车辆—梳齿式伸缩装置动力性能研究

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1、国内图书分类号：TH213.5密级：公开国际图书分类号：621西南交通大学研究生学位论文车辆—梳齿式伸缩装置动力性能研究年级2015级姓名盛亚鸣申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师王少华教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TH213.5U.D.C:621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisDYNAMICCHARACTERISTICSRESEARCHOFVEHICLEANDCOMB-TYPEEXPANSIONJOINTGrade:2015Candidate:YamingShengAc

2、ademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.ShaohuaWangMay.2018西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1）对轮胎在ABAQUS中的有限元建模方法进行了全面研究，合理简化了轮胎和梳齿式伸缩装置的结构，得到载重子午线轮胎和梳齿式伸缩装置的有限元模型；2）通过仿真和实验数据对比，验证了轮胎有限元模型的准确性；基于此轮胎分析研究得到轮胎工作的相关特性；为方便轮胎建

3、模与轮胎—伸缩装置系统的计算，简化轮胎结构，使简化轮胎特性与原轮胎一致；3）模拟真实环境下汽车轮胎滚过伸缩缝的过程，分析得到不同缝宽、不同速度下伸缩装置的受力曲线及分布规律；研究伸缩装置安装不平整下，伸缩装置系统的受力情况；确定了轮胎简化结构的适用范围。4）确定了某型号载重卡车的模型参数和力学参数，采用Recurdyn软件建立了该型号载重卡车模型和梳齿式伸缩装置模型；刚性车轮模型与有限元柔性车轮模型在结果上有较大差异，不能相互替代。5）研究了车辆在不同速度、不同缝宽、不同安装高差下通过伸缩装置时的最大竖向位移，并根据不同条件下的竖向位移响应规律分析了位

4、移响应现象的原因。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要桥梁伸缩装置作为桥梁结构必不可少的组成构件，连接两联桥面，稳固桥梁结构。桥梁伸缩装置长期暴露在环境中且直接承受车辆冲击作用，在设计和施工上稍有缺陷或不足，就会引起伸缩装置系统的破损，将会改变车辆的行车

5、状态，直接导致行车舒适度和安全性的下降，影响车辆的行车寿命，同时伸缩装置的破坏会导致车辆对桥梁结构的冲击作用显著增加，桥面铺装层的破坏速度明显加快，甚至影响桥梁主体结构安全。本文以梳齿式伸缩装置为研究对象主要工作内容如下:（1）研究了轮胎在ABAQUS中的建模方法，合理简化了轮胎和梳齿式伸缩装置的结构，定义了橡胶—帘线复合结构的材料建模问题，得到12R22.5型载重汽车子午线轮胎和梳齿式伸缩装置的有限元模型；（2）通过仿真和实验数据对比，验证了轮胎有限元模型的准确性；基于此轮胎模型进行了静载分析、刚度分析、滚动分析以及轮胎接地时的带束层受力分析，得到轮

6、胎相关特性；为方便轮胎建模与轮胎—伸缩装置系统的计算，简化轮胎结构，使简化轮胎结构特性与原轮胎一致；（3）分析了梳齿式伸缩装置的伸缩量、载荷、工况等静力学特性；定义轮胎边界条件，模拟轮胎滚过伸缩缝的过程，分析得到不同缝宽、不同速度下伸缩装置的受力曲线；研究伸缩装置安装不平整下时跨缝板混凝土的受力情况；确定了轮胎简化结构的适用范围。（4）确定了某型号载重卡车的模型参数和力学参数，采用Recurdyn软件建立了该型号载重卡车模型及梳齿式伸缩装置模型；对比分析刚性车轮模型与有限元柔性车轮模型在结果上的差异。（5）在车辆在高速通过伸缩装置，车体的振动反而小，但

7、对车上结构影响较大；缝宽越大，车辆通过伸缩装置的振动越大；在伸缩装置低于水平路面时，伸缩装置的振动越小，舒适度高。关键词：梳齿式伸缩装置；子午线轮胎；轮胎简化；滚动接触；RecurDyn；西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractBridgeexpansionjointsareessentialpartsofthebridgestructure,whichconnecttwobridgedecksandstabilizethebridgestructures.Thebridgeexpansionjointsaredirectlyrolled

8、bythevehiclesandareexposedtotheairenvironmentfo