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破损水泥混凝土路面重载车辆的动荷载分析
| 论文题名： | 破损水泥混凝土路面重载车辆的动荷载分析 |
| 关键词： | 水泥混凝土路面;重载车辆;动荷载;评价指标 |
| 摘要： | 车辆在行驶过程中遇到不平路面会产生振动，导致车轮对路面产生附加动荷载，这种动荷载是不断变化的荷载，不等同于静载，会加速路面的破坏，而路面不平整度变大又会使车轮对路面产生的动荷载增加，这种耦合作用会对路面的使用性能和寿命产生很大影响。然而，随着高速公路交通网的逐渐致密化、重载车辆的逐渐增加，水泥混凝土路面的破坏速度也越来越严重，产生了错台、凹坑等破坏类型，使得水泥混凝土路面的实际使用寿命远远低于设计寿命。另外，当动荷载过大时，会影响车辆行车安全性和操纵稳定性。因此将车辆与路面二者结合起来研究分析车辆动荷载对路面的影响已成为目前车辆动力学和道路方面研究的热点问题之一。 基于车辆和路面这种耦合关系，以福田欧马可S5双轴重载车辆为研究对象，对双轴重载车辆在破损水泥混凝土路面上的动荷载变化规律进行了分析研究，其主要研究成果及结论概括如下: (1)在结合考虑水泥混凝土路面主要破损形式的基础上，分析了水泥混凝土路面破坏原因及危害，确定了错台和凹坑病害为影响重载车辆动荷载的主要因素。 (2)根据路面不平度概念，分析了影响车辆振动的原因以及不平路面与车辆动荷载的关系，确定了四自由度理论振动模型，推导出由不同路面激励所产生的动荷载表达式，提出了以车辆动荷载系数作为动荷载的评价指标。 (3)根据多体动力学理论建立了重载车辆动力学仿真模型，针对错台和凹坑病害建立了相应的路面模型，通过编制仿真驱动文件实现车-路耦合仿真。 (4)分析了不同错台高度、不同凹坑深度、不同速度、不同载重工况下的车辆动荷载变化曲线，得出结论如下:错台病害对车辆动荷载影响显著，在相同错台高度下前轮的动荷载比后轮大;凹坑病害相对错台病害对车辆动荷载影响作用较小，凹坑病害易使车轮跳离地面，影响行车安全性;车速越高，车辆在破损路面上的动荷载越大，当路面破损十分严重时，影响车辆动荷载大小的主要因素是路面不平度，车速成为一个次要因素，而在较为平整路面上，车速对车辆动荷载影响很大;载重对车辆动荷载有明显影响，载重越大，车辆动荷载越大，但车辆动荷载系数越小。 |
| 作者： | 王建文 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 曹源文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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