【摘要】：隨著可持續(xù)經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)保的觀念的深入,新能源成為研究的一個熱點,振動作為一種新型能源引起了人們的重視。車輛道路耦合振動會產(chǎn)生足夠的振動能量,將其收集利用,對能源可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。車路耦合系統(tǒng)中振動十分復(fù)雜,現(xiàn)階段振動能量回收效率較低,因此需要對車路耦合中的振動進行研究,探索車路耦合中振動能量收集的最大化,實現(xiàn)振動能量收集裝置最佳安裝。研究在不同等級路面下車輛通過路面時的路面不平度對車輛的激勵特性。分析了白噪聲、三角級數(shù)、AR和ARMA、泊松四種不同路面不平度的模擬方法的優(yōu)劣,確立了三角級數(shù)作為路面不平度的模擬方法;通過MATLAB軟件,研究用三角級數(shù)法模擬路面不平度對車輛的激勵,研究表明路面等級的降低會使得路面對行駛中的車輛激勵作用變大。研究在路面等級、車輛胎壓、車速、車輛載重等參數(shù)的變化下車輛對路面的動荷載和動載系數(shù)的影響規(guī)律。利用MATLAB軟件建立二分之一車輛動力學(xué)模型,研究不同參數(shù)對路面的動荷載和動載系數(shù)的變化,研究發(fā)現(xiàn)隨著路面等級降低和車速、胎壓、載重變大,動荷載和動荷載系數(shù)均在不同程度的變大;反之,降低。研究不同參數(shù)的改變對車輛自身固有頻率的影響,發(fā)現(xiàn)胎壓變大導(dǎo)致車輛固有頻率變大;載重變大,車輛固有頻率降低,其余因素對車輛固有頻率幾乎沒有影響。通過對車輛隨機振動分析,計算得到車輛和道路共振的頻率基本上在9.17Hz處。對車輛荷載作用下的瀝青路面動力響應(yīng)規(guī)律進行了研究。利用ABAQUS軟件上建立三維瀝青路面動力學(xué)模型,研究荷載、車輛速度、路面彈性模量、溫度的影響下瀝青道路內(nèi)部振動波傳播規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn)隨著車速、荷載、彈性模量變大,振動傳播范圍變大;溫度由低到高變化中,振動波傳播先變小后變大;振動主要在振動源面層處,瀝青道路面層振動位移和速度最大,且隨著深度而減小。研究荷載、車輛速度、路面彈性模量、溫度的影響下振動能量分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)對應(yīng)變能密度分布圖中得出應(yīng)變能密度集中在下面層處,離地面約10cm處,研究表明下面層處放置能量收集裝置可獲得最大效益。
【圖文】：

常用的經(jīng)典模型主要有：四分之一車輛模型(圖1.1)、二分之一車輛模型(圖 1.2)、和整車模型(圖 1.3）。現(xiàn)在車輛動力學(xué)的模型已經(jīng)有了很多種，，模型的自由度數(shù)可以高達四十多個。經(jīng)過多年的研究逐步建立了有限元模型、動態(tài)子結(jié)構(gòu)模型和多體系動力學(xué)模型，這些模型更加復(fù)雜，但是它們更加逼真真實的車輛。

圖 1.1 四分之一車輛模型 圖 1.2 二分之一車輛模型 圖 1.3 整車模型Kenis 在計算機上仿真研究了車輛在不平順的道路上不同行駛速度下改動輪胎壓力和輪胎類型的動載力，并進行路面動力響應(yīng)的模擬分析，初步開始將車輛和道路到在一起研究[6]。Tevelow 在實驗下發(fā)現(xiàn)行駛過程的車輛在振動頻率為 15Hz 到 50Hz 下發(fā)生損壞最為嚴重，但是具體的頻率并未得出[7]。朱孔源通過建立具有七個自由度的車輛模型來研究車速、路面的不平度、車輛軸承距離、輪轂距離等變化下對車輛動荷載的影響，并設(shè)計了可以減小車輛動荷載的具有二個自由度和七個自由度的半主動懸架[8][9]。錢國平、白詩堯建立了具有兩個和三個自由度的車輛振動模型，仿真分析后得出當(dāng)車輛在路面上行駛時車輛的振動頻率達到或接近于系統(tǒng)的固有頻率時系統(tǒng)產(chǎn)生共振，并產(chǎn)生較大的振動響應(yīng)[10]。1.2.2 路面動力學(xué)研究發(fā)展現(xiàn)狀上世紀初期開始，車輛逐步成為廣泛使用的交通工具出現(xiàn)在大眾視野中，并且被越
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U416.217

【參考文獻】

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1 許海亮;袁勇;屈鐵軍;唐浚然;;考慮路面不平整度因素的車路耦合振動模型的建立[J];振動與沖擊;2014年19期

2 杜鵬;;考慮瀝青路面材料阻尼特性的動力學(xué)響應(yīng)研究[J];河南科技;2014年18期

3 李坤;;不同速度的移動荷載下瀝青路面力學(xué)響應(yīng)分析[J];科技資訊;2014年04期

4 楊春風(fēng);王雷;;移動非均布荷載作用下的瀝青路面動力響應(yīng)分析[J];路基工程;2012年05期

5 錢國平;白詩堯;;車輛豎向振動荷載模型計算[J];中外公路;2012年03期

6 梁新成;張軍;徐瑞;;三角級數(shù)法的路面重構(gòu)仿真研究[J];汽車工程學(xué)報;2011年06期

7 聶彥鑫;李孟良;過學(xué)迅;楊波;;基于諧波疊加法的路面不平度重構(gòu)[J];汽車科技;2009年04期

8 薛念文;趙偉燕;陳龍;孫廣田;周孔亢;;基于AR模型對路面不平度的時域模擬[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2008年02期

9 蔣建群;周華飛;張土喬;;移動荷載下粘彈性地基上無限大板的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)[J];中國公路學(xué)報;2006年01期

10 周曉青,孫立軍,顏利;路面平整度評價發(fā)展及趨勢[J];公路交通科技;2005年10期

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1 曹衛(wèi)鋒;車輛動載作用下長大上坡瀝青路面力學(xué)響應(yīng)研究[D];長安大學(xué);2014年

2 鄭仲浪;重載車輛作用下瀝青路面層間力學(xué)行為研究[D];長安大學(xué);2010年

3 朱孔源;車輛—柔性路面力學(xué)相互作用系統(tǒng)的研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2001年

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1 龍超;車輛與路面相互作用下路面結(jié)構(gòu)動力分析[D];湖南大學(xué);2013年

2 李星;車輛動荷載與路面力學(xué)響應(yīng)的研究[D];太原理工大學(xué);2013年

3 張揚;重載車輛作用下長大上坡瀝青路面力學(xué)行為研究[D];長安大學(xué);2013年

4 史春娟;車輛—瀝青路面系統(tǒng)耦合動力學(xué)研究[D];長安大學(xué);2012年

5 王萬洪;基于車路耦合模型的路面結(jié)構(gòu)動力分析[D];北京交通大學(xué);2008年

6 姜麗麗;基于傅里葉反變換的路面隨機激勵時域建模與仿真[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號：2598202