本文關(guān)鍵詞：車輪一橋梁伸縮縫系統(tǒng)動力學(xué)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大跨徑橋梁的大量建成使得大位移橋梁伸縮縫需求變得尤為迫切,伸縮縫的設(shè)計、制造及維護(hù)均需要理論研究指導(dǎo),因此對伸縮縫力學(xué)特性進(jìn)行深入研究很有必要。本文將汽車輪胎與橋梁伸縮縫作為一個系統(tǒng),研究真實環(huán)境下車輛通過伸縮縫時輪胎與伸縮縫中梁的接觸作用,分析輪胎過縫過程伸縮縫動力學(xué)響應(yīng),運用ABAQUS軟件對輪胎—伸縮縫接觸、伸縮縫動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析,將研究結(jié)果與不考慮輪胎作用時的結(jié)果進(jìn)行對比分析,進(jìn)一步完善伸縮縫研究工作。首先,對載重汽車輪胎在ABAQUS中的有限元建模方法進(jìn)行了全面研究,合理簡化復(fù)雜輪胎結(jié)構(gòu),解決了橡膠—簾線復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料定義難題,總結(jié)出輪胎有限元建模的關(guān)鍵技術(shù)；其次,驗證了輪胎有限元模型的準(zhǔn)確性,對輪胎進(jìn)行了靜載分析、剛度分析以及滾動分析；再次,對車輪施加荷載得到真實環(huán)境下汽車通過伸縮縫時中梁受力及載荷分布規(guī)律；最后,研究了伸縮縫系統(tǒng)受車輪激勵載荷時的豎向位移響應(yīng)規(guī)律,分析中梁復(fù)雜位移響應(yīng)現(xiàn)象的原因,研究了伸縮縫系統(tǒng)的沖擊系數(shù),分析了車速與最大沖擊系數(shù)間的關(guān)系。研究結(jié)論包括：第一,輪胎模型最復(fù)雜的橡膠—簾線復(fù)合結(jié)構(gòu)用加強(qiáng)筋模型模擬,由二維網(wǎng)格模型得到三維模型時需要進(jìn)行參數(shù)變換；第二,輪胎模型在額定載荷作用下接地面積、下沉量與實驗數(shù)據(jù)誤差在5%以內(nèi),證明本文輪胎模型具有較高準(zhǔn)確性；第三,輪胎通過伸縮縫時,至少與兩根中梁接觸,最多同時作用在三根中梁上,中梁受到的最大載荷與不考慮輪胎作用時相比明顯下降；第四,伸縮縫剛度需滿足≥50000N/mm,相同剛度下最大豎向位移相對于不考慮輪胎作用時的研究結(jié)果減小31.25%,不同速度下位移最大的中梁不固定,車速≥60km/h時,伸縮縫最大豎向位移著速度的增大而增大,最大沖擊系數(shù)隨著速度、輪壓的增大而增大,車速控制在60km/h范圍內(nèi)可以有效減小伸縮縫豎向位移及沖擊系數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：橋梁伸縮縫 輪胎有限元分析 接觸分析 動態(tài)響應(yīng) 非線性
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441.7;U461.51
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 引言12-13
• 1.2 車輛-伸縮縫系統(tǒng)簡介13-17
• 1.2.1 橋梁伸縮縫裝置分類13-14
• 1.2.2 模數(shù)式大位移橋梁伸縮縫工作原理14-15
• 1.2.3 車輛振動簡介15-16
• 1.2.4 輪胎-伸縮縫系統(tǒng)16-17
• 1.3 國內(nèi)外研究綜述17-20
• 1.4 本文研究的意義及主要內(nèi)容20-21
• 第2章 輪胎與伸縮縫有限元建模21-36
• 2.1 輪胎結(jié)構(gòu)及參數(shù)21-24
• 2.1.1 輪胎分類及規(guī)格21-22
• 2.1.2 子午線輪胎幾何參數(shù)22-23
• 2.1.3 子午線輪胎材料結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 子午線輪胎有限元模型參數(shù)24-29
• 2.2.1 輪胎結(jié)構(gòu)簡化24
• 2.2.2 材料模型24-29
• 2.3 輪胎有限元模型建立29-32
• 2.3.1 建模方法29-31
• 2.3.2 關(guān)鍵技術(shù)31-32
• 2.4 伸縮縫有限元模型32-34
• 2.4.1 模數(shù)式伸縮縫結(jié)構(gòu)32-33
• 2.4.2 梁截面形狀33-34
• 2.4.3 伸縮縫有限元模型34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第3章 輪胎接地性能研究36-51
• 3.1 非線性分析及求解方法36-37
• 3.2 輪胎充氣37-40
• 3.2.1 充氣結(jié)果37-38
• 3.2.2 模型參數(shù)調(diào)整38-39
• 3.2.3 結(jié)果分析39-40
• 3.3 輪胎靜態(tài)加載40-46
• 3.3.1 加載方式40-41
• 3.3.2 靜態(tài)加載結(jié)果41-43
• 3.3.3 剛度分析43-46
• 3.4 滾動分析46-49
• 3.4.1 輪胎滾動狀態(tài)46
• 3.4.2 滾動半徑46-47
• 3.4.3 模型滾動模擬47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 伸縮縫受力分析51-62
• 4.1 加載模型51-52
• 4.2 伸縮縫豎向受載研究52-60
• 4.2.1 額定載荷下受力52-54
• 4.2.2 載荷頻率54-55
• 4.2.3 不同充氣壓力通過時受力55-58
• 4.2.4 不同縫寬通過時受力58-59
• 4.2.5 不同支承剛度時伸縮縫受力59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第5章 伸縮縫動力學(xué)特性研究62-75
• 5.1 動態(tài)分析方法62-64
• 5.1.1 基本原理及求解方法62
• 5.1.2 加載分析62-64
• 5.2 頻率分析64-66
• 5.2.1 伸縮縫模態(tài)分析64-65
• 5.2.2 不同縫寬豎向自振頻率65
• 5.2.3 不同支承剛度時固有頻率變化65-66
• 5.3 位移響應(yīng)分析66-70
• 5.3.1 輪胎通過伸縮縫時位移響應(yīng)66-68
• 5.3.2 伸縮縫豎向位移響應(yīng)綜合分析68-70
• 5.4 沖擊系數(shù)分析70-74
• 5.4.1 位移響應(yīng)與沖擊系數(shù)關(guān)系70-71
• 5.4.2 不同輪壓時沖擊系數(shù)71-72
• 5.4.3 不同縫寬時沖擊系數(shù)72-73
• 5.4.4 不同剛度時沖擊系數(shù)73
• 5.4.5 速度與沖擊系數(shù)關(guān)系分析73-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論和展望75-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果82

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本文編號：310547