探究汽車與道路耦合動力學研究

高月平

0 引言

因車輛過多等因素的影響，對道路造成較為嚴重的危害，可采用耦合系統的動力學措施減輕道路壓力。在一些不太平緩的道路上，車輛行駛時將受到路面對車輛的隨機性振幅，這對車輛在行駛過程中的平穩駕駛會產生不小的振動影響，同時對路面也有一定傷害。本文將通過耦合動力學在汽車與道路中的應用對這一情況加以簡析。

1 耦合動力學簡述

對于現在的車輛而言，車體結構之間的線性振動模擬狀態是相互獨立的，這種情況就稱之為非耦合模式。汽車內部的每個模態都符合能量守恒定律，使得汽車在行駛中動能與勢能可以相互轉化。一旦存在非線性因素，將會形成模態之間的耦合狀態，能量就有可能從一種模態轉移到其他模態中，這種情況下振動也就變得較為復雜，對這種情況稱之為動力學中非耦合與耦合現象。在一些急彎陡坡道路上行駛時有效保障平穩駕駛，對道路與汽車的使用壽命起到了一定的延長作用。車輛與道路之間存在很大的聯系，兩者之間相互作用力的動荷載直接影響了道路的使用情況。

2 耦合動力學應用研究

2.1 基礎步驟

將耦合動力學原理應用到車輛在道路行駛上的方法，可以通過先對車輛與道路間相互作用力的初步研究，對車輛與道路路面間的耦合關系加以簡要了解，并對車輛的動態輪胎力加以分析。分析過后得出在汽車隨機載重的情況下路面所形成的反應，并將此反應的規律加以簡要解析，在此基礎上得出車輛的行駛速度與自身所受動態輪胎力對道路變形之間的聯系[1]。對于急彎陡坡上的車輛行駛過程來言，這將會有效地體現車輛行駛過程與路面間的關聯。

2.2 耦合動力的應用

在對車輛與道路中的相互關系研究時，可以通過實驗方式對這種情況加以分析，利用室內實驗來得到數據。首先建造相應急彎陡坡道路的模型，所用柏油材料如表1所示[2]。通過車輛行駛中汽車與道路之間的相互作用力、多次試驗所存在的數據差距、道路路面所出現的損害對其做出相應的分析，更為有效的將道路與汽車行駛間的聯系加以了解。

表1 道路材料標準

在這些道路路面鋪設好之后，將上表中的數據與汽車在行駛中的車速變化數據進行統計，通過統計后的數據對汽車在行駛過程中的動態輪胎力加以計算，得出規律。在車輛行駛工程中，耦合動力學的作用還體現在汽車車輛潤滑系統的使用上，通過將耦合結構放置在汽車總體布置中，對車輛動力傳動能力加以強化，使得車輛具有更強的穩定性。要保障汽車在道路上的穩定行駛，確保車輛在急彎陡坡道行駛過程中不會熄火，通過汽車的耦合情況設置警示指示，在車輛達到行駛標準的情況下不亮燈，一旦亮燈就需要對其進行車速控制，保障在急彎坡道上的行駛安全。

3 結束語

車輛在路面坡度較大道路不平緩的行駛過程中，因為車輛的振動程度不斷加劇，對路面的動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力學，將其使用在加固道路系統與車輛行駛穩定性中，有效提升道路與車輛的使用壽命，同時也確保車輛在急彎陡坡上的行駛安全。

[1]劉永臣,王國林,孫麗,邵長征.面向用戶的汽車道路譜重構方法[J].中國機械工程,2014,25(15):2112-2116.

[2]盧正,姚海林,胡智.基于車輛-道路結構耦合振動的不平整路面動力響應分析[J].巖土工程學報,2013,35(s1):232-238.