留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法

宋一凡 陈榕峰

宋一凡, 陈榕峰. 基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(4): 39-43.
引用本文: 宋一凡, 陈榕峰. 基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(4): 39-43.
Song Yi-fan, Chen Rong-feng. Analysis method of vehicle vibration response caused by pavement roughness[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(4): 39-43.
Citation: Song Yi-fan, Chen Rong-feng. Analysis method of vehicle vibration response caused by pavement roughness[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(4): 39-43.

基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法

基金项目: 

交通部应用基础研究项目 200431981210

详细信息
    作者简介:

    宋一凡(1960-), 男, 江苏睢宁人, 长安大学教授, 从事桥梁抗震评估及车桥耦合振动研究

  • 中图分类号: U461.51

Analysis method of vehicle vibration response caused by pavement roughness

More Information
    Author Bio:

    Song Yi-fan (1960-), male, professor, +86-29-82334837, songyfan@126.com

  • 摘要: 为了分析路面与车辆的相互作用, 提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整路面耦合振动分析方法。根据GB/T7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式, 在分析了运行汽车固有振动频率和行驶速度的影响后, 获得分布在一定频率范围内的离散功率谱密度数据, 利用离散傅立叶逆变换得到路面不平度值, 并以此作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励, 通过数值仿真得到运行车辆系统在不同路面不平整度下的时域响应。分析结果表明: 车辆动荷载系数随车速增大呈线性增加, 随路面等级变差呈非线性增大, 路面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。

     

  • 图  1  A、C和E级路面的不平度曲线

    Figure  1.  Roughness curves of grade A, C and E pavements

    图  2  1/2车辆振动模型

    Figure  2.  1/2 vehicle vibration model

    图  3  车辆振动位移曲线

    Figure  3.  Vibration displacement curves of vehicle

    图  4  车辆振动速度曲线

    Figure  4.  Vibration speed curves of vehicle

    图  5  车速与动荷载系数的关系

    Figure  5.  Relationship between vehicle velocity and D

    图  6  路面不平整度与动荷载系数的关系

    Figure  6.  Relationship between pavement roughness and D

    表  1  路面不平度系数

    Table  1.   Coefficients of pavement roughness

    路面等级 路面不平度系数/[10-6m2·(m-1)-1]
    下限 几何平均值 上限
    A 8 16 32
    B 32 64 128
    C 128 256 512
    D 512 1 024 2 048
    E 2 048 4 096 8 192
    F 8 192 16 384 32 768
    G 32 768 65 536 131 072
    H 131 072 262 144 524 288
    下载: 导出CSV
  • [1] 张洪亮, 胡长顺, 许伟清. 移动荷载作用下柔性路面的动力响应[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2005, 25(5): 6-10. doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2005.05.002

    Zhang Hong-liang, Hu Chang-shun, Xu Wei-qing. Dynamic response of flexible pavement under movingload[J]. Journal of Chang an University: Natural Science Edition, 2005, 25(5): 6-10. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2005.05.002
    [2] 张永清, 贾双盈. 高等级公路沥青路面性能评价方法[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2005, 25(2): 11-15. doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2005.02.003

    Zhang Yong-qing, Jia Shuang-ying. Evaluation method for asphalt pavement performance of freeway[J]. Journal of Chang an University: Natural Science Edition, 2005, 25(2): 11-15. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2005.02.003
    [3] 曹源文, 梁乃兴, 徐建平. 行车动荷载作用下路面平整度的预估[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2004, 24(4): 22-25. doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2004.04.006

    Cao Yuan-wen, Liang Nai-xing, Xu Jian-ping. Calculation of pavement evenness under dynamic load of moving vehicle[J]. Journal of Chang an University: Natural Science Edition, 2004, 24(4): 22-25. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2004.04.006
    [4] 葛剑敏, 郑联珠. 路面特性对车辆振动影响规律研究[J]. 中国公路学报, 2004, 17(3): 117-121. doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2004.03.024

    Ge Jian-min, Zheng Lian-zhu. Effects of terrain characteristic on vehicle vibration[J]. China Journal of Highway and Transport, 2004, 17(3): 117-121. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2004.03.024
    [5] 胡小弟, 孙立军. 沥青路面结构在非均布荷载作用下的三维有限元分析[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2003, 23(3): 15-20. doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2003.03.004

    Hu Xiao-di, Sun Li-jun. Analysis of asphalt pavement structure under non-uniform distributed tire pressure with 3D finite element method[J]. Journal of Chang an University: Natural Science Edition, 2003, 23(3): 15-20. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2003.03.004
    [6] 郝大力, 王秉纲. 路面结构动力响应仿真与参数分析研究[J]. 中国公路学报, 2001, 14(4): 1-4. doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2001.04.001

    Hao Da-li, Wang Bing-gang. Simulation and parametrical analysis on dynamic response of pavement structures[J]. China Journal of Highway and Transport, 2001, 14(4): 1-4. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2001.04.001
    [7] 郝大力, 王秉纲. 路面结构动力响应分析[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2002, 22(3): 9-12. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200203002.htm

    Hao Da-li, Wang Bing-gang. Dynamic response of pavement structure[J]. Journal of Chang an University: Natural Science Edition, 2002, 22(3): 9-12. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200203002.htm
    [8] 王新明, 王秉纲. 高速公路路面功率谱[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(2): 53-56. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2003.02.012

    Wang Xin-ming, Wang Bing-gang. Expressway pavement power spectral density[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3(2): 53-56. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2003.02.012
    [9] 陶向华, 黄晓明. 人-车-路相互作用三质量车辆模型分析[J]. 交通运输工程学报, 2004, 4(3): 11-15. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2004.03.004

    Tao Xiang-hua, Huang Xiao-ming. Three-mass vehicle model of people-vehicle-roadinteraction[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2004, 4(3): 11-15. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2004.03.004
    [10] 刘献栋, 邓志党, 高峰. 基于逆变换的路面不平度仿真研究[J]. 中国公路学报, 2005, 18(1): 122-126. doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2005.01.025

    Liu Xian-dong, Deng Zhi-dang, Gao Feng. Study of simulation of road roughness based on inverse transfom[J]. China Journal of Highway and Transport, 2005, 18(1): 122-126. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2005.01.025
    [11] 刘献栋, 邓志党, 高峰. 公路路面不平度的数值模拟方法研究[J]. 北京航空航天大学学报, 2003, 29(9): 843-846. doi: 10.3969/j.issn.1001-5965.2003.09.021

    Liu Xian-dong, Deng Zhi-dang, Gao Feng. Research on the method of simulating road roughness numerically[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2003, 29(9): 843-846. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-5965.2003.09.021
    [12] GB/T7031-1986, 车辆振动输入与路面平度表示方法[S].
    [13] 刘寅华, 李芾, 黄运华. 轨道不平顺数值模拟方法[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 29-33. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2006.01.006

    Liu Yin-hua, Li Fu, Huang Yun-hua. Numerical simulation methods of rail way trackirregularities[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 29-33. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2006.01.006
    [14] 王开云, 翟婉明, 蔡成标. 左右轨道不平顺功率谱转换中心线功率谱的方法[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(3): 27-29. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2002.03.006

    Wang Kai-yun, Zhai Wan-ming, Cai Cheng-biao. Method of equivalency transformfor power spectrumdensity of trackirregularity on central line fromonleft/right rail[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(3): 27-29. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2002.03.006
    [15] 余志生. 汽车理论[M]. 第三版. 北京: 机械工业出版社, 2002.
    [16] 曾庆元. 弹性系统动力学总势能不变值原理[J]. 华中理工大学学报, 2000, 28(1): 1-3. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HZLG200001000.htm

    Zeng Qing-yuan. The conservation law of total dynamic potential energy in elastici system[J]. Journal of Huazhong University of Science and Technology, 2000, 28(1): 1-3. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HZLG200001000.htm
    [17] 夏禾. 车辆与结构动力相互作用[M]. 北京: 科学出版社, 2002.
    [18] 翟婉明. 车辆-轨道耦合动力学[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2001.
    [19] Sun Lu, Deng Xue-jun. Predicting vertical dynamic loads caused by vehicle-pavement interaction[J]. Journal of Transportation Engineering, 1998, 124(5): 470-478.
  • 加载中
图(6) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  347
  • HTML全文浏览量:  106
  • PDF下载量:  290
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2006-12-29
  • 刊出日期:  2007-08-25

目录

    /

    返回文章
    返回