基于包絡輪廓的瀝青路表紋理表征及路用性能研究
發(fā)布時間：2021-03-25 14:41
瀝青路面抗滑性能直接影響道路行車安全,一直是道路學科研究的熱點與難點。輪胎與路面真實接觸特性、路面表面紋理的全面表征則是研究路面抗滑問題、降低胎-路滾動阻力的關鍵所在。受瀝青路面表面紋理特性復雜性及測量技術的限制,路面表面紋理的全面表征復雜且困難,同時由于胎-路接觸特性受輪胎與路面共同作用的影響,常見的仿真模型難以同時考慮輪胎與路面特性,胎-路真實接觸特性難以分析,導致路面抗滑性能分析中較少考慮胎-路真實接觸特性這一重要因素的影響,同時國內外從路面特性角度開展胎-路滾動阻力的研究尚處于起步階段。論文針對目前路面紋理表征、路用性能研究中的不足,采用激光視覺測量技術,運用概率統計分析理論、多尺度表征理論對路表紋理特性進行全面表征,并建立了瀝青路面表面紋理多尺度表征參數指標體系;深入分析胎-路接觸機理,計算反映輪胎與路面真實接觸狀態(tài)的包絡輪廓;最后結合包絡輪廓開展了路面紋理與路面抗滑性能、胎-路滾動阻力的關系研究。論文采用激光視覺測量技術,分別對瀝青路面表面紋理的二維輪廓與三維形貌進行了高精度測量。運用概率統計分析、分形理論及功率譜分析方法,從二維與三維角度分別對瀝青路面表面紋理進行全面表征...
【文章來源】：武漢科技大學湖北省
【文章頁數】：218 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
應力特征值與摩擦系數的相關性
當車輛在平坦路面上行駛時,需要能量來克服其運動固有的阻力與能量損失,這些能量統稱為行駛阻力,行駛阻力組成如圖7.1所示。由圖7.1可知,輪胎滾動阻力是行駛阻力的組成部分,跟輪胎與路面有關。Gent and Walter從能量損失的角度提出了滾動阻力的定義,認為滾動阻力是機械能量轉化為熱能供滾動輪胎在一定長度路面上移動的結果[162]。根據Gent的定義,基于對能量總量以及作用于輪胎上能量的分析,作用于輪胎上的純能量可表示為:
式(7-1)中,RF為滾動阻力,Pin是輪胎的輸入能量,Pout是輪胎的輸出能量,v是輪胎在路面上移動的線速度,T是作用于輪胎輪軸上的力矩,xF是作用于輪胎上阻礙輪胎沿接觸輪跡帶滾動的水平力。但在實際情況中測量輪胎上的熱量消耗是不可能也不實際的,因此從能量消耗的角度來定義滾動阻力實用性較差�？紤]到實際測量情況,最直接與實用的定義仍是從力學角度對其進行定義。Jackson將滾動阻力定義為保持輪胎滾動所需要的力(Frr)[163]。在一恒定速度下,滾動阻力等于輪胎與路面間的牽引力,如圖7.2所示。很明顯,這個力與作用于車輪并傳遞到輪胎上的荷載(簡稱輪載)有關。研究發(fā)現,滾動阻力與輪載(用zF表示,等于輪載質量m與重力加速度g的乘積)大致呈線性關系。由于輪載隨不同條件有所變化,因此可用一近似的常數來表示滾動阻力,這個常數被稱為滾動阻力系數,用RRC或者Cr表示,表達式如下:
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PCR輪胎接地性態(tài)對噪聲與滾動阻力影響研究[J]. 王國林,喬磊,周海超,錢浩,劉從臻. 機械工程學報. 2019(16)
[2]轎車輪胎花紋參數對滾動阻力的影響分析[J]. 王國林,安登峰,吳旭,梁晨. 橡膠工業(yè). 2019(02)
[3]低滾動阻力輪胎結構設計[J]. 王國林,吳旭,梁晨,楊建. 機械設計與制造. 2018(S2)
[4]輪胎滾動阻力有限元仿真模擬研究[J]. 周濤,楊曉光. 汽車工業(yè)研究. 2018(08)
[5]側偏角和充氣壓力對輪胎滾動阻力的影響[J]. 楊振,朱斌,江靈. 輪胎工業(yè). 2018(05)
[6]瀝青路面表面紋理的多重分形特征及其磨光行為[J]. 周興林,肖神清,劉萬康,黃曉明,肖旺新. 東南大學學報(自然科學版). 2018(01)
[7]乘用車輪胎滾動阻力與行駛速度關系的研究[J]. 張一塵,張新峰,魏曉辰. 科技創(chuàng)新與應用. 2017(32)
[8]瀝青混合料表面構造水平及分布特性測試方法[J]. 陳德,韓森,凌誠,彭標,漆祥. 中國公路學報. 2017(10)
[9]基于壓力膠片技術的瀝青混合料抗滑耐久性評價[J]. 王端宜,王剛,李智,邵申申,孫楊勇. 中國公路學報. 2017(09)
[10]粗集料表面紋理粗糙度的多重分形評價[J]. 周興林,肖神清,肖旺新,冉茂平. 華中科技大學學報(自然科學版). 2017(02)
博士論文
[1]瀝青路面抗滑特性與其表面粗糙特性之關系研究[D]. 王元元.東南大學 2017
[2]瀝青混合料表面構造圖像評價方法及抗滑降噪性能預測研究[D]. 陳德.長安大學 2015
[3]基于界面接觸特性的多尺度瀝青路面抗滑性能評價及應用研究[D]. 張淑文.華南理工大學 2015
[4]刻槽混凝土路面表面功能研究[D]. 李波.長安大學 2011
[5]露石水泥混凝土路面研究[D]. 韓森.長安大學 2006
碩士論文
[1]基于分段變維的瀝青路表紋理磨光行為分析[D]. 祝媛媛.武漢科技大學 2019
[2]瀝青路表紋理多重分形表征及其磨光行為研究[D]. 肖神清.武漢科技大學 2018
[3]考慮多尺度效應的接觸理論及其在密封中的應用[D]. 張偉.國防科學技術大學 2014
[4]瀝青路面激光三維構造深度檢測技術研究[D]. 侯青.長安大學 2013
[5]基于線結構光掃描的水下三維重建技術[D]. 冀光強.中國海洋大學 2013
[6]瀝青混凝土路面紋理構造表征技術研究[D]. 彭成壩.長安大學 2011
[7]基于激光視覺的微觀形貌檢測技術的研究[D]. 李潘.武漢科技大學 2010
[8]蕭山機場路透水性瀝青混凝土路面研究[D]. 方銳.浙江大學 2010
[9]輪胎穩(wěn)態(tài)滾動阻力的理論及仿真分析[D]. 曹建華.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[10]輪胎滾動阻力及穩(wěn)態(tài)滾動溫度場的研究[D]. 晉琦.華南理工大學 2010
本文編號：3099853
【文章來源】：武漢科技大學湖北省
【文章頁數】：218 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
應力特征值與摩擦系數的相關性
當車輛在平坦路面上行駛時,需要能量來克服其運動固有的阻力與能量損失,這些能量統稱為行駛阻力,行駛阻力組成如圖7.1所示。由圖7.1可知,輪胎滾動阻力是行駛阻力的組成部分,跟輪胎與路面有關。Gent and Walter從能量損失的角度提出了滾動阻力的定義,認為滾動阻力是機械能量轉化為熱能供滾動輪胎在一定長度路面上移動的結果[162]。根據Gent的定義,基于對能量總量以及作用于輪胎上能量的分析,作用于輪胎上的純能量可表示為:
式(7-1)中,RF為滾動阻力,Pin是輪胎的輸入能量,Pout是輪胎的輸出能量,v是輪胎在路面上移動的線速度,T是作用于輪胎輪軸上的力矩,xF是作用于輪胎上阻礙輪胎沿接觸輪跡帶滾動的水平力。但在實際情況中測量輪胎上的熱量消耗是不可能也不實際的,因此從能量消耗的角度來定義滾動阻力實用性較差�？紤]到實際測量情況,最直接與實用的定義仍是從力學角度對其進行定義。Jackson將滾動阻力定義為保持輪胎滾動所需要的力(Frr)[163]。在一恒定速度下,滾動阻力等于輪胎與路面間的牽引力,如圖7.2所示。很明顯,這個力與作用于車輪并傳遞到輪胎上的荷載(簡稱輪載)有關。研究發(fā)現,滾動阻力與輪載(用zF表示,等于輪載質量m與重力加速度g的乘積)大致呈線性關系。由于輪載隨不同條件有所變化,因此可用一近似的常數來表示滾動阻力,這個常數被稱為滾動阻力系數,用RRC或者Cr表示,表達式如下:
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PCR輪胎接地性態(tài)對噪聲與滾動阻力影響研究[J]. 王國林,喬磊,周海超,錢浩,劉從臻. 機械工程學報. 2019(16)
[2]轎車輪胎花紋參數對滾動阻力的影響分析[J]. 王國林,安登峰,吳旭,梁晨. 橡膠工業(yè). 2019(02)
[3]低滾動阻力輪胎結構設計[J]. 王國林,吳旭,梁晨,楊建. 機械設計與制造. 2018(S2)
[4]輪胎滾動阻力有限元仿真模擬研究[J]. 周濤,楊曉光. 汽車工業(yè)研究. 2018(08)
[5]側偏角和充氣壓力對輪胎滾動阻力的影響[J]. 楊振,朱斌,江靈. 輪胎工業(yè). 2018(05)
[6]瀝青路面表面紋理的多重分形特征及其磨光行為[J]. 周興林,肖神清,劉萬康,黃曉明,肖旺新. 東南大學學報(自然科學版). 2018(01)
[7]乘用車輪胎滾動阻力與行駛速度關系的研究[J]. 張一塵,張新峰,魏曉辰. 科技創(chuàng)新與應用. 2017(32)
[8]瀝青混合料表面構造水平及分布特性測試方法[J]. 陳德,韓森,凌誠,彭標,漆祥. 中國公路學報. 2017(10)
[9]基于壓力膠片技術的瀝青混合料抗滑耐久性評價[J]. 王端宜,王剛,李智,邵申申,孫楊勇. 中國公路學報. 2017(09)
[10]粗集料表面紋理粗糙度的多重分形評價[J]. 周興林,肖神清,肖旺新,冉茂平. 華中科技大學學報(自然科學版). 2017(02)
博士論文
[1]瀝青路面抗滑特性與其表面粗糙特性之關系研究[D]. 王元元.東南大學 2017
[2]瀝青混合料表面構造圖像評價方法及抗滑降噪性能預測研究[D]. 陳德.長安大學 2015
[3]基于界面接觸特性的多尺度瀝青路面抗滑性能評價及應用研究[D]. 張淑文.華南理工大學 2015
[4]刻槽混凝土路面表面功能研究[D]. 李波.長安大學 2011
[5]露石水泥混凝土路面研究[D]. 韓森.長安大學 2006
碩士論文
[1]基于分段變維的瀝青路表紋理磨光行為分析[D]. 祝媛媛.武漢科技大學 2019
[2]瀝青路表紋理多重分形表征及其磨光行為研究[D]. 肖神清.武漢科技大學 2018
[3]考慮多尺度效應的接觸理論及其在密封中的應用[D]. 張偉.國防科學技術大學 2014
[4]瀝青路面激光三維構造深度檢測技術研究[D]. 侯青.長安大學 2013
[5]基于線結構光掃描的水下三維重建技術[D]. 冀光強.中國海洋大學 2013
[6]瀝青混凝土路面紋理構造表征技術研究[D]. 彭成壩.長安大學 2011
[7]基于激光視覺的微觀形貌檢測技術的研究[D]. 李潘.武漢科技大學 2010
[8]蕭山機場路透水性瀝青混凝土路面研究[D]. 方銳.浙江大學 2010
[9]輪胎穩(wěn)態(tài)滾動阻力的理論及仿真分析[D]. 曹建華.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[10]輪胎滾動阻力及穩(wěn)態(tài)滾動溫度場的研究[D]. 晉琦.華南理工大學 2010
本文編號：3099853
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