车-路耦合动力学模型分析对比

"1／4车-路耦合动力学模型研究 (2012年)：该研究将车辆模型简化为1/4车模型，并视路面结构为地基梁或地基板，建立了车-路耦合动力学模型。通过引入动态接触算法，使用直接积分法来求解模型，以此对比车-路耦合模型与静力模型在车辆非悬挂系质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉、动应变、接缝嵌缝料剪切应变和接缝传荷效率等方面的表现。结果显示，两种模型在某些参数上具有一致性，但在动应变和接缝传荷效率方面存在差异。地基板模型适合模拟混凝土路面结构的动态响应，而地基梁模型则适用于路面结构的接缝传荷和嵌缝料振动模拟。" 这篇2012年的论文详细探讨了车-路耦合动力学模型，这是在理解和预测道路系统动态行为中的关键工具。1/4车模型是一种常见的车辆动力学模型，它简化了车辆的复杂性，重点关注车辆前部四分之一部分的动力学特性。在这个研究中，路面结构被分别视为地基梁和地基板，这两种模型提供了不同的视角来分析车辆对路面的影响。 动态接触算法是实现车-路耦合的关键，它允许模型处理车辆与路面之间的相互作用，这些作用在实际驾驶条件下是非常重要的。直接积分法是解决这类动力学问题的常用方法，可以有效地计算模型的动态响应。 论文对比了耦合模型与静力模型的结果，发现两者在非悬挂质点垂向加速度、车-路耦合作用力和路面板动弯沉等指标上有很好的一致性，这意味着两种模型在这些方面都能提供相似的预测。然而，在动应变（路面结构的变形）和接缝传荷效率（能量在路面接缝处传递的效率）方面，车-路耦合模型与静力模型之间存在显著差异，这可能是因为耦合模型考虑了更多的动态效应。 地基板模型被证明在模拟移动车辆引起混凝土路面的动态响应时非常有效，能够准确反映路面的振动和变形。另一方面，地基梁模型在处理接缝传荷和嵌缝料振动模拟方面更为高效，这对于评估路面接缝的稳定性和耐久性至关重要。 这项研究为水泥混凝土路面动态响应分析和性能评估提供了理论基础和实用工具，对于道路工程设计和维护具有重要指导意义。通过对比不同模型，工程师可以更精确地预测和理解路面在实际交通荷载下的行为，从而优化设计和维护策略。