基于车-路耦合系统振动测试的路面平整度估计方法
发布时间：2021-08-28 11:41
路面平整度是评价路面使用品质的一个重要指标,直接影响着道路的使用性能。路面的不平顺会引起车辆振动,影响车辆行驶的平稳性和舒适性。同时,车辆的振动又会作用于路面,使得路面受到动力荷载,加快路面的破坏。相比于传统仪器检测而言,基于车辆动态响应和非线性滤波算法的路面平整度估计方法具有操作简单、成本低廉且精度较高等优点。然而,目前对于车-路模型的研究多集中于单一考虑汽车动力学或单一考虑道路动力学,难以真实反映实际车-路动力学行为;车辆悬架减震器、弹簧、轮胎等非线性因素也会在分析和计算中引起较大的误差。因此,本文建立考虑车辆非线性的车-路耦合系统模型,利用提出的改进无迹卡尔曼滤波（UKF）方法对路面平整度的估计进行研究,具体研究内容如下:（1）归纳了各种路面平整度仿真方法,使用MATLAB软件编写了时域信号转功率谱密度和Fourier逆变换法仿真路面平整度算法,实现了不同路面等级的路面平整度仿真;（2）借鉴Astroza等人在论文中用于更新非线性有限元模型的改进UKF方法实现路面平整度的识别,并基于该方法提出一种新的改进UKF方法——NOW-UKF法,比较分析了不同窗口长度、不同观测噪声及不同模...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆模型的分类[4]
主要的道路模型包括黏弹性地基板、弹性半空间、黏弹性地基梁和黏弹性地基多层体系模型等，见图1-2。Wu[18]率先建立车-路耦合模型，采用有限元模拟了单自由度车辆和路面耦合模型，采用 Newmark 法分别求解了静载和动载下混凝土路面的动力响应。路永婕[19]通过建立车-路系统模型，采用理论分析、数值仿真和实验验证等
不平顺是汽车行驶时最主要的激励，是反映路面施工、服务水通常为了对不同状况下路面的使用性能进行研究，需要获取大数据，通过光学仪器实测路面平整度成本高、速度慢，不适用整度采集，通过数值仿真的方法构建路面平整度模型从而得到法成本低、速度快，目前已被国内外学者广泛使用。本章主要平整度的仿真方法，并选用傅里叶逆变换法实现了多种道路等仿真，为后文车-路耦合模型的搭建奠定了基础。面平整度概述平整度是评价道路表面微小起伏和微观几何尺寸的重要指标，主要激励。通过车辆与道路之间的相互作用，道路使用寿命、行驶舒适性、驾驶安全及行车速度等都会受到路面平整度的影研究[45,46]发现，路面平整度可以看作是由无数具有不同相位和弦叠加而成，进而根据路面表面波长将路面平整度分为：短波理三种类型。国际道路协会根据波长、空间频率的不同列举出的一些不利影响，如图 2-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015年交通运输行业发展统计公报（公路部分）[J]. 云清. 商用汽车. 2016(06)
[2]刚性路面道路刚度计算方法理论研究[J]. 丁建国,王海龙,皮杰,黄慧佳,王春伟. 振动与冲击. 2015(22)
[3]人-车-路耦合系统振动分析及舒适度评价[J]. 张丙强,李亮. 振动与冲击. 2011(01)
[4]基于时间元模型的复杂桥梁结构移动荷载识别[J]. 李忠献,陈锋. 天津大学学报. 2006(09)
[5]动载荷识别的广义域模态模型及其精度分析研究[J]. 许锋,陈怀海,鲍明. 计算力学学报. 2003(02)
[6]多路CCD位移传感器用于路面纵断面检测研究[J]. 马荣贵,宋宏勋. 光子学报. 2001(03)
[7]运动中的车辆荷载测量对路面平整度的要求[J]. 马松林,王彩霞. 哈尔滨建筑大学学报. 2000(03)
[8]路面不平度的数学模型及计算机模拟研究[J]. 唐光武,贺学锋,颜永福. 中国公路学报. 2000(01)
[9]平稳随机振动荷载识别的逆虚拟激励法(二)[J]. 智浩,郭杏林,林家浩. 计算力学学报. 1998(04)
博士论文
[1]重载汽车与路面相互作用动力学研究[D]. 路永婕.北京交通大学 2011
[2]重载汽车—路面—路基耦合系统动力学研究[D]. 李韶华.北京交通大学 2009
硕士论文
[1]车辆—轨道系统参数识别方法[D]. 张延哲.哈尔滨工业大学 2016
[2]车-路耦合系统动力学研究[D]. 郑贺.长安大学 2016
[3]基于多传感器数据融合的路面平整度检测系统[D]. 邵志超.长安大学 2015
[4]车辆与路面相互作用系统动力学理论与仿真研究[D]. 李树志.湖南大学 2015
[5]基于车桥耦合作用的连跨混凝土梁桥动力响应研究[D]. 李彦伟.太原理工大学 2015
[6]基于加权纵断面的路面平整度评价方法研究[D]. 马蓉蓉.东南大学 2015
[7]车路耦合系统非线性车辆模型动态实验研究[D]. 孟庆飞.石家庄铁道大学 2014
[8]基于平顺性的重型矿用自卸车油气悬架系统分析及优化[D]. 蔡杨.湖南大学 2013
[9]减速带激励下非线性汽车悬架系统动力学特性研究[D]. 郑剑.重庆大学 2010
[10]非线性悬架系统连续弯梁桥车桥耦合振动分析[D]. 王荣波.浙江工业大学 2009
本文编号：3368447
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆模型的分类[4]
主要的道路模型包括黏弹性地基板、弹性半空间、黏弹性地基梁和黏弹性地基多层体系模型等，见图1-2。Wu[18]率先建立车-路耦合模型，采用有限元模拟了单自由度车辆和路面耦合模型，采用 Newmark 法分别求解了静载和动载下混凝土路面的动力响应。路永婕[19]通过建立车-路系统模型，采用理论分析、数值仿真和实验验证等
不平顺是汽车行驶时最主要的激励，是反映路面施工、服务水通常为了对不同状况下路面的使用性能进行研究，需要获取大数据，通过光学仪器实测路面平整度成本高、速度慢，不适用整度采集，通过数值仿真的方法构建路面平整度模型从而得到法成本低、速度快，目前已被国内外学者广泛使用。本章主要平整度的仿真方法，并选用傅里叶逆变换法实现了多种道路等仿真，为后文车-路耦合模型的搭建奠定了基础。面平整度概述平整度是评价道路表面微小起伏和微观几何尺寸的重要指标，主要激励。通过车辆与道路之间的相互作用，道路使用寿命、行驶舒适性、驾驶安全及行车速度等都会受到路面平整度的影研究[45,46]发现，路面平整度可以看作是由无数具有不同相位和弦叠加而成，进而根据路面表面波长将路面平整度分为：短波理三种类型。国际道路协会根据波长、空间频率的不同列举出的一些不利影响，如图 2-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015年交通运输行业发展统计公报（公路部分）[J]. 云清. 商用汽车. 2016(06)
[2]刚性路面道路刚度计算方法理论研究[J]. 丁建国,王海龙,皮杰,黄慧佳,王春伟. 振动与冲击. 2015(22)
[3]人-车-路耦合系统振动分析及舒适度评价[J]. 张丙强,李亮. 振动与冲击. 2011(01)
[4]基于时间元模型的复杂桥梁结构移动荷载识别[J]. 李忠献,陈锋. 天津大学学报. 2006(09)
[5]动载荷识别的广义域模态模型及其精度分析研究[J]. 许锋,陈怀海,鲍明. 计算力学学报. 2003(02)
[6]多路CCD位移传感器用于路面纵断面检测研究[J]. 马荣贵,宋宏勋. 光子学报. 2001(03)
[7]运动中的车辆荷载测量对路面平整度的要求[J]. 马松林,王彩霞. 哈尔滨建筑大学学报. 2000(03)
[8]路面不平度的数学模型及计算机模拟研究[J]. 唐光武,贺学锋,颜永福. 中国公路学报. 2000(01)
[9]平稳随机振动荷载识别的逆虚拟激励法(二)[J]. 智浩,郭杏林,林家浩. 计算力学学报. 1998(04)
博士论文
[1]重载汽车与路面相互作用动力学研究[D]. 路永婕.北京交通大学 2011
[2]重载汽车—路面—路基耦合系统动力学研究[D]. 李韶华.北京交通大学 2009
硕士论文
[1]车辆—轨道系统参数识别方法[D]. 张延哲.哈尔滨工业大学 2016
[2]车-路耦合系统动力学研究[D]. 郑贺.长安大学 2016
[3]基于多传感器数据融合的路面平整度检测系统[D]. 邵志超.长安大学 2015
[4]车辆与路面相互作用系统动力学理论与仿真研究[D]. 李树志.湖南大学 2015
[5]基于车桥耦合作用的连跨混凝土梁桥动力响应研究[D]. 李彦伟.太原理工大学 2015
[6]基于加权纵断面的路面平整度评价方法研究[D]. 马蓉蓉.东南大学 2015
[7]车路耦合系统非线性车辆模型动态实验研究[D]. 孟庆飞.石家庄铁道大学 2014
[8]基于平顺性的重型矿用自卸车油气悬架系统分析及优化[D]. 蔡杨.湖南大学 2013
[9]减速带激励下非线性汽车悬架系统动力学特性研究[D]. 郑剑.重庆大学 2010
[10]非线性悬架系统连续弯梁桥车桥耦合振动分析[D]. 王荣波.浙江工业大学 2009
本文编号：3368447
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