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離散元法的瀝青路面車-路動力學響應分析
關鍵詞：道路工程 車輛荷載 離散元模型 模型細觀參數 車路相互作用
摘要：為了分析車輛荷載作用下瀝青路面結構的細觀狀態力學響應,建立了二自由度1/4車輛模型與多層路基路面耦合離散元模型,通過各結構層單軸壓縮應力-應變試驗與相同工況試驗數據比較,經迭代運算得到路面離散元模型各結構層細觀參數,應用試驗得到的瀝青路面細觀參數建立多層路基路面模型,在離散元模型的上表面設定一定不平度,在一定速度作用下,1/4車輛模型在路基路面離散元模型上表面勻速移動,從而求解車輛動荷載作用下瀝青路面各結構位移、應力等細觀受力狀態.進而改變1/4車輛模型的車體懸架剛度、懸架阻尼系數、輪胎剛度,輪胎阻尼系數,從而獲得在改變車輛參數作用下瀝青路面內部的應力變化規律.研究結果表明:基于離散元理論不但可以求得瀝青路面在車-路相互作用下各層的應力與變形,而且還可以求得瀝青路面各結構層顆粒流的變化趨勢,在車輛移動荷載作用下,隨著路基路面深度增加,各結構層顆粒流豎直方向動態位移與應力響應依次減少,其中上基層顆粒流動位移比上面層顆粒流動位移減少25%,下面層顆粒流豎向應力約為上面層顆粒流豎向應力的50%,水平方向上顆粒流既有壓應力又有拉應力,變化比較復雜,上面層顆粒流水平方向主要承受壓應力,其余結構層主要承受拉應力;增加輪胎與懸架剛度系數對模型顆粒流水平方向拉應力影響較大,增加輪胎與懸架阻尼系數對垂直方向顆粒流壓應力與水平方向拉應力影響較小.
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