基于车辆-道路结构耦合振动的不平整路面动力响应分析

为了更准确地研究行车荷载作用下道路结构的动力响应，从车辆的组成特点和路面不平整特性出发，将车辆、路面、路基结构作为一个整体系统来建模，提出了车辆-不平整路面-路基结构耦合动力学分析模型，同时考虑轮胎与路面接触处的路面不平整位移、路面本身位移和轮胎与路面相对位移的影响，采用fourier变换方法推导出了由于路面不平整引起的车辆附加动荷载和路面动力响应的解析表达式，并利用快速傅立叶变换（fft）方法得到了数值计算结果。分析了行车速度、路面不平整波长、不平整幅值以及路面厚度和模量对路面动力响应的影响。结果发现：车辆-道路耦合振动引起的路面动力响应会出现两个峰值，两个峰值是由于车辆振动频率达到车体系统的两个固有频率共振而产生。因此，工程中应合理控制路面平整度和行车速度，避免共振的发生。