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车辆与路面相互作用下路面结构动力分析
| 论文题名： | 车辆与路面相互作用下路面结构动力分析 |
| 关键词： | 车辆随机载荷;路面响应;三维有限元分析;车辙模拟;优化设计;汽车悬架系统 |
| 摘要： | 随着公路交通的发展，车辆大型化、高速化、超载运输、重载交通等现象非常明显。按照车辆静态载荷设计的高速公路使用寿命越来越短，道路结构也往往会提前出现损伤和破坏。这是由于车辆动载的影响越来越大，使得静载模式下的分析结果与实际存在较大差异，以静载为依据的传统路面设计方法已经不再适用。因此本文从动力学的角度来分析车辆与路面相互作用下的路面结构动力响应，主要研究内容如下: (1)采用四自由度二分之一车辆模型模拟汽车系统;根据道路不平度的功率谱密度函数推导了道路不平度的时域模型，并以道路不平度为激励求得车辆的随机载荷。 (2)依据层状体系理论，将道路分为面层、基层、底基层和土基，从而建立了道路结构的三维有限元模型。考虑车路相互作用，采用ABAQUS有限元软件分析了移动的车辆随机载荷作用下道路的动态响应。分析结果表明道路的面层处于三向受压的应力状态，且面层的切应力远远大于其它各层;基层和底基层的结合处纵向拉应力和横向拉应力最大。同时分析了道路结构参数（厚度、弹性模量）和车辆运行参数（车速、轴载）对道路动态响应的影响。 (3)考虑沥青材料的蠕变特性，采用ABAQUS有限元软件对沥青道路的永久变形（车辙）进行了数值模拟，并分析了温度、沥青面层的厚度、车辆轴载的大小对车辙的影响。 (4)以改善汽车行驶的舒适性和减轻车辆对道路的损伤为目的，使用MATLAB对汽车悬架系统的参数进行了优化设计。 |
| 作者： | 龙超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 文桂林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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