本文關(guān)鍵詞：車路相互作用試驗(yàn)段瀝青路面的動力響應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： 車-路相互作用 瀝青路面 試驗(yàn)段 有限元 動力響應(yīng)

【摘要】：隨著國內(nèi)公路建設(shè)的高速發(fā)展,瀝青路面得到了廣泛應(yīng)用。但伴隨車輛的增加,路面的早期破壞現(xiàn)象也愈加嚴(yán)重。為了更深層次地探索路面早期破壞的原因,對路面各層應(yīng)力應(yīng)變分布的研究變得尤為重要。本文采用試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法對瀝青路面各層的應(yīng)力應(yīng)變分布進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)通過傳統(tǒng)路面設(shè)計方法對試驗(yàn)段進(jìn)行設(shè)計計算,并利用現(xiàn)有條件搭建瀝青路面試驗(yàn)段,使其能夠真實(shí)反應(yīng)路面各層響應(yīng)。安裝定軸轉(zhuǎn)動輪胎走行機(jī)構(gòu),模擬車輛在路面上行駛。運(yùn)用光纖數(shù)據(jù)采集組件搭建路面測試系統(tǒng),對路面各層的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行采集。(2)利用車-路相互作用試驗(yàn)段,進(jìn)行試驗(yàn)研究。在標(biāo)準(zhǔn)胎壓作用下選取四種速度工況,對不同速度下瀝青路面各層的動力響應(yīng)進(jìn)行對比得出,隨著速度的增加,瀝青路面各層的應(yīng)變呈減小趨勢。在同一速度下選取三種胎壓工況,對瀝青路面各層的動力響應(yīng)進(jìn)行對比得出,隨著胎壓的增大,瀝青路面各層的應(yīng)變呈增大趨勢。(3)應(yīng)用有限元軟件ABAQUS,依據(jù)試驗(yàn)段參數(shù)建立三維道路有限元模型,對靜載作用下的瀝青路面各層響應(yīng)進(jìn)行計算。選取路面彎沉、豎向位移及豎向壓應(yīng)力作為評價指標(biāo),通過改變軸載與胎壓,對路面響應(yīng)進(jìn)行分析。分析得出,隨著胎壓與軸重的增加,所選取的三個評價指標(biāo)均呈現(xiàn)增大趨勢。保持邊界條件不變,通過改變模型尺寸發(fā)現(xiàn)其對路面響應(yīng)的影響可以忽略不計。(4)利用移動荷載平臺的方式,實(shí)現(xiàn)荷載的彎道移動。將計算與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,對模型的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。以豎向壓應(yīng)力、縱向應(yīng)變、橫向剪應(yīng)變、縱向剪應(yīng)力與縱向剪應(yīng)變?yōu)樵u價指標(biāo),利用模型對以上指標(biāo)進(jìn)行計算。分別研究了速度、軸重與胎壓三種工況條件對路面結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。分析得出,隨著軸重與胎壓的增大,各項(xiàng)評價指標(biāo)均呈增大趨勢,在路面平順性較好的條件下,隨著速度的增大各項(xiàng)控制指標(biāo)呈減小趨勢。
【關(guān)鍵詞】：車-路相互作用 瀝青路面 試驗(yàn)段 有限元 動力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.217
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 問題的提出及選題的意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 瀝青路面設(shè)計方法發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 有限元分析方法的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 路面動力學(xué)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 車路相互作用系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14
• 1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 參考文獻(xiàn)15-18
• 第二章 瀝青路面動力響應(yīng)的試驗(yàn)研究18-39
• 2.1 試驗(yàn)方案及目標(biāo)18-19
• 2.2 車路相互作用試驗(yàn)段概況19-20
• 2.3 試驗(yàn)段設(shè)計20-25
• 2.4 車路試驗(yàn)段構(gòu)建25-26
• 2.5 路面各層鋪設(shè)26-27
• 2.6 測試系統(tǒng)搭建27-33
• 2.6.1 光纖傳感器基本工作原理27-28
• 2.6.2 動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成28-29
• 2.6.3 定軸轉(zhuǎn)動輪胎走行機(jī)構(gòu)29
• 2.6.4 傳感器的布設(shè)29-31
• 2.6.5 稱重以及胎壓改變的方式31-32
• 2.6.6 監(jiān)測方式32-33
• 2.7 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合與分析33-38
• 2.7.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合33-34
• 2.7.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析34-38
• 2.8 本章小結(jié)38
• 參考文獻(xiàn)38-39
• 第三章 路面有限元模型的建立39-53
• 3.1 彈性層狀體系理論39-42
• 3.1.1 彈性理論基本假設(shè)39-40
• 3.1.2 彈性層狀體系計算方法40-42
• 3.2 三維道路有限元分析基礎(chǔ)42-44
• 3.3 有限元軟件ABAQUS的簡介44-45
• 3.4 路面模型建立45-51
• 3.4.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)層的材料參數(shù)45-46
• 3.4.2 邊界條件確定46
• 3.4.3 輪跡形狀選擇46-49
• 3.4.4 靜載模型荷載的施加49-50
• 3.4.5 移動荷載在ABAQUS中的實(shí)現(xiàn)50-51
• 3.4.6 網(wǎng)格的劃分51
• 3.5 本章小結(jié)51
• 參考文獻(xiàn)51-53
• 第四章 瀝青路面在靜載作用下的響應(yīng)分析53-63
• 4.1 早期破壞形式及機(jī)理53-54
• 4.2 工況的確定54
• 4.3 輪跡尺寸的計算54-55
• 4.4 靜載作用下路面各層受力分析55-60
• 4.4.1 不同軸重對路面作用的響應(yīng)分析56-58
• 4.4.2 胎壓對路面的響應(yīng)分析58-60
• 4.5 邊界條件對路面靜力響應(yīng)的影響60-62
• 4.5.1 工況的確定60-61
• 4.5.2 不同尺寸模型響應(yīng)分析61-62
• 4.6 本章小結(jié)62
• 參考文獻(xiàn)62-63
• 第五章 瀝青路面在移動荷載作用下的動力響應(yīng)分析63-79
• 5.1 模型的驗(yàn)證63-65
• 5.2 路面結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)評價指標(biāo)65-66
• 5.3 路面時域響應(yīng)分析66-70
• 5.4 軸重對動力響應(yīng)的影響70-73
• 5.4.1 不同軸重對各層豎向壓應(yīng)力的影響70-71
• 5.4.2 不同軸重對縱向應(yīng)變的影響71-72
• 5.4.3 不同軸重對橫向剪應(yīng)變的影響72
• 5.4.4 不同軸重對縱向剪應(yīng)變的影響72-73
• 5.5 速度對路面響應(yīng)的影響73-75
• 5.5.1 不同速度對路面豎向應(yīng)力的影響73-74
• 5.5.2 不同速度對路面縱向剪應(yīng)力與剪應(yīng)變的影響74-75
• 5.5.3 不同速度對縱向應(yīng)變的影響75
• 5.6 胎壓對路面動力響應(yīng)的影響75-77
• 5.6.1 不同胎壓對豎向壓應(yīng)力與壓應(yīng)變的影響75-76
• 5.6.2 不同胎壓對縱向應(yīng)力與應(yīng)變的影響76-77
• 5.6.3 不同胎壓對縱向剪應(yīng)力與剪應(yīng)變的影響77
• 5.7 本章小結(jié)77-78
• 參考文獻(xiàn)78-79
• 第六章 結(jié)論與展望79-83
• 6.1 主要結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-83
• 致謝83-84
• 個人簡歷84

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