参考依据。     

基于车路相互作用的动态特性分析

基于车路相互作用建立了简化的双自由度四分之一车辆振动模型,以路面不平整度为激励,描述了路面不平整度的功率谱密度,运用随机振动理论分析了不平整路面上的车辆对路面的随机动压力。实例分析表明,动载系数随着车速和路面不平整度的增加而增加,动载系数是反映随机动压力大小的重要参数。     

对已有强震地面运动功率谱模型的改进

为使得地震动功率谱模型在低频区域更好的模拟实际地震动的能量分布,同时兼顾模型的简单性和实用性,在已有地震动功率谱模型基础上提出了修正金井清模型和修正胡聿贤-周锡元模型.文中推导了具有这2种功率谱特征的平稳过程作用下单自由度结构的随机响应计算公式;基于单自由度结构随机反应对6种功率谱模型进行了对比.结果表明:修正胡聿贤-周锡元模型构造简单,能合理描述强震地面运动过程的频域能量分布,其对应平稳随机过程作用下结构随机响应也与加速度时程样本对应的结果相符,适于工程应用;修正金井清模型在一定程度上修正了金井清模型的缺陷,可以替代金井清模型.     

不同路面激励下的汽车操纵稳定性仿真分析

利用ADAMS软件建立了14自由度的某轿车动力学仿真模型，同时利用由MATLAB软件开发的道路模型自动生成系统编制了虚拟随机路面，对不同路面激励下的操纵稳定性进行了动力学仿真分析，并讨论了路面不平度对汽车操纵稳定性的影响。仿真分析结果表明了虚拟随机路面模拟的各种工况应用于ADAMS虚拟样机技术的可行性与有效性。该动力学仿真模型为汽车其它性能分析与研究提供了参考。     

青-石308国道路面不平度特性研究

由于路面的平整度直接影响车辆的运行状况及使用寿命,应用路面谱分析技术对青-石308国道路面进行了测量和谱分析研究,定量地描述了青-石308国道路面的平整度状况,得到了测量路段的路面不平度拟合特征值和倍频特征值。结果表明:试验路段在低频段谱密度值较大,路面广泛分布在C级到F级之间;在高频段,谱密度值很小,在B级到C级之间。为进一步研究在该路面行驶车辆的性能提供了参考依据。