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原文传递路面不平度的分形重构方法研究

论文题名：	路面不平度的分形重构方法研究
关键词：	路面不平度;分形重构;功率谱密度;表征参数;时域模型;汽车试验
摘要：	在车辆工程研究领域，路面不平度是车辆运行环境中的主要因素，是车辆行驶的主要激励和振动源，路面不平使车辆在行驶中产生行驶阻力和振动，行驶阻力消耗车辆的功率并且影响车辆动力系统和传动系统的寿命。在道路工程领域，路面不平度也是国内外路面工程质量的评定指标之一，不平度检测贯穿于路面施工质量检测、评定、验收及运营期路面质量检测维护等环节。研究分析路面不平度、建立合理的路面重构模型对车辆工程和道路工程领域均具有重要意义。　　本文围绕路面不平度分形特征、路面不平度分形模型等技术内容进行了深入和系统的研究。具体工作如下：　　介绍了路面不平度的采集系统一非接触式激光不平度检测仪的结构和原理，并给出通过激光不平度检测仪测得的部分典型道路的路面不平度数据。然后对实测路面不平度数据进行功率谱分析，结果表明，路面不平度具有明显的分形特性，即尺度(空间频率)与测度(功率谱)在双对数坐标上呈线性关系。　　对不同的分形维数计算方法进行比分析，结果表明对于标准等级使用功率谱法求取其分形维数；对于实测路面，基于均方根法的精度稳定性，在研究其分形特性时宜采用均方根法。通过路面不平度的分级图分析发现，分形维数不能唯一确定某一路面不平度状况，即分形维数在表征实测路面不平度中存在相对性。通过分析路面等级划分规律、均方根法的求取过程，发现对于标准等级路面可以采用分形维数和路面不平度系数来唯一表征路面不平度，而对于实测路面不平度，则宜采用分形维数以及拟合直线在纵坐标上的截距来唯一的表征路面不平度。　　提出利用理想分形曲线对路面不平度进行一维重构。通过求解理想分形曲线的分形参数，分别对标准等级路面和实测路面进行了一维重构，通过功率谱对比和相对误差分析表明建立的一维路面不平度模型精度较高。　　对于二维路面不平度的重构，采用了基于分形布朗运动的随机中点位移的插值算法通过求解分形参数和路面方差，分别建立了标准等级路面和实测路面的重构模型，并通过任意纵断面的功率谱与目标功率谱的对比和相对误差分析证明建立的二维路面不平度重构模型的统计特性可以很好的接近目标路面不平度的统计特性，模型精度较高。
作者：	李成彬
专业：	车辆工程
导师：	王若平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文