探究汽車與道路耦合動(dòng)力學(xué)研究

高月平

0 引言

因車輛過(guò)多等因素的影響，對(duì)道路造成較為嚴(yán)重的危害，可采用耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)措施減輕道路壓力。在一些不太平緩的道路上，車輛行駛時(shí)將受到路面對(duì)車輛的隨機(jī)性振幅，這對(duì)車輛在行駛過(guò)程中的平穩(wěn)駕駛會(huì)產(chǎn)生不小的振動(dòng)影響，同時(shí)對(duì)路面也有一定傷害。本文將通過(guò)耦合動(dòng)力學(xué)在汽車與道路中的應(yīng)用對(duì)這一情況加以簡(jiǎn)析。

1 耦合動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)述

對(duì)于現(xiàn)在的車輛而言，車體結(jié)構(gòu)之間的線性振動(dòng)模擬狀態(tài)是相互獨(dú)立的，這種情況就稱之為非耦合模式。汽車內(nèi)部的每個(gè)模態(tài)都符合能量守恒定律，使得汽車在行駛中動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。一旦存在非線性因素，將會(huì)形成模態(tài)之間的耦合狀態(tài)，能量就有可能從一種模態(tài)轉(zhuǎn)移到其他模態(tài)中，這種情況下振動(dòng)也就變得較為復(fù)雜，對(duì)這種情況稱之為動(dòng)力學(xué)中非耦合與耦合現(xiàn)象。在一些急彎陡坡道路上行駛時(shí)有效保障平穩(wěn)駕駛，對(duì)道路與汽車的使用壽命起到了一定的延長(zhǎng)作用。車輛與道路之間存在很大的聯(lián)系，兩者之間相互作用力的動(dòng)荷載直接影響了道路的使用情況。

2 耦合動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究

2.1 基礎(chǔ)步驟

將耦合動(dòng)力學(xué)原理應(yīng)用到車輛在道路行駛上的方法，可以通過(guò)先對(duì)車輛與道路間相互作用力的初步研究，對(duì)車輛與道路路面間的耦合關(guān)系加以簡(jiǎn)要了解，并對(duì)車輛的動(dòng)態(tài)輪胎力加以分析。分析過(guò)后得出在汽車隨機(jī)載重的情況下路面所形成的反應(yīng)，并將此反應(yīng)的規(guī)律加以簡(jiǎn)要解析，在此基礎(chǔ)上得出車輛的行駛速度與自身所受動(dòng)態(tài)輪胎力對(duì)道路變形之間的聯(lián)系[1]。對(duì)于急彎陡坡上的車輛行駛過(guò)程來(lái)言，這將會(huì)有效地體現(xiàn)車輛行駛過(guò)程與路面間的關(guān)聯(lián)。

2.2 耦合動(dòng)力的應(yīng)用

在對(duì)車輛與道路中的相互關(guān)系研究時(shí)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式對(duì)這種情況加以分析，利用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)來(lái)得到數(shù)據(jù)。首先建造相應(yīng)急彎陡坡道路的模型，所用柏油材料如表1所示[2]。通過(guò)車輛行駛中汽車與道路之間的相互作用力、多次試驗(yàn)所存在的數(shù)據(jù)差距、道路路面所出現(xiàn)的損害對(duì)其做出相應(yīng)的分析，更為有效的將道路與汽車行駛間的聯(lián)系加以了解。

表1 道路材料標(biāo)準(zhǔn)

在這些道路路面鋪設(shè)好之后，將上表中的數(shù)據(jù)與汽車在行駛中的車速變化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)對(duì)汽車在行駛過(guò)程中的動(dòng)態(tài)輪胎力加以計(jì)算，得出規(guī)律。在車輛行駛工程中，耦合動(dòng)力學(xué)的作用還體現(xiàn)在汽車車輛潤(rùn)滑系統(tǒng)的使用上，通過(guò)將耦合結(jié)構(gòu)放置在汽車總體布置中，對(duì)車輛動(dòng)力傳動(dòng)能力加以強(qiáng)化，使得車輛具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。要保障汽車在道路上的穩(wěn)定行駛，確保車輛在急彎陡坡道行駛過(guò)程中不會(huì)熄火，通過(guò)汽車的耦合情況設(shè)置警示指示，在車輛達(dá)到行駛標(biāo)準(zhǔn)的情況下不亮燈，一旦亮燈就需要對(duì)其進(jìn)行車速控制，保障在急彎坡道上的行駛安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

車輛在路面坡度較大道路不平緩的行駛過(guò)程中，因?yàn)檐囕v的振動(dòng)程度不斷加劇，對(duì)路面的動(dòng)力承載能力也加大了需求，這樣就加快了路面的損傷程度，使得道路的使用壽命大幅度減少。了解汽車與道路中的耦合動(dòng)力學(xué)，將其使用在加固道路系統(tǒng)與車輛行駛穩(wěn)定性中，有效提升道路與車輛的使用壽命，同時(shí)也確保車輛在急彎陡坡上的行駛安全。

[1]劉永臣,王國(guó)林,孫麗,邵長(zhǎng)征.面向用戶的汽車道路譜重構(gòu)方法[J].中國(guó)機(jī)械工程,2014,25(15):2112-2116.

[2]盧正,姚海林,胡智.基于車輛-道路結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)的不平整路面動(dòng)力響應(yīng)分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2013,35(s1):232-238.