机械工程学报

作者：路永婕, 张俊宁, 李皓玉, 马智喆

单位：1. 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室 石家庄 050043;2. 石家庄铁道大学机械工程学院 石家庄 050043;3. 石家庄铁道大学交通运输学院 石家庄 050043

关键词：胎-路耦合,Kirchhoff薄板,非均匀载荷分布,Galerkin截断,动态摩擦；

基金：国家自然科学基金（12072204，11972238，11872255）和河北省自然基金（A2020210039）资助项目

为深入探讨轮胎-路面之间耦合振动，在考虑轮胎与路面的非均匀动态摩擦力基础上提出轮胎-路面-路基系统耦合模型。以Kirchhoff薄板理论为基础，建立有限长度和有限宽度板在Winkler地基上的路面结构动力学模型，为了真实描述轮胎与路面之间的耦合关系，将传统的基于线接触载荷分布的LuGre轮胎模型改进为面接触非均匀载荷分布。采用Galerkin截断法将路面振动的偏微分方程简化为有限常微分方程，运用Runge-Kutta法求解控制方程，计算轮胎-道路耦合系统的响应。探讨不同的横向、纵向截断阶数对耦合系统振动响应计算精度的影响，确定最佳的截断阶数。对轮胎-路面的耦合特性进行分析，分别从路面的结构变形、动态载荷和轮胎力（纵向力、侧向力和回正力矩）对比在考虑耦合和不考虑耦合作用的区别，为路面结构设计和车辆性能控制提供参考。

来源：2021年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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