基于包络轮廓的沥青路表纹理表征及路用性能研究
发布时间：2021-03-25 14:41
沥青路面抗滑性能直接影响道路行车安全,一直是道路学科研究的热点与难点。轮胎与路面真实接触特性、路面表面纹理的全面表征则是研究路面抗滑问题、降低胎-路滚动阻力的关键所在。受沥青路面表面纹理特性复杂性及测量技术的限制,路面表面纹理的全面表征复杂且困难,同时由于胎-路接触特性受轮胎与路面共同作用的影响,常见的仿真模型难以同时考虑轮胎与路面特性,胎-路真实接触特性难以分析,导致路面抗滑性能分析中较少考虑胎-路真实接触特性这一重要因素的影响,同时国内外从路面特性角度开展胎-路滚动阻力的研究尚处于起步阶段。论文针对目前路面纹理表征、路用性能研究中的不足,采用激光视觉测量技术,运用概率统计分析理论、多尺度表征理论对路表纹理特性进行全面表征,并建立了沥青路面表面纹理多尺度表征参数指标体系;深入分析胎-路接触机理,计算反映轮胎与路面真实接触状态的包络轮廓;最后结合包络轮廓开展了路面纹理与路面抗滑性能、胎-路滚动阻力的关系研究。论文采用激光视觉测量技术,分别对沥青路面表面纹理的二维轮廓与三维形貌进行了高精度测量。运用概率统计分析、分形理论及功率谱分析方法,从二维与三维角度分别对沥青路面表面纹理进行全面表征...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：218 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
应力特征值与摩擦系数的相关性
当车辆在平坦路面上行驶时,需要能量来克服其运动固有的阻力与能量损失,这些能量统称为行驶阻力,行驶阻力组成如图7.1所示。由图7.1可知,轮胎滚动阻力是行驶阻力的组成部分,跟轮胎与路面有关。Gent and Walter从能量损失的角度提出了滚动阻力的定义,认为滚动阻力是机械能量转化为热能供滚动轮胎在一定长度路面上移动的结果[162]。根据Gent的定义,基于对能量总量以及作用于轮胎上能量的分析,作用于轮胎上的纯能量可表示为:
式(7-1)中,RF为滚动阻力,Pin是轮胎的输入能量,Pout是轮胎的输出能量,v是轮胎在路面上移动的线速度,T是作用于轮胎轮轴上的力矩,xF是作用于轮胎上阻碍轮胎沿接触轮迹带滚动的水平力。但在实际情况中测量轮胎上的热量消耗是不可能也不实际的,因此从能量消耗的角度来定义滚动阻力实用性较差。考虑到实际测量情况,最直接与实用的定义仍是从力学角度对其进行定义。Jackson将滚动阻力定义为保持轮胎滚动所需要的力(Frr)[163]。在一恒定速度下,滚动阻力等于轮胎与路面间的牵引力,如图7.2所示。很明显,这个力与作用于车轮并传递到轮胎上的荷载(简称轮载)有关。研究发现,滚动阻力与轮载(用zF表示,等于轮载质量m与重力加速度g的乘积)大致呈线性关系。由于轮载随不同条件有所变化,因此可用一近似的常数来表示滚动阻力,这个常数被称为滚动阻力系数,用RRC或者Cr表示,表达式如下:
【参考文献】：
期刊论文
[1]PCR轮胎接地性态对噪声与滚动阻力影响研究[J]. 王国林,乔磊,周海超,钱浩,刘从臻. 机械工程学报. 2019(16)
[2]轿车轮胎花纹参数对滚动阻力的影响分析[J]. 王国林,安登峰,吴旭,梁晨. 橡胶工业. 2019(02)
[3]低滚动阻力轮胎结构设计[J]. 王国林,吴旭,梁晨,杨建. 机械设计与制造. 2018(S2)
[4]轮胎滚动阻力有限元仿真模拟研究[J]. 周涛,杨晓光. 汽车工业研究. 2018(08)
[5]侧偏角和充气压力对轮胎滚动阻力的影响[J]. 杨振,朱斌,江灵. 轮胎工业. 2018(05)
[6]沥青路面表面纹理的多重分形特征及其磨光行为[J]. 周兴林,肖神清,刘万康,黄晓明,肖旺新. 东南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]乘用车轮胎滚动阻力与行驶速度关系的研究[J]. 张一尘,张新峰,魏晓辰. 科技创新与应用. 2017(32)
[8]沥青混合料表面构造水平及分布特性测试方法[J]. 陈德,韩森,凌诚,彭标,漆祥. 中国公路学报. 2017(10)
[9]基于压力胶片技术的沥青混合料抗滑耐久性评价[J]. 王端宜,王刚,李智,邵申申,孙杨勇. 中国公路学报. 2017(09)
[10]粗集料表面纹理粗糙度的多重分形评价[J]. 周兴林,肖神清,肖旺新,冉茂平. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
博士论文
[1]沥青路面抗滑特性与其表面粗糙特性之关系研究[D]. 王元元.东南大学 2017
[2]沥青混合料表面构造图像评价方法及抗滑降噪性能预测研究[D]. 陈德.长安大学 2015
[3]基于界面接触特性的多尺度沥青路面抗滑性能评价及应用研究[D]. 张淑文.华南理工大学 2015
[4]刻槽混凝土路面表面功能研究[D]. 李波.长安大学 2011
[5]露石水泥混凝土路面研究[D]. 韩森.长安大学 2006
硕士论文
[1]基于分段变维的沥青路表纹理磨光行为分析[D]. 祝媛媛.武汉科技大学 2019
[2]沥青路表纹理多重分形表征及其磨光行为研究[D]. 肖神清.武汉科技大学 2018
[3]考虑多尺度效应的接触理论及其在密封中的应用[D]. 张伟.国防科学技术大学 2014
[4]沥青路面激光三维构造深度检测技术研究[D]. 侯青.长安大学 2013
[5]基于线结构光扫描的水下三维重建技术[D]. 冀光强.中国海洋大学 2013
[6]沥青混凝土路面纹理构造表征技术研究[D]. 彭成坝.长安大学 2011
[7]基于激光视觉的微观形貌检测技术的研究[D]. 李潘.武汉科技大学 2010
[8]萧山机场路透水性沥青混凝土路面研究[D]. 方锐.浙江大学 2010
[9]轮胎稳态滚动阻力的理论及仿真分析[D]. 曹建华.哈尔滨工业大学 2010
[10]轮胎滚动阻力及稳态滚动温度场的研究[D]. 晋琦.华南理工大学 2010
本文编号：3099853
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：218 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
应力特征值与摩擦系数的相关性
当车辆在平坦路面上行驶时,需要能量来克服其运动固有的阻力与能量损失,这些能量统称为行驶阻力,行驶阻力组成如图7.1所示。由图7.1可知,轮胎滚动阻力是行驶阻力的组成部分,跟轮胎与路面有关。Gent and Walter从能量损失的角度提出了滚动阻力的定义,认为滚动阻力是机械能量转化为热能供滚动轮胎在一定长度路面上移动的结果[162]。根据Gent的定义,基于对能量总量以及作用于轮胎上能量的分析,作用于轮胎上的纯能量可表示为:
式(7-1)中,RF为滚动阻力,Pin是轮胎的输入能量,Pout是轮胎的输出能量,v是轮胎在路面上移动的线速度,T是作用于轮胎轮轴上的力矩,xF是作用于轮胎上阻碍轮胎沿接触轮迹带滚动的水平力。但在实际情况中测量轮胎上的热量消耗是不可能也不实际的,因此从能量消耗的角度来定义滚动阻力实用性较差。考虑到实际测量情况,最直接与实用的定义仍是从力学角度对其进行定义。Jackson将滚动阻力定义为保持轮胎滚动所需要的力(Frr)[163]。在一恒定速度下,滚动阻力等于轮胎与路面间的牵引力,如图7.2所示。很明显,这个力与作用于车轮并传递到轮胎上的荷载(简称轮载)有关。研究发现,滚动阻力与轮载(用zF表示,等于轮载质量m与重力加速度g的乘积)大致呈线性关系。由于轮载随不同条件有所变化,因此可用一近似的常数来表示滚动阻力,这个常数被称为滚动阻力系数,用RRC或者Cr表示,表达式如下:
【参考文献】：
期刊论文
[1]PCR轮胎接地性态对噪声与滚动阻力影响研究[J]. 王国林,乔磊,周海超,钱浩,刘从臻. 机械工程学报. 2019(16)
[2]轿车轮胎花纹参数对滚动阻力的影响分析[J]. 王国林,安登峰,吴旭,梁晨. 橡胶工业. 2019(02)
[3]低滚动阻力轮胎结构设计[J]. 王国林,吴旭,梁晨,杨建. 机械设计与制造. 2018(S2)
[4]轮胎滚动阻力有限元仿真模拟研究[J]. 周涛,杨晓光. 汽车工业研究. 2018(08)
[5]侧偏角和充气压力对轮胎滚动阻力的影响[J]. 杨振,朱斌,江灵. 轮胎工业. 2018(05)
[6]沥青路面表面纹理的多重分形特征及其磨光行为[J]. 周兴林,肖神清,刘万康,黄晓明,肖旺新. 东南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]乘用车轮胎滚动阻力与行驶速度关系的研究[J]. 张一尘,张新峰,魏晓辰. 科技创新与应用. 2017(32)
[8]沥青混合料表面构造水平及分布特性测试方法[J]. 陈德,韩森,凌诚,彭标,漆祥. 中国公路学报. 2017(10)
[9]基于压力胶片技术的沥青混合料抗滑耐久性评价[J]. 王端宜,王刚,李智,邵申申,孙杨勇. 中国公路学报. 2017(09)
[10]粗集料表面纹理粗糙度的多重分形评价[J]. 周兴林,肖神清,肖旺新,冉茂平. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
博士论文
[1]沥青路面抗滑特性与其表面粗糙特性之关系研究[D]. 王元元.东南大学 2017
[2]沥青混合料表面构造图像评价方法及抗滑降噪性能预测研究[D]. 陈德.长安大学 2015
[3]基于界面接触特性的多尺度沥青路面抗滑性能评价及应用研究[D]. 张淑文.华南理工大学 2015
[4]刻槽混凝土路面表面功能研究[D]. 李波.长安大学 2011
[5]露石水泥混凝土路面研究[D]. 韩森.长安大学 2006
硕士论文
[1]基于分段变维的沥青路表纹理磨光行为分析[D]. 祝媛媛.武汉科技大学 2019
[2]沥青路表纹理多重分形表征及其磨光行为研究[D]. 肖神清.武汉科技大学 2018
[3]考虑多尺度效应的接触理论及其在密封中的应用[D]. 张伟.国防科学技术大学 2014
[4]沥青路面激光三维构造深度检测技术研究[D]. 侯青.长安大学 2013
[5]基于线结构光扫描的水下三维重建技术[D]. 冀光强.中国海洋大学 2013
[6]沥青混凝土路面纹理构造表征技术研究[D]. 彭成坝.长安大学 2011
[7]基于激光视觉的微观形貌检测技术的研究[D]. 李潘.武汉科技大学 2010
[8]萧山机场路透水性沥青混凝土路面研究[D]. 方锐.浙江大学 2010
[9]轮胎稳态滚动阻力的理论及仿真分析[D]. 曹建华.哈尔滨工业大学 2010
[10]轮胎滚动阻力及稳态滚动温度场的研究[D]. 晋琦.华南理工大学 2010
本文编号：3099853
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3099853.html
