车辆-沥青路面耦合系统相互作用研究

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振
动
冲南
Ｖｏ１．３２Ｎｏ．２０２０１３
第３２卷第２Байду номын сангаас０期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
车辆一沥青路面耦合系统相互作用研究
银花，李懿
ｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｕｐｌｅｄｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｄｕｃｅｄ．Ｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｗａｓｓｏｌｖｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ－
ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ａｎａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ’ Ｓ２Ｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ，ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｏｒｄｅｒｄｙｎａｍｉｃｓｔａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆａｖｅｈｉｃｌｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｆｏｒａｑｕａ￣ｅｒｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈ２ＤＯＦｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｖｅｈｉｃｌｅ－ｒｏａｄｖｉｂｒａｔｉｏｎ
学耦合关系，推导出车辆一路面耦合系统的分数阶动力学状态方程。求解其动态响应。在此基础上进行了车辆一沥青路面耦合系统相互作用的数值分析。分析表明，通过动态模壁试验，采用分数阶导数三元件模型描述沥青混合料的动态粘
弹性能进行路面数值模拟，更接近于路面结构实际的动态响应；路面平整度对随机动载荷的大小其决定作用，路面等级的
ＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｎａｖｅｈｉｃｌｅａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｕｐｌｅｄｓｙｓｔｅｍＹＩＮＨｕａ，ＬＩＹｉ
（１．ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００７０，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｕｎｄｅｒｒａｎｄｏｍｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｂａｓｅｄｏｎｆｒａｃｔｉｏｎａｌｏｒｄｅｒｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ
１０００４４）
（１。内蒙古大学交通学院，呼和浩特０１００７０；２．北京交通大学土木建筑工程学院，北京
摘要：在路面随机激励的时域仿真模型上选用双自由度的四分之一车辆振动模型建立了车辆一路面振动模型。
同时基于分数阶导数沥青混合料粘弹性模型，建立了沥青路面结构二维有限元模型，并通过车辆与路面之间的几何和力
降低会增加路面的动变形，进而会加速路面不平整度的发展及路面的破坏，应控制好路面平整度及施工质量，加强路面
养护。
关键词：沥青混合料；分数阶导数；粘弹性；路面不平整度；车辆一路面相互作用
中图分类号：Ｕ４１文献标识码：Ａ
ｏｒｄｅｒｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ３一ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｍｏｄｅｌｃａｎｂｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅａｎｄ
ａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｕｐｌｅｄｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｒｏｕｇｈｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｆｒａｃｔｉｏｎａｌ