基于车辆脉冲响应的路面不平度识别方法

基于车辆脉冲响应,提出了利用车辆动态响应识别路面不平度的方法。首先,以路面不平度为输入,推导了基于脉冲响应函数的车辆响应计算公式。然后,将脉冲响应函数离散为矩阵的形式,建立了基于脉冲响应矩阵的不平度识别线性方程。同时,考虑前、后轮所经历的路程存在一段重合的特点,构建了前、后轮位置相关性矩阵,降低了待识别的未知数数目。接着,鉴于不平度一般为连续函数的特点,利用荷载形函数的思想,进一步降低待识别的未知数数目,并提高对噪声的鲁棒性,实现路面不平度的实时识别。最后,利用数值仿真和试验验证了本文方法的有效性。     

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．     

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.     

路面不平度与汽车运行速度的关系研究

通过对车速、路面不平度及车辆动载荷之间关系的研究,指出我国等级路面行驶车速限定的不合理性.在超载超限现象严重的情况下,重新审视车辆运行速度的限定,即路面损坏后,应降低车速,以避免道路的恶性损坏.     

路面不平度测量——进展与现状评述

本文综述了与地面车辆振动有关的路面不平度研究现状,指出了目前软路面不平度沿用硬路面不平度测量方法存在的问题,提出了软路面不平度的定义,并指出有必要研究各种条件下原始地面不平度、车辙不平度以及有效不平度三者之间的关系,为研究车辆振动和评价车辆振动性能提供科学的依据。     

桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知:Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

曲线桥梁车桥耦合振动数值分析方法

为研究曲线桥梁车桥耦合振动响应规律,基于模态综合法原理,建立15自由度五轴重卡车型,以50+100+50 m三跨曲线连续梁桥（R=600 m）为计算示例,建立仿真模型,获取桥梁模态信息,基于轮-桥位移几何和力学耦联关系,提出曲线桥梁车桥耦合数值分析方法,探讨了车速、路面不平度、曲率半径和车辆载重等因素对曲线桥梁动力响应的影响。结果表明：路面不平度和车辆载重是影响曲线桥梁动力响应的主要敏感因素;车速对于曲线桥梁的影响较为复杂,难以发现其规律性;曲率半径变化对桥梁扭转角的影响较大,对桥梁竖向位移影响相对较小,相关研究成果可为此类桥梁的动力安全评估提供理论参考。     

路面不平度的测量

针对路面不平度引起的车辆动态载荷会造成车辆疲劳破坏的情况,在设计过程中应充分考虑车辆的耐久性。车辆的耐久性可在试车场、台架上验证,或者通过计算机进行仿真。路面不平度是车辆的原始激励,根据对实际的路面不平度的研究,采用激光非接触式多功能测量系统测量路面不平度,开发了一套测量与汽车独立的道路不平度采集系统,并就大波形、小波形的测量精度做了验证。实验表明,该系统可以在正常行驶车速（20~120 km/h）下进行测量,效率较高、精度较好。     

路面不平度的测量

针对路面不平度引起的车辆动态载荷会造成车辆疲劳破坏的情况,在设计过程中应充分考虑车辆的耐久性.车辆的耐久性可在试车场、台架上验证,或者通过计算机进行仿真.路面不平度是车辆的原始激励,根据对实际的路面不平度的研究,采用激光非接触式多功能测量系统测量路面不平度,开发了一套测量与汽车独立的道路不平度采集系统,并就大波形、小波形的测量精度做了验证.实验表明,该系统可以在正常行驶车速(20～120 km/h)下进行测量,效率较高、精度较好.     

半挂汽车列车对路面作用荷载研究

为研究半挂汽车列车对路面作用荷载,建立1/2车辆动力学模型,研究了路面不平度、载质量、车辆速度和胎压等参数对车辆动载系数的影响.研究结果表明,车辆动载系数随着路面不平度、车辆速度和胎压的增加而增加,随着载质量的增加而减小.综合考虑路面不平度、载质量、车辆速度和胎压的影响,对于重载半挂汽车列车,A级路面上动载系数为1.14,B级路面上动载系数为1.19,C级路面上动载系数为1.27,D级路面上动载系数为1.36,为路面设计提供依据.     

车辆货物约束系统对道路不平度响应的仿真

针对车辆货物约束系统对道路不平度响应问题,建立道路-车辆-货物约束系统的空间八自由度模型,并采用线性滤波白噪声法拟合出四轮道路不平度的时域模型,进行了道路不平度对车辆货物约束系统的垂直激励的响应仿真研究.利用VB和Matlab混合编程编制了道路-车辆-货物约束系统的计算软件,得出在约束条件下,货物的垂直位移响应最大值比车身的垂直位移响应最大值要小,货物的振动频率也比车身的振动频率小,且路面质量越差,货物的振动位移越大,约束捆绑器的受力也越大.     

基于卷积神经网络的道路车辆检测方法

提出了一种基于卷积神经网络的前方车辆检测方法。首先,根据车底阴影特征,运用基于边缘增强的路面检测算法以及车底阴影自适应分割算法来分割并形成车底候选区域,以解决路面灰度分布不均及光照条件变化问题;其次,运用针对道路交通环境的卷积神经网络结构,建立图像样本库进行网络训练;在此基础上,采用基于卷积神经网络识别的方法以验证并剔除被误检测为车底阴影的候选区域,进而确定真正的车辆目标;最后,修改网络为三分类识别,以验证本文方法的强扩展性的优势。实验结果表明:本文提出的车辆检测方法能够很好地区分车底阴影和非车底阴影干扰,有效地提高车辆检测的准确率和可靠性,降低误检率。     

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.     

连续梁与行驶车辆耦合振动分析

为了分析公路桥梁与车辆之间的相互作用,提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整桥面耦合振动分析方法.根据GB/T 7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,求得了不同等级桥面的不平度值,并作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励,基于数值仿真分析,分别对不同等级桥面的连续梁桥进行了控制截面的挠度动力响应计算,得到了相应挠度冲击系数随桥面等级及车速变化规律.结果表明:桥梁挠度冲击系数随车速增加呈先增大后减小趋势;随着公路桥面等级变差,冲击系数呈非线性增大,桥面等级及车速是影响车辆动力作用的显著因素.     

混合动力车辆馈能式悬架的节能潜力

传统车辆悬架系统中阻尼元件以摩擦的形式将振动能量转变成热能,最终将这部分热能散发到大气中。阻尼器耗散能量的多少不仅与其摩擦因数有关,还与路面不平度、车速及整车质量密切相关。为了对这部分能量进行回收利用,使用CARSIM仿真软件完成了车辆以不同车速行驶在不同路面上时悬架系统阻尼器的能耗计算。结果证明,在城市工况和路面条件下馈能式悬架有实际应用价值。     

铰接式车辆行驶稳定性的理论分析与数值计算

为了获得车辆稳定行驶的临界车速,对铰接式车辆沿直线或大曲率半径曲线行驶时的稳定性进行了研究。将铰接式车辆简化为前、后两车节组成的系统,考虑了轮胎侧偏特性和液压转向机构的弹性,建立了铰接式车辆行驶稳定性线性动力学方程。给出了铰接式车辆行驶稳定性的两种判别方法:特征值方法和时不变输入下稳态响应方法。给出了稳定性因数表达式和临界车速计算方法和公式。指出了铰接式车辆的两种失稳形式:由于轮胎侧偏导致的失稳和由于转向机构缺陷导致的失稳。初步讨论了铰接式车辆侧向运动的频率响应特性。给出了两种铰接式车辆的临界车速动力修改灵敏度分析方法:基于时不变输入下稳态响应方法的直接求导法和基于复特征值分析的特征值法。以ZL10装载机为例进行了实例数值计算,得到了该车的临界车速。     

车辆荷载作用下混凝土箱梁桥桥面板局部振动分析

研究车-桥耦合振动条件下,混凝土箱梁桥桥面板局部振动规律.推导车-桥耦合动力平衡方程,用板单元建立简支箱梁桥有限元模型,采用3维7自由度车辆模型,由路面功率谱密度函数模拟得到等级分别为"理想"、"好"和"差"的路面不平度函数.通过数值模拟计算桥面板不同位置的竖向位移、纵向弯矩和横向弯矩的动力放大系数(DAF).分别对车道位置、路面等级、车速和桥梁阻尼进行了参数分析.结果表明,车辆荷载作用下,桥面板不同位置的局部DAF值、同一位置由不同响应量得到的DAF值之间均存在很大差异,采用统一的DAF来计算车辆对桥面板的冲击作用不甚合理.路面不平度是影响桥面板车致振动最为重要的因素;而车速次之,且很难找到明确的函数关系用于描述车速对箱梁桥面板的局部动力放大系数的影响.     

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．     

基于路面不平度的路面附加动载分析

为了能够分析出与实际车辆动荷载更接近的动载,基于路面不平度分析了较低等级路面B、C、D的附加动载.分析结果表明：车辆行驶速度、路面等级不同,车辆对路面产生的附加动荷载的作用点的位置也不相同;路面附加动载随着路面等级降低逐渐增大;在相同的路面条件下,附加动荷载大小并不是随着车速的增大而增大的,而是在某一车速下达到最大值.