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《湖南大学》 2005年
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重型车辆与刚性路面结构的动力相互作用理论分析和试验研究

张军  
【摘要】:随着交通运输业的迅速发展和汽车工业的更新换代,作为基础设施的高速公 路路面承载能力越来越难以满足使用要求,现行路面设计规范由于对车辆荷载采 用过于简化的假设,导致无法正确反映路面受力和变形性状。本文试图从研究车 辆动力荷载开始,对重型车辆与刚性路面结构的动力相互作用进行较为深入的理 论分析和试验研究。 1、 采用四分之一车辆模型,将车轮承重体系视为具有质量、刚度和阻尼的 单自由度系统,考虑车辆的竖向振动,对路面不平整引起的车辆动力轮载的大小 和分布进行了数值计算,分析了车辆轮重、行车速度、路面平整度、车轮承重体 系刚度和阻尼等因素对车辆动力轮载的大小和分布的影响。 2、 建立了重型车辆与刚性路面结构动力相互作用模型,并应用积分变换法 和有限单元法进行求解,分别得到了移动荷载作用下粘弹性Vlasov路基上刚性 路面板动挠度的精确解和刚性路面板动力反应的数值解。 3、 应用有限单元法进行了重型车辆与刚性路面结构的动力相互作用仿真分 析,采用拟时间法将时间变量用位置变量替代,解决了模拟车辆移动的问题,并 采用Newmark-β法求解,得到了(?)刚性路面板的动挠度、动应变等动 力反应量值。 4、 利用美国明尼苏达州Mn/ROAD试验设施进行了刚性路面动力反应的试 验研究。选择了三个刚性路面研究断面,通过采集两种重量的卡车以不同速度通 过时,刚性路面板不同位置和不同深度部位处动应变计、缩缝传力杆钢筋应变计 的应变时域变化曲线和路基顶面动土压力计的土压力时域变化曲线,获得了刚性 路面板顶面和底面的纵向和横向动应变特征、缩缝传力杆动应变特征和路基顶面 动土压力特征以及影响刚性路面板动应变特征的参数等测试数据,为本文的分析 研究提供了重要的基础。 5、 通过输入Mn/ROAD试验条件参数,采用自编程序进行计算,计算结果 与试验结果吻合良好,从而对本文提出的计算方法进行了验证。采用数值分析方 法研究了车辆轴重、行车速度、路面厚度、路基刚度等因素对刚性路面板动挠度 和动应变的影响。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U461;U412

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘晓明;红层软岩崩解性及其路基动力变形特性研究[D];湖南大学;2006年
【参考文献】
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【共引文献】
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7 唐意;陈燊;;单车荷载下刚架拱桥的动力响应时程分析[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 记者  徐景明 通讯员  张荣华 吴士义;疏港路高架桥双向试通车[N];厦门日报;2006年
6 王芳;依靠先进的技术 德尔福在中国赢得多个电控柴油系统项目[N];中国工业报;2006年
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2 张冬茵;LS-DYNA在土—结构动力相互作用中的应用[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
3 孙龙;重型柴油车辆道路排放特征及评估方法研究[D];武汉理工大学;2011年
4 李军;饱和土与Timoshenko梁动力相互作用问题的研究[D];西安建筑科技大学;2010年
5 夏冰;基于功能原理的重型车质量辨识方法研究[D];吉林大学;2013年
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7 樊珂;土—结构动力相互作用对设有被动控制装置框架结构的影响[D];南京理工大学;2004年
8 王泽明;土—结构动力相互作用对结构控制的影响[D];天津大学;2004年
9 杨随新;基于边界元和有限元相结合的地基-框架结构动力相互作用分析[D];湖南大学;2004年
10 赖跃;重型车辆与半刚性护栏碰撞的有限元分析[D];同济大学;2006年
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