一、轮胎与不平路面相互作用形成有效路面不平度的机理与应用分析（论文文献综述）
王立安[1]（2021）在《饱和-非饱和土成层地基的车致振动响应研究》文中认为经济发展和公路网的大规模建设促进了汽车行业的快速发展,汽车的类型、数量逐年激增,车速和载重量也显着提高,汽车动荷载造成的路面破坏和地基沉陷愈加严重。路面破坏和地基沉陷则进一步加剧了汽车、路面及地基在行车过程中的振动,汽车-路面-地基之间的相互作用力增大,从而造成的路面损伤、行车平顺性和环境振动等问题越来越突出。将汽车-路面-地基作为完整系统进行动力分析,即可反映地基特性对系统振动的影响,也能反映路面状况和汽车参数对系统振动的影响,可真实的揭示汽车-路面-地基之间的动力相互作用,也能获得振动在地基中的传播及衰减规律,从而准确预测行车振动对环境的影响。因此,进行汽车-路面-地基耦合振动的动力学研究,对于路基路面的结构设计、行车安全性、舒适型以及环境振动的预测评估都具有重要意义,在提高工程质量和改善国民生活质量方面具有较高的经济和社会效益。本文从天然地基的实际出发,将地基考虑为由饱和-非饱和土成层土体构成,水位线以上为非饱和土,水位线以下为饱和土。基于连续介质力学和多相孔隙介质理论,分别采用Biot固-液两相介质和固-液-气三相介质描述饱和土和非饱和土,构建饱和-非饱和土成层地基的三维动力模型,并利用边界和交界面连续条件对饱和土和非饱和土动力控制方程进行耦合求解,进而分析成层地基的振动特性。在此基础上,在地基顶面增加路面和汽车系统,进一步建立汽车-路面-地基的多体系统耦合振动模型,并对耦合系统进行耦合求解,研究汽车-路面-地基的耦合振动特性。具体工作如下:（1）在柱坐标系下建立饱和-非饱和土成层地基的三维轴对称模型,利用Hankel积分变换进行求解,得出简谐荷载作用下地基系统稳态振动的解析解,通过编程计算对成层地基的频域响应进行研究。研究发现,激振频率越小,地基振幅越大;激振频率越大,则振幅越小;当频率趋于无穷时,振幅收敛于某一恒定值,该收敛值取决于地基土体的性质;位移和孔压在土层交界面处出现反弹激增现象,位移的激增现象更为明显,上覆非饱和土层越薄,激增幅度越大。（2）基于饱和-非饱和土成层地基模型,利用符号函数将移动荷载描述为时间和空间的解析函数,并将荷载函数代入地基模型进行联立求解,利用Fourier-Laplace联合变换推导出点源、线源和面源荷载激励下地基振动响应的解析解。通过分析地基振动响应的时程曲线和频谱曲线发现,荷载移动速度越大则振幅越小,频谱曲线波动越明显,峰值频率数目增多,振幅在频域内的变化越剧烈;荷载分布区域越大则振幅也越大,最大振幅出现在荷载作用区的边缘;频谱曲线的波动随荷载分布区域的增大而变得愈加剧烈;振幅沿纵、横向的分布和衰减不一致,振动沿纵向衰减缓慢,传播更远。（3）在饱和-非饱和土成层地基顶面进一步添加路面和汽车系统,进行汽车-路面-地基全系统耦合振动分析。采用无限长Euler梁模拟路面,功率谱密度（PSD）描述路面不平度。分别采用两自由度1/4汽车模型和九自由度整车模型模拟汽车,利用弹性滚子接触模型描述汽车轮胎与路面的动态接触。通过对汽车-路面-地基系统的控制方程进行耦合求解,推导出系统耦合振动的响应解。通过计算发现,汽车行驶速度对地基振幅和频率的影响与移动荷载一致;路面不平度对振幅和频率的的影响程度最为明显,路面越不平顺,地基振幅越大,频率波动越剧烈;在较低车速时,轮胎充气压力对振幅造成影响,但对频率影响甚微;考虑多轴、多轮组汽车时,地基振动发生叠加效应,行车速度和路面等级不仅影响频谱曲线的波动形态,而且影响频域分布宽度,车速越大、路面越不平顺,则频谱曲线波动越剧烈,频域分布越宽。本文通过建立一系列理论分析模型,由简单到复杂,由单体系统到多体系统,分梯次将振源和力学模型逐步深化,系统分析了汽车-路面-地基耦合振动的频域响应和时域响应,以及各子系统之间动力相互作用的机理。该项工作在理论上丰富了多体系统耦合振动的理论计算方法,为路基路面结构的优化设计提供指导,为车致环境振动的预测评估提供了科学依据。
杨绍普,张俊宁,路永婕,李韶华[2]（2021）在《汽车-道路相互作用研究进展》文中研究表明回顾汽车-道路相互作用的研究历程和主要研究内容,分析汽车系统动力学、轮胎动力学和路面结构动力学三个研究领域之间的关系,分别从车辆的随机振动与道路友好性悬架、轮胎-路面接触动力学和动载荷下道路结构动力学三个层面对研究进展进行综述,提出汽车-道路相互作用研究中存在的问题和未来的发展方向。当前汽车-道路相互作用研究多集中于单一领域或者三个领域简单叠加,忽略或简化了汽车-道路之间相互作用、互相约束的复杂动态耦合关系,但是要满足车辆更高的控制精度和动力学性能优化,需要更多的考虑汽车-道路之间的相互作用关系。对于胎路接触关系,现有的研究多是以路面的特定参数来描述轮胎自身的滞回特性,考虑轮胎与路面之间的动态耦合特性需要更深一步研究。简单的路面不平度模型对路面的形貌描述不够,制约着车-路相互作用的研究,开展路面形貌特征的提取、描述和重构仍很重要。车辆运动控制的实现和控制器的设计多依赖于质心的动态响应和路面附着状况,汽车-轮胎-地面瞬态耦合机理及路面参数的高精度快速识别将是极具理论难度与工程应用的研究。此外,轮毂电机在新一代智能电动汽车的应用,改变了汽车底盘构型及载荷分布,考虑路面随机激励、电机激励及车路耦合激励的综合作用研究车-路相互作用及智能控制也是一项具有挑战性的科学问题。
杨国[3]（2020）在《考虑轮胎包容特性的预瞄主动悬架自抗扰控制》文中研究说明预瞄主动悬架系统能够测量车辆前方的路面不平度,然后将其用于控制主动悬架,从而进一步提升车辆的行驶平顺性。在现有的预瞄控制算法研究中,通常将预瞄控制问题作为输入时滞问题,并将预瞄路面的不平度直接作为悬架系统将要受到的垂向激励。这导致控制系统难以适应不同的车速,且未考虑轮胎对路面不平度的滤波作用。为了使预瞄主动悬架控制系统能够适应不同的车速,并使其能够获得更准确的路面不平度激励,本文考虑轮胎包容特性对路面的滤波作用,分别以悬架动行程和车身运动量为被控量设计了预瞄主动悬架控制系统。预瞄控制系统采用前馈补偿控制策略,并使用轮胎弹性滚子接触模型计算任意短波长不平路面的有效路面输入。以悬架动行程为被控量的预瞄控制系统将预瞄路面的有效路面输入用于计算控制参考信号,并通过四个二阶非线性自抗扰控制器使悬架动行程跟踪控制参考信号;以车身的运动量为被控量的预瞄控制系统通过天棚阻尼滤波模型将预瞄路面的有效路面输入转化为车身的运动量,并分别针对车身的垂向运动、俯仰运动和侧倾运动,通过滑模自抗扰控制器抵消车身的振动。在常用的车速范围内进行了脉冲输入路面和随机路面的仿真试验,对比了被动悬架、天棚阻尼控制、预瞄自抗扰控制和预瞄滑模自抗扰控制情况下的车辆动态响应,还对比了预瞄路面的预处理有、无轮胎包容特性滤波所取得的平顺性控制效果。仿真结果表明,本文所设计的预瞄主动悬架控制系统能够有效减少车身的振动加速度,提升车辆的行驶平顺性。当以车身的运动量为被控量时,所取得的控制效果最优。在预瞄控制中考虑轮胎包容特性能够减少车身的振动加速度,保证预瞄控制系统的有效性。
张恩东[4]（2020）在《胎路耦合系统下考虑不平度的沥青路面动力响应分析》文中进行了进一步梳理国内现行的公路沥青路面设计规范是基于路面绝对平整的假定,将路面荷载简化为均布荷载后按照静力计算的方法完成各应力指标的计算,这种方式没有考虑实际中不平整路面上轮胎荷载和路面结构之间的复杂动力作用,对路面所受影响估计不足。为此,本文针对胎路耦合系统下不平整路面的动力响应进行研究。在ABAQUS软件中建立轮胎有限元模型、以功率谱密度为不平度变量引入不同不平度等级的路面结构模型、以及两模型的接触机制,形成胎路耦合系统,同时,针对沥青材料对温度敏感的这一特性,建立夏季高温条件下的温度场,综合研究多种工况下沥青路面的动力响应特性,并修正和补充了现行路面设计规范中的轴载转换公式。全文具体工作如下:首先,基于对轮胎和路面结构建模理论的研究,在ABAQUS软件中建立了胎路耦合模型,以正弦波模拟不平整路面,通过对此胎路耦合系统的算例,综合分析了轮胎作用位置、速度、轴载、模量对沥青路面动力反应结果的影响,证实了路面的起伏对整个路面结构的动力响应影响较大,路面下凹处尤甚。其次,以路面功率谱密度为路面不平度变量,运用谐波叠加法的思路,通过Fourier变换在Matlab软件中完成对A级、F级不平度的路面高程模拟,将其导入ABAQUS中生成不同不平度等级的路面结构模型;基于此模型,在胎路耦合系统中分析了不平度对路面结构各层中各向应力指标的影响;并通过在沥青路面轴载转换公式引入一个新的物理量即不平度系数C3来描述这一影响,对规范公式提出修正建议。最后,研究了夏季高温温度场下不平整路面的动应力响应结果。通过FILM、DFLUX子程序模拟出夏季高温的温度场,分析了温度场的影响因素,并分析了同一天不同时刻、极端高温情况下沥青路面受不平度影响导致的动应力响应的变化;通过在沥青路面轴载转换公式中引入另一个新的物理量即温度系数C4来描述这一影响,对规范公式提出修正建议。
闫建国[5]（2020）在《基于农田地面不平激励的拖拉机振动特性研究》文中进行了进一步梳理拖拉机经常行驶在不平度较大的田间地面,由地面不平激励产生的振动问题尤为突出,较大的振动不仅影响拖拉机的作业效率和使用寿命,加剧农田土壤压实,且严重危害驾驶员的身体健康。因此,研究农田地面不平度特征及其对拖拉机振动特性的影响规律,对拖拉机的减振设计及减小振动带来的危害具有重要意义。本文在总结国内外相关研究工作的基础上,采用理论分析与试验研究相结合的方式,对农田地面原始不平度特征、软地面有效不平度特征、不平度参数与拖拉机振动特性关系、地面不平激励的拖拉机振动特性等方面进行了研究。完成的主要研究工作如下:1.针对农田地表特点研制了一种不平度测试装置,安装于拖拉机的前部,适用于免耕残茬地、草地、田间土路等农田地面不平度的随车动态测试;采用LabVIEW编程语言开发了数据采集系统,可同步采集测试地面的不平度数据与拖拉机的振动响应数据;提出了一种消除不平度测试中由于拖拉机侧倾和俯仰运动影响的补偿算法,提高了测试精度;在玉米茬地中用两个尺寸已知的梯形凸台检验不平度测试装置的性能,结果表明,在测试速度u≤3.58 km/h时,不平度检验误差RMSE≤6.3 mm,与凸台100 mm的高程相比较小,且考虑到拖拉机轮胎尺寸较大,测试结果满足要求;道路试验结果表明,提出的补偿算法可以有效减小因拖拉机侧倾和俯仰运动对测试结果产生的影响。2.建立并推导出地面不平度幅值参数RMS与频谱参数不平度系数Cn和频率指数W的关系式,获得了不平度幅值参数和频谱参数的关系规律;利用不平度测试装置测试了田间草地、玉米茬地、马铃薯收获地、田间土路硬地面的原始不平度,每种类型的地面分别测试15组数据;数据预处理后,计算出各不平度幅值参数RMS及左右轮迹处不平度的相干函数γ;计算了各不平度功率谱密度,并对其进行倍频程平滑处理,采用最小二乘法拟合获得不平度系数Cn和频率指数W;绘制了各测试地面不平度频谱参数Cn-W分布图、相干函数γ图及RMS-Cn-W聚类图,分析并总结了被测田间地面原始不平度的特征规律。3.利用独立分量分析逆向求解软地面有效不平度,将不平度测试中同步测得的拖拉机两前轮中心轴端处及前桥中间位置的3个振动加速度视为混合信号,引起拖拉机左右前轮跳动的地面等效不平激励（即有效不平度）视为源信号;对测得的左右轮迹上原始不平度信号的独立性和各不平度信号的高斯特性进行分析,表明田间地面不平度信号符合ICA求解的可分离性条件;提出了基于最大相关准则优化ICA的分离信号,使分离信号幅值与源信号保持一致,并通过仿真手段验证了其有效性;以田间土路硬地面为试验对象,将采用ICA分析法确定的有效不平度与利用不平度测试装置测得的不平度进行对比分析,结果表明,在测试速度为2.56 km/h～5.41 km/h范围内,不平度测试值与ICA分析值之间的均方根误差RMSE范围为3.8 mm～5.4mm,相对误差Ef值的范围为5.6%～8.9%,误差指标在可接受的范围内,且误差中包含了拖拉机轮胎包络效应产生的影响。利用ICA分析法逆向求解了田间草地、玉米茬地和马铃薯收获地的有效不平度,对比分析了 3种农田软地面原始不平度与有效不平度的关系。4.以约翰迪尔904拖拉机为被测对象,测试了拖拉机振动系统的结构参数,包括整车质量、前后轴质量、质心位置、机身俯仰转动惯量、侧倾转动惯量、轮胎刚度和阻尼系数等。建立了地面不平度频谱参数与拖拉机振动响应的理论计算公式,确定了影响拖拉机振动特性的主要因素;建立了二分之一拖拉机振动模型,根据试验拖拉机振动系统参数和测试分析得到的农田地面有效不平度参数范围,分析了农田地面不平度参数与拖拉机振动响应的关系规律,结果表明,地面不平激励引起的拖拉机振动响应强度随有效不平度系数CΩ和车速u的增大而增大,而随频率指数W的增大而减小。建立了无悬架拖拉机的整车振动模型,计算出拖拉机的固有频率;推导了车轮动载荷等振动特性计算公式,并建立SIMULINK仿真模型;以测试和分析得到的农田地面有效不平度为输入激励,对比分析了二分之一模型和整车拖拉机模型的振动响应结果,对农田地面不平激励的拖拉机振动模型的适应性进行了分析,结果表明,在分析农田地面不平度对拖拉机振动性能的影响时,应采用整车拖拉机模型,以避免因农田地面不平度在左右轮迹上存在的差异对拖拉机振动特性分析产生的影响。5.以约翰迪尔904型拖拉机为研究对象,分别在田间土路硬地面和田间草地软地面上开展了基于地面不平激励的拖拉机振动试验。由拖拉机附带不平度测试装置测取地面不平度的同时,利用亿恒AVANT MI-7016振动数据采集仪测试拖拉机的振动响应数据,实现了基于地面不平激励的拖拉机振动特性分析的可验证性。根据试验数据分析了拖拉机质心垂向、俯仰和侧倾振动加速度及前后轮动载荷特性。利用整车拖拉机振动模型仿真分析了基于测试地面不平度激励的拖拉机振动响应特性,并与试验结果进行对比。结果表明,测得的拖拉机质心垂向、俯仰和侧倾振动固有频率分别为2.623 Hz、3.148 Hz和3.575 Hz,通过理论计算得到的拖拉机质心垂向、俯仰和侧倾振动固有频率分别为2.88 Hz、3.38 Hz和3.45 Hz,误差率分别为9.8%、7.4%和3.5%。分析得到地面不平激励的拖拉机振动响应实测值与理论计算值之间的误差均在11%以内,并具有较好的一致性,对于田间试验来说,误差在允许的范围内,表明建立的振动模型能够反映拖拉机在实际运行中真实的振动特性。对比分析了软地面原始不平度和有效不平度激励的拖拉机振动特性,结果表明,利用振动模型分析农田软地面不平激励的拖拉机振动特性时,应采用有效不平度为输入激励,将原始不平度作为输入激励会造成分析得到的振动响应幅值过大且产生较大的误差。
赵晓林[6]（2020）在《基于车—路弱耦合振动作用下沥青路面动力响应》文中研究表明超载车辆的重复作用下,沥青路面破坏严重,出现多种问题,如滑移、开裂、车辙和坑槽等。以上问题降低路面平整度和车辆平稳性,严重影响二者的工作状态,加速路面和车辆的破坏。车辆振动和轮胎非均布荷载对路面结构的力学行为影响显着,在力学-经验路面设计法中应当受到重视。而现行规范和以往的研究通常忽略车辆随机振动,并假定轮胎与路面为点接触或简化为均匀接触,未能考虑路面响应和车辆动载的瞬时变化以及轮胎与路面非线性接触,这与实际的车-路工作状态存在一定差别。再者,采用线性理论分析沥青路面的动力学响应是不准确的,应考虑将非线性计算方法与路面动力学相结合。此外,以往采用多体动力学软件或者MATLAB与有限元软件联合仿真研究车-路工作性能的方法,无论是模型构建还是计算方法都存在较大的局限性。因此,建立更加接近实际的仿真模型是十分必要的。同时,车辆与沥青路面的力学行为包含了大量的非线性动力学因素,相关的计算方法也建议采用时域分析法进行计算。为解决以往研究中存在的问题,本文以ABAQUS有限元软件为平台,基于多体动力学理论和超弹性理论,构建多自由度车辆模型和橡胶轮胎有限元模型,其中悬架和车轴分别采用Cartesian属性和Hinge属性模拟,轮胎采用橡胶-帘线复合材料模拟并验证其力学性能;基于黏弹性理论推导沥青混合料蠕变柔量与松弛模量的转换关系,结合参考文献获得沥青混合料的力学参数,完成沥青路面有限元模型的构建;基于轮胎与沥青路面的法向力学行为和切向力学行为,采用Surface-to-Surface Contact接触属性模拟轮胎与沥青路面的非线性接触关系,完成车-路弱耦合振动模型的构建。利用中心差分法求解车-路弱耦合振动的动力学方程,与参考文献和测量试验对比,对本文所建模型进行验证。结果表明:基于相关理论构建的车-路弱耦合振动模型具有一定的适用性,可有效模拟实际车-路弱耦合振动的工作状态;车辆荷载的作用形式以及轴重对路面的动力响应影响巨大,在车-路弱耦合振动的研究中不容忽视;路面不平度是导致车-路弱耦合振动的主要原因,路面不平度等级降低,车-路弱耦合振动效应增强,车辆与路面的动力响应均非线性增大。不同路面位置所受到的荷载因作用形式和数值大小的差异而导致其响应表现出巨大的不同。
李振宇[7]（2020）在《基于轮胎与三维路面接触分析的车辆操纵稳定性研究》文中提出车-路耦合动力学的研究对于改善车辆动力学性能和道路安全性等具有重要的意义,本文针对车-路系统中精细化路面谱的需求,建立能够反映路面微观形貌特征的三维路面模型,基于轮胎的非均匀接地特性提出改进的Lu Gre轮胎模型,实现路面模型和轮胎模型在多体动力学软件中的二次开发,并基于轮胎与三维路面滚动接触分析研究了车辆操纵稳定性的控制。首先,基于分形理论提出了一种三维路面谱的重构方法。依据国家标准,运用谐波叠加法获取标准路面的不平度数据,应用随机中点位移法拓展至三维空间,重构出反映路面自相似特征的三维路面谱;同时在Truck Sim软件中对路面数据进行编译,实现三维路面模型在软件中的应用;通过对二维路面和三维路面下车辆的动力学响应对比分析,发现车辆在侧向的动力学特性差异最大。其次,为使轮胎模型能够准确反映与路面的实际接触情况,对轮胎纵向和横向接地印迹内垂向载荷的分布规律进行分析,据此规律研究轮胎与路面接触面内非均匀压力的分布形式,基于该压力分布改进稳态Lu Gre轮胎模型,并分析滑移率、侧偏角和载荷偏距等因素对轮胎动力学的影响,验证改进后轮胎模型的准确性。然后对改进轮胎模型进行二次开发,使其嵌入Truck Sim整车模型中,并与Matlab/Simulink联合仿真实现数据的交互。最后,在三维路面和改进轮胎模型在Truck Sim软件中实现数字化的基础上,建立三轴重型汽车的多体动力学模型,对车辆行驶过程中的侧向动力学特性进行研究。设计了角阶跃仿真试验和鱼钩仿真试验,分析车体侧偏角、横摆角速度和侧向加速度的变化情况,发现车辆在大方向盘转角输入下发生了侧翻。针对这一现象,搭建了PID控制器和模糊PID控制器,对转弯时车轮的制动力进行控制并再次进行仿真试验,结果表明:加入控制策略的车辆避免了侧翻的发生,同时验证了模糊PID的控制效果要优于PID控制,为提高车辆行驶时的操纵稳定性的研究提供基础。
程远盛[8]（2020）在《典型土壤地面形貌对车辆振动的影响探究》文中研究指明有害振动会造成车辆零部件之间的间隙增加,降低使用寿命,长期暴露在有害振动下还会对驾驶员以及乘客的身体造成损害,因此车辆振动一直是国内外研究的热题。振动的产生与激励源有关。车辆在行驶过程中,激励源主要分为,发动机的传动激励和路面不平度输入产生的激励。硬路面原始不平度可以作为有效激励源,而土壤软路面具有极易变形的特点,原始不平度不能直接作为激励源对待。为了探究土壤软路面不平度的激励力与车辆振动之间的关系,运用构造的矩形坑路面模拟田间沟壑路面,进行车辆振动试验探究,内容主要包括以下几个方面。1.在土槽实验室构造两类矩形坑路面。第一类是固定两坑之间的间距,以深度和跨度为变量的矩形坑,分为21组试验进行测试;第二类是固定矩形坑尺寸,以矩形坑之间的间距为变量,共8组试验。将加速度传感器固定到车架车轴的位置,以行车为动力带动试验台架进行振动测试。2.利用Matlab软件编写程序,对采集的数据进行功率谱密度以及平均功率分析。用于探究随着矩形坑的深度和跨度的变化,以及矩形坑随着间距的变化,Z轴方向振动频率峰值和X轴方向振动频率峰值的分布范围。同时探究平均功率随着矩形坑跨度以及矩形坑间距的增加,而呈现的变化规律。3.建立车辆—土壤软路面振动系统模型,对车轮总成进行锤击实验,求出该系统纵向和垂直方向的传递函数曲线,选取传递函数峰值作为的传递函数特征值。同时对加速度传感器的测试值进行平滑滤波,结合垂直方向以及纵向特征值,求出矩形坑路面给予的激振力信号。用于探究纵向平均受力和垂直平均受力的规律。4.求出车辆—土壤软路面振动系统的等效刚度K和等效阻尼系数C。对车辆响应信号进行频域积分,求出时域速度信号（）和时域位移信号（）。根据以上参数求出土壤软路面有效不平度（）,并对21组实验数据求得的（）进行频域分析。5.求出土壤软路面有效不平度的空间域位移功率谱密度。主要用于探究:1.软路面的有效不平度功率谱密度值,随着矩形坑跨度的变化而呈现的规律。2.软路面有效不平度峰值点对应的空间频率,随着矩形坑跨度以及深度的变化而呈现的规律。3.探究矩形坑路面的频率指数设定范围,以及和硬路面之间的区别。
鲍玉龙[9]（2019）在《悬挂式单轨交通系统风环境下车-桥耦合振动分析》文中进行了进一步梳理作为一种新型城市单轨交通型式,悬挂式单轨交通系统以其爬坡能力强、转弯半径小等诸多优点在我国有广阔的应用前景。悬挂式单轨列车置于底部开口的轨道梁下方行驶,其运行方式、导向原理和轮轨接触关系均不同于传统的铁路列车-轨道-桥梁系统,而且悬挂式单轨线路曲线半径较小,所处地形复杂多异,侧向风作用下桥梁的风致振动及列车的行车安全性问题成为了目前城市单轨交通领域研究的重点和难点。本文围绕风环境下悬挂式单轨列车运行性能及曲线行车安全性等问题,开展了如下研究工作:（1）基于多体动力学理论和悬挂式单轨列车结构特点,充分考虑了橡胶轮胎的侧偏特性和导向轮机理,建立了34个自由度的悬挂式单轨列车动力学模型。根据走行轮胎的压缩变形及导向轮面接触简化模型,研究了悬挂式单轨列车与桥梁间的几何和力学耦合关系,推导了走行系统和导向系统与桥梁结构的相互作用力方程。同时,借鉴公路不平度谱和美国六级不平顺谱对悬挂式单轨线路的轨道不平顺进行了研究。进一步地,基于柔性体耦合方法,利用多体动力学软件建立了列车-双线桥梁系统耦合模型,讨论了车速、轮胎刚度和列车编组等多种因素对双车对开时桥上列车的运行性能和桥梁动力响应进行了综合评价。（2）建立了风-悬挂式单轨列车-桥梁系统的耦合振动分析模型。采用谱解法模拟了悬挂式单轨桥梁的横桥向和竖向脉动风场,通过模拟点脉动风速时程的功率谱函数及相关函数与相应的目标值对比,验证了脉动风时程样本的可靠性。基于固定点风谱获得了作用在悬挂式单轨列车上的脉动风速时程样本,采用CFD数值模拟方法探讨了列车分别位于迎风侧和背风侧轨道梁时风对桥梁和车辆的气动力作用,模拟了作用在桥梁和移动车辆上的静风力和抖振力时程曲线。（3）基于计算流体力学分析方法研究了悬挂式单轨列车在侧风环境下双车交会前后车辆和桥梁气动绕流的变化,探讨了作用在列车上的风荷载发生突变现象的原因,并采用风洞试验测试了双车交会时车辆和桥梁的气动力系数,与计算结果基本吻合,从而间接验证了CFD数值模拟方法的正确性。围绕侧向风作用下双车交会过程对悬挂式单轨列车的行车安全性问题,可以得出以下结论:双车交会过程存在风荷载突变效应,对背风侧车辆的横向振动响应起到控制作用;脉动风的存在极大加剧了迎风侧车辆振动响应;平均风速大小对背风侧车辆的加速度响应影响较大,对桥梁竖向位移影响有限。（4）针对悬挂式单轨曲线线路,探讨了缓和曲线长度和曲线超高等线路参数的设计,建立了曲线桥梁结构。基于曲线桥梁的局部坐标系和整体坐标系的变换关系,实现了悬挂式单轨列车-曲线桥梁系统的耦合振动分析,研究了不同超高、车速、预导向力、曲线半径等因素对车桥耦合振动性能的影响。研究结果表明:悬挂式单轨列车通过曲线桥梁时,车体前转向架所受的摇头力矩方向与沿桥梁行驶转动方向一致,后转向架形成与前转向架相反的摇头力矩,以实现列车良好的通过曲线桥梁段;车辆限界的设置不用考虑曲线超高的影响;车速是影响悬挂式单轨车辆通过曲线桥梁行车安全性的一个重要因素;需要设置合理的预导向力大小;随着曲线半径越大,车辆的曲线通过能力越好。（5）针对小曲率半径桥梁,基于斜风分解法,研究探讨了考虑曲线桥梁和车辆与来流风向存在风偏角下的风-车-曲线桥梁系统耦合振动问题,分析了不同来流风向、曲线超高、车速和脉动风等因素对曲线桥梁及车辆动力响应的影响。
胡斌[10]（2019）在《高架桥下路面差异沉降分析及防治技术研究》文中研究指明随着我国基础建设的飞速发展,高架桥成为城市交通系统中的重要组成部分。在高架桥的运营过程中,桥下路面差异沉降现象普遍存在,降低道路使用寿命、影响行车安全。因此,开展高架桥下路面差异沉降机理及防治技术的研究,有效地控制桥下路面的差异沉降、减少路面病害,对于保障道路交通安全具有十分重要的理论及实际意义。本文依托武汉市城建委科研项目《高架桥下路面差异沉降破坏机理及防治技术研究》（NO.2015-44）,以高架桥下路面的差异沉降病害为研究对象,采用病害调查统计、现场测试、理论分析、数值模拟、工程应用相结合的方法和手段,研究高架桥下路面差异沉降的机理和影响因素的作用机制,探讨路面差异沉降的综合防治技术,主要研究内容和结论如下:（1）基于高架桥下路面差异沉降病害的调查和统计,分析病害的特征及类型,发现软土地区高架桥下路面差异沉降病害较为严重,且病害多发生于承台过渡段;通过建立高架桥下车辆-道路系统模型,研究路面差异沉降引起的行车附加荷载。结果表明:路面差异沉降加剧了行驶车辆的振动,引起的行车附加荷载循环作用于路面,其中错台型路面病害引起的附加荷载最大。（2）通过分析高架桥下路面差异沉降的形成机理,得出路面差异沉降的成因主要包括:软土地基变形、承台过渡段的相对刚度、高架桥面和桥下路面车辆荷载的长期作用以及其它偶然因素。其中,承台与路基的刚度差异是引起承台跳车现象的主要原因,减轻路面差异沉降病害的关键是要使承台过渡段的刚度均匀渐变。（3）通过建立高架桥下路面沉降数值仿真分析模型,进行路面差异沉降影响因素及敏感性分析。结果表明:软土地基变形模量越大,路面差异沉降越小,在道路设计中,应进行地基加固处理,增加地基刚度;承台埋深越大,路面差异沉降越小,在高架桥桩基设计中,宜使承台埋深大于3m;承台回填土与软土地基相对刚度越小,路面差异沉降越小,在设计施工中,应使回填土与软土地基刚度相匹配。基于正交试验进行影响因素的敏感性分析,承台过渡段的相对刚度及软土地基变形特性是高架桥下路面差异沉降的关键性影响因素。（4）基于承台回填土的刚柔过渡原理,结合工程实际,研究路面差异沉降刚性加固技术及土工格室柔性加固技术的处治效果及适用条件,研究及现场监测结果表明:刚性加固技术对于60 mm以内的路面差异沉降的处治效果较好,适用于高架桥下既有病害道路的修复改造;土工格室柔性加固技术能够使加固范围内的路面沉降差均匀地变化,并减小路面坡度的变化率,适用于新建道路的沉降预防和控制;基于土工格室柔性加固的优化设计,在承台深度范围内,柔性结构层宜采用倒梯形方式、均匀分散地布置3～5层,且顶层厚度不宜小于0.5m;在工程应用中,两种加固方法明显减小了承台过渡段的路面差异沉降,对减轻跳车取得了显着的效果。
二、轮胎与不平路面相互作用形成有效路面不平度的机理与应用分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轮胎与不平路面相互作用形成有效路面不平度的机理与应用分析（论文提纲范文）
（1）饱和-非饱和土成层地基的车致振动响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地基振动响应研究 |
| 1.2.2 振动波在土体中的传播 |
| 1.2.3 汽车-路面动力相互作用 |
| 1.2.4 汽车动力模型 |
| 1.3 已有研究中的问题与不足 |
| 1.4 研究方法及内容 |
| 1.4.1 研究路线和方法 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 主要创新点 |
| 2 饱和-非饱和土成层地基动力模型 |
| 2.1 饱和-非饱和土成层地基 |
| 2.2 饱和土动力模型 |
| 2.2.1 Biot多孔介质理论的基本假定 |
| 2.2.2 Biot多孔介质理论的动力学模型 |
| 2.2.3 Biot多孔介质理论的本构模型 |
| 2.3 非饱和土动力模型 |
| 2.3.1 非饱和土混合物理论的基本假定 |
| 2.3.2 非饱和土混合物理论的数学描述 |
| 2.3.3 非饱和土混合物理论的动力学模型 |
| 3 饱和-非饱和土成层地基的稳态振动 |
| 3.1 饱和-非饱和土成层地基的Lamb问题 |
| 3.1.1 问题模型 |
| 3.1.2 非饱和土控制方程及求解 |
| 3.1.3 饱和土控制方程及求解 |
| 3.2 边界问题求解 |
| 3.2.1 地表荷载的数学描述 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 边界方程求解 |
| 3.3 算例分析 |
| 3.3.1 算法验证 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 移动荷载作用下地基的振动响应 |
| 4.1 点源移动荷载 |
| 4.1.1 问题模型 |
| 4.1.2 问题求解 |
| 4.1.3 算例分析 |
| 4.2 线源移动荷载 |
| 4.2.1 问题模型 |
| 4.2.2 线源移动荷载下的边界问题求解 |
| 4.2.3 算例分析 |
| 4.3 面源移动荷载 |
| 4.3.1 问题模型 |
| 4.3.2 问题求解 |
| 4.3.3 算例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于1/4 汽车模型的车-路-基耦合振动分析 |
| 5.1 问题模型 |
| 5.2 路面挠曲方程及求解 |
| 5.3 汽车系统控制方程及求解 |
| 5.3.1 轮胎与路面的接触关系 |
| 5.3.2 路面不平度描述 |
| 5.3.3 汽车系统动力控制方程求解 |
| 5.4 地基系统动力方程 |
| 5.5 车-路-基耦合求解 |
| 5.6 算例分析 |
| 5.6.1 车轮与路面相互作用分析 |
| 5.6.2 路面结构振动响应分析 |
| 5.6.3 地基系统振动响应分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于整车模型的车-路-基耦合振动分析 |
| 6.1 问题模型 |
| 6.2 路面控制方程及求解 |
| 6.3 汽车系统动力控制方程 |
| 6.3.1 车轮与路面相互作用 |
| 6.3.2 汽车系统运动方程 |
| 6.4 地基系统求解 |
| 6.5 车-路-基耦合求解 |
| 6.6 算例分析 |
| 6.6.1 车轮与路面相互作用分析 |
| 6.6.2 路面结构振动响应分析 |
| 6.6.3 地基系统振动响应分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议及展望 |
| 7.2.1 研究建议 |
| 7.2.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 第3章边界方程系数矩阵元素 |
| 附录B 第4章边界方程系数矩阵元素 |
| 附录C 第5章边界方程系数矩阵元素 |
| 附录D 第6章特征方程和边界方程系数矩阵元素 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 攻读学位期间获得奖励及参与科研项目 |
（2）汽车-道路相互作用研究进展（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 车辆的随机振动与道路友好性悬架 |
| 2 轮胎-路面接触动力学的研究现状 |
| 3 动载荷下道路结构动力学研究现状 |
| 4 总结与展望 |
（3）考虑轮胎包容特性的预瞄主动悬架自抗扰控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 智能悬架系统的研究现状 |
| 1.3 主动悬架预瞄控制的研究现状 |
| 1.3.1 最优控制 |
| 1.3.2 鲁棒H_∞/GH_2控制 |
| 1.3.3 模型预测控制 |
| 1.3.4 前馈补偿 |
| 1.4 研究目的和研究内容 |
| 第二章 整车模型及仿真路面的建立 |
| 2.1 车辆模型 |
| 2.1.1 整车七自由度垂向动力学模型 |
| 2.1.2 悬架动行程动力学分析 |
| 2.1.3 整车天棚阻尼滤波模型 |
| 2.2 轮胎包容特性模型 |
| 2.2.1 轮胎模型简介 |
| 2.2.2 弹性滚子接触模型 |
| 2.3 仿真路面的建立 |
| 2.3.1 脉冲输入路面 |
| 2.3.2 随机路面 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 预瞄主动悬架自抗扰控制 |
| 3.1 预瞄自抗扰控制系统的结构 |
| 3.2 自抗扰控制 |
| 3.2.1 跟踪微分器 |
| 3.2.2 非线性状态误差反馈 |
| 3.2.3 扩张状态观测器 |
| 3.3 预瞄主动悬架自抗扰控制器的设计 |
| 3.3.1 跟踪微分器的设计 |
| 3.3.2 非线性状态误差反馈的设计 |
| 3.3.3 扩张状态观测器的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 预瞄主动悬架滑模自抗扰控制 |
| 4.1 预瞄滑模自抗扰控制系统的结构 |
| 4.1.1 控制系统的结构 |
| 4.1.2 预瞄控制方法 |
| 4.2 滑模变结构控制 |
| 4.2.1 滑模控制的基本概念 |
| 4.2.2 滑模控制律的设计 |
| 4.3 预瞄主动悬架滑模自抗扰控制器的设计 |
| 4.3.1 滑模自抗扰控制器的结构 |
| 4.3.2 滑模控制律的设计 |
| 4.3.3 扩张状态观测器的设计 |
| 4.4 遗传算法优化控制器参数 |
| 4.4.1 待优化参数的确定 |
| 4.4.2 控制器参数的优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 预瞄主动悬架控制系统的仿真研究 |
| 5.1 脉冲输入路面仿真 |
| 5.1.1 车身的振动加速度 |
| 5.1.2 车身的垂向位移、俯仰角和侧倾角 |
| 5.1.3 轮胎动载荷与悬架动行程 |
| 5.2 随机路面仿真 |
| 5.2.1 车身的振动加速度 |
| 5.2.2 车身的垂向位移、俯仰角和侧倾角 |
| 5.2.3 轮胎动载荷与悬架动行程 |
| 5.3 轮胎包容特性对预瞄控制的影响 |
| 5.3.1 预瞄主动悬架自抗扰控制 |
| 5.3.2 预瞄主动悬架滑模自抗扰控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况 |
（4）胎路耦合系统下考虑不平度的沥青路面动力响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轮胎模型的研究现状 |
| 1.2.2 路面不平度的研究现状 |
| 1.2.3 路面结构动力响应的研究现状 |
| 1.2.4 胎路耦合系统下路面结构动力响应的研究现状 |
| 1.2.5 沥青路面温度场及动应力的研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究工作及技术路线 |
| 第2章 胎路耦合系统的建模及校验 |
| 2.1 轮胎模型概述 |
| 2.1.1 轮胎的结构与稳态运动 |
| 2.1.2 轮胎的受力分析 |
| 2.1.3 轮胎的几何非线性 |
| 2.2 轮胎的有限元建模 |
| 2.2.1 材料性质 |
| 2.2.2 单元类型 |
| 2.2.3 网格划分 |
| 2.2.4 荷载工况 |
| 2.3 道路结构的有限元模型 |
| 2.3.1 非线性接触 |
| 2.3.2 轮胎—路面摩擦算法研究 |
| 2.3.3 胎路耦合有限元模型及模型校检 |
| 2.3.4 正弦波模拟不平度时沥青路面的接触应力分析 |
| 2.4 正弦波模拟不平度时路面结构动力响应分析 |
| 2.4.1 正弦波路面下的动力响应和轴载换算 |
| 2.4.2 正弦波路面下轴载对路面结构的影响 |
| 2.4.3 正弦波路面下基层模量对路面结构的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于不平度功率谱理论的路面动力响应分析 |
| 3.1 不平度劣化 |
| 3.1.1 不平度功率谱理论 |
| 3.1.2 路面不平度的模拟 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.3 轮胎与沥青路面的接触应力分析 |
| 3.4 沥青路面结构的动力响应影响因素分析 |
| 3.4.1 考虑不平度等级时摩擦系数对沥青路面动力响应的影响 |
| 3.4.2 考虑不平度等级时轴载对沥青路面动力响应的影响 |
| 3.5 胎路耦合系统下基于路面不平度的轴载换算公式 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高温沥青路面温度场建立与动力响应分析 |
| 4.1 沥青路面温度场 |
| 4.2 高温温度场模型建立理论 |
| 4.2.1 太阳福射的影响 |
| 4.2.2 气温的影响 |
| 4.2.3 路面有效辐射的影响 |
| 4.3 温度场模型建立 |
| 4.3.1 温度场模型建立基本假设 |
| 4.3.2 温度场模型建立流程 |
| 4.3.3 温度场的模拟 |
| 4.4 高温温度场的相关影响因素分析 |
| 4.4.1 太阳辐射 |
| 4.4.2 热交换系数 |
| 4.4.3 面层厚度 |
| 4.4.4 基层厚度 |
| 4.5 考虑温度场的不平整路面动力响应分析 |
| 4.5.1 夏季高温温度场下不平整度对沥青路面动力响应的影响 |
| 4.5.2 夏季高温温度场下考虑路面不平度的轴载换算公式 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 路面不平度MATLAB程序 |
| 附录B 温度场模拟子程序 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于农田地面不平激励的拖拉机振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 农用拖拉机概况 |
| 1.1.2 拖拉机振动问题及危害 |
| 1.1.3 农田地面不平度与拖拉机振动的关系 |
| 1.1.4 课题研究意义 |
| 1.2 农田地面不平度研究现状 |
| 1.2.1 农田地面不平度的测试方法 |
| 1.2.2 农田地面不平度的特征表达 |
| 1.2.3 总结与评论 |
| 1.3 地面不平度与车辆振动关系研究现状 |
| 1.3.1 地面不平度与车辆振动关系的研究 |
| 1.3.2 总结与评论 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 农田地面不平度表征及试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 地面不平度函数及表征参数 |
| 2.2.1 地面不平度函数 |
| 2.2.2 地面不平度幅值参数 |
| 2.2.3 地面不平度频谱参数 |
| 2.2.4 幅值参数与频谱参数关系 |
| 2.3 不平度测试装置设计与试验验证 |
| 2.3.1 测试装置设计 |
| 2.3.2 坐标数据融合 |
| 2.3.3 测试不平度补偿算法 |
| 2.3.4 测试装置试验验证 |
| 2.3.5 田间试验结果分析 |
| 2.3.6 道路试验结果分析 |
| 2.4 农田地面不平度试验与分析 |
| 2.4.1 试验方案 |
| 2.4.2 不平度数据预处理方法 |
| 2.4.3 不平度数据功率谱密度计算及平滑处理 |
| 2.4.4 左右轮迹不平度相干分析 |
| 2.4.5 农田地面不平度表征参数统计与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于独立分量分析的农田软地面有效不平度研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 独立分量分析ICA理论 |
| 3.2.1 ICA基本原理 |
| 3.2.2 ICA可分离性条件 |
| 3.2.3 数据预处理 |
| 3.2.4 FastICA算法 |
| 3.2.5 仿真验证 |
| 3.2.6 ICA分离结果不确定性消除 |
| 3.3 地面有效不平度的ICA分析 |
| 3.3.1 有效不平度ICA可分离性判断 |
| 3.3.2 有效不平度ICA分析试验验证 |
| 3.4 农田软地面原始不平度与有效不平度对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 拖拉机振动系统参数测量试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 约翰迪尔904拖拉机质心位置的测量 |
| 4.3 拖拉机转动惯量测量 |
| 4.4 拖拉机轮胎刚度和阻尼的测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 农田地面不平度与拖拉机振动性能的建模与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 拖拉机振动系统参数 |
| 5.3 地面不平度参数与拖拉机振动响应关系的建立 |
| 5.4 二分之一拖拉机振动模型 |
| 5.4.1 振动微分方程的建立 |
| 5.4.2 地面不平激励的频率响应函数 |
| 5.4.3 不平度频谱参数对拖拉机振动性能的影响 |
| 5.5 整车拖拉机振动模型 |
| 5.5.1 振动微分方程的建立 |
| 5.5.2 拖拉机固有频率 |
| 5.5.3 车轮动载荷 |
| 5.5.4 仿真模型的建立 |
| 5.6 农田地面不平激励的拖拉机振动模型适应性分析 |
| 5.6.1 仿真方案设计 |
| 5.6.2 仿真结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 田间地面不平激励的拖拉机振动特性试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验方案 |
| 6.2.1 试验设备 |
| 6.2.2 试验条件 |
| 6.2.3 试验方法与步骤 |
| 6.3 试验结果与分析 |
| 6.3.1 田间土路振动试验结果 |
| 6.3.2 田间草地振动试验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（6）基于车—路弱耦合振动作用下沥青路面动力响应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 路面响应计算方法与路面不平度 |
| 1.2.2 移动荷载作用下路面响应 |
| 1.2.3 车-路相互作用的研究 |
| 1.2.4 路面损伤与永久变形的研究 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 技术路线与主要研究内容 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 车辆模型的构建 |
| 2.1 多体动力学 |
| 2.1.1 运动学分析 |
| 2.1.2 动力学分析 |
| 2.2 多体动力学有限元表现形式 |
| 2.2.1 ABAQUS多体动力学简介 |
| 2.2.2 连接单元与连接属性 |
| 2.3 橡胶材料超弹性 |
| 2.3.1 橡胶材料可压缩性 |
| 2.3.2 橡胶本构模型 |
| 2.4 轮胎有限元模型 |
| 2.4.1 轮胎几何模型 |
| 2.4.2 橡胶材料参数 |
| 2.4.3 验证轮胎有限元模型 |
| 2.5 构建车辆模型 |
| 2.5.1 1/4车辆有限元模型 |
| 2.5.2 整车有限元模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 沥青路面模型的构建 |
| 3.1 层状路面结构 |
| 3.2 沥青混合料黏弹性属性 |
| 3.2.1 松弛模量与蠕变柔量 |
| 3.2.2 广义Maxwell模型 |
| 3.2.3 Prony级数拟合松弛模量 |
| 3.2.4 广义Kelvin模型 |
| 3.2.5 松弛模量与蠕变柔量的转换 |
| 3.3 某半刚性基层沥青路面模型 |
| 3.4 太行山高速涞曲段路面模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 车-路弱耦合振动模型的构建 |
| 4.1 轮胎-路面接触关系 |
| 4.1.1 法向作用 |
| 4.1.2 切向作用 |
| 4.2 轮胎滚动边界条件 |
| 4.3 轮胎滑移率 |
| 4.4 路面不平度 |
| 4.4.1 功率谱密度公式及路面不平度等级 |
| 4.4.2 路面不平度的描述方式 |
| 4.5 车-路弱耦合振动动力学方程 |
| 4.5.1 轮胎滚动动力学方程 |
| 4.5.2 构建车-路弱耦合振动动力学方程 |
| 4.5.3 中心差分法 |
| 4.5.4 动力响应求解 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 1/4车-路弱耦合振动响应分析 |
| 5.1 验证1/4车-路弱耦合振动模型 |
| 5.1.1 参考文献路面参数和车辆参数 |
| 5.1.2 验证模型 |
| 5.2 车辆荷载对响应的影响 |
| 5.3 路面不平度等级对响应的影响 |
| 5.3.1 车辆响应 |
| 5.3.2 路面响应 |
| 5.3.3 轮胎接地应力影响 |
| 5.4 速度对路面响应的影响 |
| 5.4.1 不同速度 |
| 5.4.2 同一速度 |
| 5.5 轴重对路面响应的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 整车-路面弱耦合振动响应分析 |
| 6.1 验证整车-路面弱耦合振动模型 |
| 6.1.1 试验内容与目的 |
| 6.1.2 传感器布设及现场测量 |
| 6.1.3 仿真结果与测量结果对比 |
| 6.2 整车动力响应分析 |
| 6.2.1 轮胎三向接地力分析 |
| 6.2.2 车辆与悬架响应分析 |
| 6.3 各沥青层同一位置动力响应分析 |
| 6.3.1 纵向应力 |
| 6.3.2 竖向应力 |
| 6.3.3 横向应力 |
| 6.3.4 竖向剪应力 |
| 6.3.5 横向剪应力 |
| 6.3.6 纵向剪应力 |
| 6.4 各沥青层不同位置动力响应分析 |
| 6.4.1 纵向应力 |
| 6.4.2 竖向应力 |
| 6.4.3 横向应力 |
| 6.4.4 竖向剪应力 |
| 6.4.5 横向剪应力 |
| 6.4.6 纵向剪应力 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.1.1 1 /4车-路弱耦合振动模型 |
| 7.1.2 整车-路面弱耦合振动模型 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）基于轮胎与三维路面接触分析的车辆操纵稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 路面不平度研究现状 |
| 1.2.2 轮胎稳态模型研究现状 |
| 1.2.3 车辆-路面相互作用研究现状 |
| 1.3 本文研究思路和研究内容 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 三维路面谱重构及在Truck Sim中的应用 |
| 2.1 二维随机路面不平度模型的建立 |
| 2.1.1 路面不平度功率谱密度 |
| 2.1.2 随机路面不平度的时域表达 |
| 2.2 三维路面模型的重构 |
| 2.2.1 分形理论 |
| 2.2.2 菱形四边形算法重构三维路面谱 |
| 2.3 路面不平度模型在Truck Sim中的应用 |
| 2.3.1 Truck Sim路面表达模式 |
| 2.3.2 Truck Sim中三维路面谱的编译流程 |
| 2.3.3 路面谱的车辆动力学仿真应用 |
| 2.3.4 路面特殊激励减速带模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 二维非均匀分布力下的LuGre轮胎模型的改进 |
| 3.1 LuGre轮胎模型 |
| 3.1.1 轮胎模型滑移率定义 |
| 3.1.2 LuGre轮胎模型的基本力学表达 |
| 3.2 定量表征轮胎的接地压力分布 |
| 3.2.1 纵向滚动接地印迹内压力分布形式 |
| 3.2.2 考虑横向接地印迹为均匀分布的压力分布形式 |
| 3.2.3 考虑横向接地印迹为非均匀分布的压力分布形式 |
| 3.3 LuGre轮胎模型的改进 |
| 3.3.1 二维非均匀分布力下的改进LuGre轮胎模型 |
| 3.3.2 改进LuGre轮胎模型的力学特征分析 |
| 3.4 改进Lu Gre轮胎模型在Truck Sim中的应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于轮胎与三维路面滚动接触分析的车辆操稳研究 |
| 4.1 基于Truck Sim的三轴重型汽车模型建立 |
| 4.1.1 车体外形参数化 |
| 4.1.2 空气动力学建模 |
| 4.1.3 轮胎参数设置和模型建立 |
| 4.1.4 动力传动系统模型参数化 |
| 4.1.5 转向控制系统建模 |
| 4.1.6 制动系统建模 |
| 4.1.7 悬架建模 |
| 4.2 重型汽车侧向动力学分析 |
| 4.2.1 角阶跃仿真试验 |
| 4.2.2 鱼钩仿真试验 |
| 4.3 重型汽车侧向稳定性控制研究 |
| 4.3.1 PID控制策略 |
| 4.3.2 模糊PID控制策略 |
| 4.3.3 PID和模糊PID控制工况下的仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）典型土壤地面形貌对车辆振动的影响探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源与研究目的 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 国外探究路面不平度激励对车辆振动影响的现状 |
| 1.2.2 国内探究路面不平度激励对车辆振动影响的现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 车辆在软、硬路面行驶的区别 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 车辆—土壤软路面系统振动试验的搭建 |
| 2.1 测试系统与场地 |
| 2.2 土壤修整 |
| 2.3 土壤坚实度测量 |
| 2.4 土壤固有频率测试 |
| 2.4.1 模态分析原理 |
| 2.4.2 土壤固有频率测量 |
| 2.5 矩形坑构造 |
| 2.5.1 构造矩形坑 |
| 2.5.2 试验现象 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 车辆—土壤软路面系统振动的测试与分析 |
| 3.1 实验原理 |
| 3.2 变跨度试验结果与分析 |
| 3.2.1 频谱分析 |
| 3.2.2 平均功率统计 |
| 3.3 变间距试验结果与分析 |
| 3.3.1 频谱分析 |
| 3.3.2 平均功率计算 |
| 3.3.3 峰值频率统计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 土壤软路面矩形坑激励力的估计 |
| 4.1 激励输入与响应输出的关系 |
| 4.1.1 已知激励、振动结构求响应 |
| 4.1.2 已知振动系统、响应求激励 |
| 4.1.3 已知响应、激励求振动系统 |
| 4.2 传递函数特征值的表达 |
| 4.2.1 传递路径分析 |
| 4.2.2 传递函数特征值的求解 |
| 4.3 激励力信号的求解 |
| 4.3.1 原始加速度信号求解激励力信号 |
| 4.3.2 滤波器设计 |
| 4.3.3 激励力信号分析 |
| 4.4 平均应力的求解 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 土壤软路面有效不平度的表达 |
| 5.1 建立测试台架—土壤软路面振动系统模型 |
| 5.2 测试台架—土壤软路面的力学参数 |
| 5.3 对加速度信号的积分处理 |
| 5.3.1 时域积分原理以及应用 |
| 5.3.2 频域积分原理以及应用 |
| 5.4 土壤软路面有效不平度的求解 |
| 5.4.1 地面形貌的还原 |
| 5.4.2 土壤软路面有效不平度功率谱密度的求解 |
| 5.4.3 土壤软路面有效不平度功率谱密度的空间分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）悬挂式单轨交通系统风环境下车-桥耦合振动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 悬挂式单轨交通系统简介 |
| 1.2.1 国内外发展现状 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 风-车-桥耦合振动研究概述 |
| 1.3.1 车-桥耦合系统振动 |
| 1.3.2 风-车-桥耦合系统振动 |
| 1.4 本文的研究工作 |
| 1.4.1 选题的意义和必要性 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 悬挂式单轨列车-桥梁系统分析模型 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 多体动力学基本理论 |
| 2.2.1 车辆多体系统动力学 |
| 2.2.2 SIMPACK多体动力学分析 |
| 2.3 悬挂式单轨列车动力学模型 |
| 2.3.1 悬挂式单轨列车构造形式 |
| 2.3.2 车辆拓扑结构图 |
| 2.3.3 列车动力学模型的建立 |
| 2.3.4 悬挂式单轨列车的自振特性分析 |
| 2.4 桥梁结构动力学模型 |
| 2.5 车-桥耦合振动分析方法 |
| 2.5.1 多体动力学系统和有限元模型的联合仿真 |
| 2.5.2 刚柔耦合分析方法 |
| 2.6 车辆-桥梁轮轨相互作用力 |
| 2.6.1 走行轮竖向力 |
| 2.6.2 走行轮纵向和侧向滑移力 |
| 2.6.3 导向轮横向导向力 |
| 2.7 轨面不平度的模拟 |
| 2.7.1 公路路面不平度 |
| 2.7.2 美国六级谱不平顺 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 悬挂式单轨列车-直线桥梁耦合振动研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 悬挂式单轨列车及桥梁响应评价标准 |
| 3.2.1 车辆运行安全性评价标准 |
| 3.2.2 车辆运行平稳性评价标准 |
| 3.2.3 桥梁动力响应评价标准 |
| 3.2.4 悬挂式单轨列车和桥梁评价指标参考值 |
| 3.3 悬挂式单轨直线桥梁动力学分析模型 |
| 3.4 正常运营下车-桥耦合振动分析 |
| 3.5 双车对开时车-桥系统耦合振动分析 |
| 3.5.1 车辆速度的影响 |
| 3.5.2 轮胎刚度的影响 |
| 3.5.3 列车编组的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 风环境下悬挂式单轨列车-桥梁耦合振动研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 风场模拟 |
| 4.2.1 脉动风场模拟 |
| 4.2.2 车辆脉动风场 |
| 4.3 作用在车辆和桥梁上的风荷载 |
| 4.4 车-桥系统气动系数 |
| 4.5 风-车-桥耦合模型的实现 |
| 4.6 单线行车下风-车-桥耦合振动分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 悬挂式单轨双车交会的风-车-桥耦合振动研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 车辆和桥梁的气动力系数 |
| 5.2.1 CFD分析模型 |
| 5.2.2 风洞试验验证 |
| 5.3 双车交会下风-车-桥耦合振动分析 |
| 5.3.1 仅考虑平均风的情况 |
| 5.3.2 考虑平均风和脉动风的情况 |
| 5.4 不同风速的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 悬挂式单轨曲线桥梁的行车安全性研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 曲线线路参数设计 |
| 6.2.1 曲线超高和限速 |
| 6.2.2 缓和曲线 |
| 6.3 曲线桥梁模型及动力特性 |
| 6.4 曲梁坐标系转化 |
| 6.4.1 桥梁横向响应 |
| 6.4.2 车辆横向响应 |
| 6.5 列车-曲线桥梁耦合振动分析 |
| 6.5.1 不同超高的影响 |
| 6.5.2 列车速度的影响 |
| 6.5.3 不同预导向力的影响 |
| 6.5.4 曲线半径的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 悬挂式单轨风-车-曲线桥梁耦合振动研究 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 作用在车辆和桥梁上的风荷载 |
| 7.2.1 风场模拟 |
| 7.2.2 风洞试验 |
| 7.2.3 斜风的分解 |
| 7.3 风-列车-曲线桥梁耦合振动分析 |
| 7.3.1 仅考虑平均风的情况 |
| 7.3.2 考虑平均风和脉动风的情况 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（10）高架桥下路面差异沉降分析及防治技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 高架桥下路面病害调查及分析 |
| 2.1 高架桥下路面病害调查 |
| 2.2 高架桥下路面病害特征 |
| 2.3 路面差异沉降病害引起的行车附加荷载 |
| 2.4 路面差异沉降病害引起的桩侧负摩阻力 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高架桥下路面差异沉降机理分析 |
| 3.1 高架桥下道路软土地基变形 |
| 3.2 承台过渡段的相对刚度引起的路面差异沉降 |
| 3.3 车辆荷载作用下的路面永久变形 |
| 3.4 引起路面差异沉降的其他因素 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高架桥下路面差异沉降影响因素敏感性分析 |
| 4.1 高架桥下路面沉降数值仿真模型 |
| 4.2 桩基承台埋深对差异沉降的影响 |
| 4.3 承台过渡段回填土刚度对差异沉降的影响 |
| 4.4 软土地基对差异沉降的影响 |
| 4.5 路面行车荷载对差异沉降的影响 |
| 4.6 影响因素正交试验及敏感性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 高架桥下路面差异沉降防治技术 |
| 5.1 承台过渡段的合理设置 |
| 5.2 刚性加固技术特性及处治效果分析 |
| 5.3 承台过渡段土工格室柔性加固技术 |
| 5.4 土工格室柔性加固优化设计 |
| 5.5 土工格室柔性加固工程应用分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 I:攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附录 Ⅱ:攻读博士学位期间参与的科研项目 |
四、轮胎与不平路面相互作用形成有效路面不平度的机理与应用分析（论文参考文献）
- [1]饱和-非饱和土成层地基的车致振动响应研究[D]. 王立安. 兰州交通大学, 2021(01)
- [2]汽车-道路相互作用研究进展[J]. 杨绍普,张俊宁,路永婕,李韶华. 机械工程学报, 2021(12)
- [3]考虑轮胎包容特性的预瞄主动悬架自抗扰控制[D]. 杨国. 广西大学, 2020(07)
- [4]胎路耦合系统下考虑不平度的沥青路面动力响应分析[D]. 张恩东. 清华大学, 2020(01)
- [5]基于农田地面不平激励的拖拉机振动特性研究[D]. 闫建国. 内蒙古农业大学, 2020(01)
- [6]基于车—路弱耦合振动作用下沥青路面动力响应[D]. 赵晓林. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [7]基于轮胎与三维路面接触分析的车辆操纵稳定性研究[D]. 李振宇. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [8]典型土壤地面形貌对车辆振动的影响探究[D]. 程远盛. 塔里木大学, 2020(12)
- [9]悬挂式单轨交通系统风环境下车-桥耦合振动分析[D]. 鲍玉龙. 西南交通大学, 2019(06)
- [10]高架桥下路面差异沉降分析及防治技术研究[D]. 胡斌. 华中科技大学, 2019(01)