轮胎-沥青路面摩擦测试及抗滑模型研究综述

基于近年国内外沥青路面的抗滑研究现状,对摩擦测试方法与抗滑理论模型所存在的问题进行了分析。首先,从定点及连续测试两方面对比了路面摩擦测试装置,发现不同设备所测数据之间的相关性研究并不充分;接下来,总结了路表纹理特性,相应检测方法及纹理参数的应用;随后,从路面材料角度讨论了集料、沥青及沥青混合料性质与路面摩擦性能的关系;在此基础上,评价了温度、污染物及水等环境对路面抗滑能力的影响;最后,从轮胎、橡胶材料摩擦作用、轮胎-路面摩擦3个方面总结了轮胎-路面摩擦模型的研究进展。发现集料的类型与质量、沥青混合料配合比设计是导致沥青路面路表纹理复杂多样的重要因素。而在温度、水的耦合作用下,轮胎与具有路表纹理的路面之间的摩擦行为将更加复杂,现有模型在表征胎路摩擦机理上仍有欠缺。针对以上问题,建议对各摩擦测试方法归一化,并对纹理参数与摩擦系数的显著性分析进行量化,提高各数据的利用效率;同时结合计算机虚拟仿真技术,分析多因素综合作用下的胎路摩擦行为,进一步深入路面抗滑机理和抗滑模型的研究。

隧道洞门抗滑模型试验及可靠度分析

通过对隧道洞门进行大量的抗滑模型试验 ,得到了洞门基底的摩擦系数的样本值 ,并采用数理统计方法求出了基底的摩擦系数的均值、方差、变异系数及其概率分布类型 .在此基础上 ,提出了洞门抗滑可靠度的计算方法 。

1880 mm热轧前滑模型系数优化研究

带钢的前滑值是热连轧过程中一个重要参数,对穿带过程的稳定性起着至关重要的作用。利用后计算轧制辊速比与实际轧制辊速比的偏差,分析1 880 mm热轧前滑模型预报的准确性,这种分析方法具有可行性和有效性;结合后计算与实际辊速比的偏差,适当调整了各机架的前滑系数,提高了穿带稳定性。

冷连轧过程控制中轧制力和前滑模型的综合自适应

为了提高冷连轧过程控制系统中轧制力模型的设定精度,提出了一种轧制力和前滑模型的综合自适应算法.通过建立综合自适应目标函数,以变形抗力和摩擦系数模型中的自适应系数作为寻优参数,并采用Rosenbrock算法求解目标函数,可以同时得到满足轧制力模型和前滑模型计算精度的自适应系数.该模型自适应算法可成功应用于某1 450 mm冷连轧机组.结果表明,采用该模型的综合自适应算法后,轧制力设定精度显著提高,且满足在线控制要求.

角钢连轧前滑模型的在线识别

在正常连轧生产条件下,同时在线采集轧辊与轧件速度并采用电流—力矩法估计机架问张力值,可以在线地识别前滑模型。通过引入自适应校正方法,可以进一步提高辊速的设定精度。

角钢连轧前滑模型的在线识别

要保持型、线材连轧过程的稳定性及提高产品精度,必须精确地设定辊速n_(Ri)与辊缝s_(Oi),并实现微张力控制。过程模型化是实现过程控制必不可缺的基础工作。本文采用在线识别方法,建立了角钢连轧前滑的统计模型。

H型材万能轧机上轧制前滑模型的研究

本文论述了新的前滑测试方法,在万能轧机上用光电传感器测定H型材的前滑,可显著减小实验误差。在推导H型材腰部前滑公式时引入边部影响系数(S),对导出的腿部前滑公式用实验数据加以修正。从而给出了结构简单、合理实用的数学模型。

基于胎-面间接触力学特性的沥青路面抗滑模型研究

为了进一步表征沥青路面抗滑性能,通过对轮胎与路面间接触力学特性的分析,构建了沥青路面抗滑模型;以AC-13、GAC-13和UTAC-10的沥青混合料作为研究对象,采用激光纹理测量仪获取路面纹理三维信息,并开展压力胶片等相关试验获取模型中各参数值;通过模型结果与摆值的相关性分析验证模型的有效性,并探索模型中黏附摩擦作用和咬合作用对路面抗滑作用的贡献情况。结果显示:模型结果与摆值的相关性达0.9881,表明此模型能很好地表征沥青路面抗滑性能。各路面的黏附摩擦作用系数在0.3~0.4范围内均大于咬合作用系数(0.1~0.25范围内),表明道路运营初期时路面抗滑作用主要来源于黏附摩擦作用。此外,咬合作用系数高意味着在抗滑性能衰减中后期或者存在水等不利条件下路面具有更好的抗滑潜能。

基于GBDT的沥青路面抗滑性能感知模型研究

为了克服接触式路面抗滑性能测试方法适用范围局限、稳定性与可重复性较差的缺陷,文章通过非接触式三维激光扫描技术建立沥青路面抗滑性能梯度提升决策树(GBDT)感知模型。研究选取巴通万高速公路上的12个测试站点,收集了216组原始数据,对路面三维纹理数据进行面积分层,并提取宏微观纹理指标。然后将不同面积占比下的宏微观纹理特征指标、测试温度及摩擦系数BPN分别代入模型中,并与决策树、随机森林、线性回归三个模型进行对比分析。研究表明,以40%为最佳切割面,GBDT路面抗滑性能感知模型准确度更高、稳定性更好,测试集R2达到0.8732,能够准确有效地评估沥青路面抗滑性能。GBDT感知模型参数重要性分析结果显示:温度对沥青路面抗滑性能具有显著性影响,针对不同的评价指标,其宏微观纹理特性对路面抗滑性能的影响差异性较大。研究验证通过非接触式路面纹理测试替代现有的接触式路面摩擦测试的可能性,所建立的指标体系和模型以期推动路面抗滑性能测试技术的进步。

超薄磨耗层抗滑性能的衰变规律及其影响因素

为了精确评价沥青超薄磨耗层开放交通后抗滑性能衰变过程、机理及影响因素,首先利用弧形模具及其配套的轮碾机来制备弧形超薄磨耗层试件;然后通过驱动轮式加速加载系统对4种级配类型和3个沥青胶结料等级的沥青超薄磨耗层试件进行加速加载试验;最后借助激光纹理扫描仪对一定轮载次数作用后的试件分别进行扫描。结合试验数据分别建立了基于S型函数的沥青超薄磨耗层宏观和微观构造深度衰变模型,以及基于灰色关联分析方法来分析各空隙率和沥青胶结料对抗滑性能的独立和耦合作用。试验研究结果显示:采用驱动轮式加速加载系统结合S型函数模型可以定量地评价和预测沥青超薄磨耗层性能的演变过程;空隙率影响超薄磨耗层宏观和微观构造深度的前期衰减速率,空隙率越大,则超薄磨耗层的宏观和微观构造深度的前期衰减速率越大;宏观构造深度的中后期衰减速率受沥青胶结料等级影响更大,沥青胶结料性能等级越高,则宏观构造深度的中后期衰减速率越慢;空隙率和沥青胶结料等级对超薄磨耗层微观构造深度中后期衰减速率的影响相当。因此,在进行超薄磨耗层抗滑性能设计时,选择大空隙率的开级配超薄磨耗层混合料级配对路面抗滑耐久性是有益的,而沥青胶结料的性能等级则可以根据交通量的大小合理选择。

基于表面构造的水泥混凝土道面抗滑模型

利用T10型测试车测试了某机场水泥混凝土跑道不同区段摩擦因数,利用照相法和特征描述法对道面不同尺度的构造进行了特征分析,基于测试结果,探讨了道面构造对其摩擦因数的影响规律,提出了基于构造特征参数的道面抗滑能力表达模型。根据对道面宏观、粗观和细观构造特征参数的相关分析,构建了基于构造特征的道面抗滑摩擦因数模型。研究结果表明:构造特征相近的道面,其构造深度为0.6～0.7cm时,摩擦因数为0.40～0.42;构造特征差异较大时,构造深度分别为0.70、0.78cm的区域,摩擦因数分别为0.43、0.75,构造特征对摩擦因数的影响不可忽视;基于道面构造特征的参数化分析,采用道面抗滑摩擦因数模型可定量分析旧道面抗滑性能。

基于粘-滑摩擦力模型的微型压电驱动器动力学分析

提出了一种新型的靠摩擦力驱动的微型压电驱动器,采用粘-滑摩擦力模型对其进行了动力学分析.通过对比仿真结果和实验结果,得出了不同驱动信号下的驱动器动力学特性;改变驱动信号的频率和幅值,能够控制驱动器的运动方向和速度.仿真结果与试验结果吻合较好,证明该摩擦力模型能够对驱动器进行较为精确的理论分析.

液化流滑变形模型及初步实验

简要分析了地震液化流滑的灾害问题,初步研究了液化不同阶段引起流滑的机制,建立了流滑变形模型,进行了三轴实验和振动台系列实验研究,着重研究了引起液化流滑的微观机制,以及如何通过孔压变化来判定和识别流滑事件。研究发现,影响液化流滑的因素主要有土壤的种类、颗粒级配和土壤赋存条件、均匀程度以及边界条件等,研究结果有助于进一步加深对液化大变形的认识。

山区道路车辆安全行驶的侧滑安全度模型建立

车辆行驶在山区道路上,由于坡弯路段特别是坡弯结合路段较多,容易引起车辆发横向运动,导致车辆侧滑。使人们的财产和生命安全受到威胁。本文建立了基于车路耦合的动力学模型。推导出坡弯结合路段的侧滑模型,包括载荷模型和安全速度模型。通过对安全速度模型的分析,更准确的了解车辆的安全状况。从而可有效地减少侧滑现象的发生。提高汽车在坡弯路段上行驶的安全性。

基于滑速比模型的气液两相流截面含气率计算方法评价

准确计算气液两相流截面含气率是正确预测两相流压降、合理制订生产方案的关键。滑速比模型在截面含气率的计算中应用最为广泛。为此,对基于滑速比模型的常用计算方法进行系统评价,收集了公开发表的295组截面含气率数据,建立了真实可靠的实验数据集,提出了综合评价体系,引入了灰色关联分析法,对不同方法的计算精度、预测性能、灰色关联度和适用范围进行了全面分析。结果表明,对于垂直上升管气液两相流,在截面含气率全范围内,Smith方法最为推荐,其预测准确性最好,灰色关联度排序第一;各计算方法的最佳适用范围为0.7~1.0;在截面含气率为0.7~1.0,L-M方法的计算精度及预测性能最好。该成果为气液两相流截面含气率计算方法的选择提供了理论依据。

基于TruckSim仿真下弯道货车侧滑速度模型研究

对于现今弯道路段速度控制精确性不足,在TruckSim软件中全面考虑了某三轴货车的悬架动刚度特性、车身侧倾角度、轮胎非线性特性,建立了整车动力学、道路场景、驾驶策略及横向载荷转移率(PLTR)模型。通过不同弯道半径、重心高度和车速的交互式仿真实验,将仿真实验数据经三维曲面函数拟合,获得了不同附着系数下车辆转弯安全车速的侧滑数学模型,为弯道车速控制途径的产生提供了参考。研究结果表明:安全速度与重心高度、弯道半径呈现不同程度的相关性;归纳比较侧滑模型与弯道安全速度模型,可知弯道安全车速值偏于安全,并处在通用模型的安全理论值之间;考虑了纵坡对安全车速值的影响,发现在较大半径圆曲线上行驶偏于安全;建立弯道半径为300 m,重心高度为1.8 m的仿真工况,基于PLTR交互模型得出的安全车速值与该模型得到的安全车速值进行对比,计算误差从通用模型的18.4%降低到0.3%。

基于胎-梁耦合的湿滑跨座式单轨梁面抗滑性能研究

为了确保跨座式单轨车辆在不同工况下的行车安全,针对跨座式单轨车辆在雨天、冰雪、潮湿环境下的运行状态进行研究。基于流-固耦合算法(CEL)和有限元方法构建耦合关联的轮胎-梁面模型,在此基础上研究不同积水深度、不同行车速度条件下,轮轨垂向力和轮轨应力等参数的变化情况,解析水膜厚度与轮轨垂向力以及轮胎应力之间的关系。研究结果表明:接触参数数值变化受到梁面抗滑性能影响,这是引发行车安全问题的主要诱因。车辆轮胎接触垂向力随着梁面积水厚度的增加快速降低,从而引起车轮漂移、瞬间打滑现象。研究成果可为跨座式单轨制定行车安全的保障措施提供理论依据。

基于模糊滑窗隐马尔可夫模型的入侵检测研究

针对传统基于隐马尔可夫模型(HMM)入侵检测中普遍存在误报与漏报过高的问题,提出了一种基于模糊窗口隐马尔可夫模型(FWHMM)的入侵检测新方法。该方法通过运用状态转移依赖滑窗的设置提高了系统的检测精度,通过将状态的随机转移转变为模糊随机转移,提高了系统的鲁棒性和自适应性。实验结果表明,使用本文方法的检测效果要明显优于基于经典HMM的方法。

基于模型分析法多指标评价沥青路面的抗滑性能

针对目前沥青路面抗滑指标单一,难以真实评价路面抗滑特性的问题,基于国内外路面抗滑模型分析,对不同行车环境下路面的抗滑行为及其影响因素进行研究,提出采用多指标评价沥青路面抗滑性能的方法。结果表明,采用抗滑模型能够较好模拟路面的抗滑行为,综合考虑路面因素和行车因素影响,能够全面反映沥青路面的抗滑特性,采用多指标方法评价路面抗滑性能的方法是可行的。

基于轮胎滑水模型的轮胎-沥青路面附着特性影响因素分析

为研究轮胎与沥青路面之间的附着特性,基于耦合欧拉-拉格朗日法(CEL法)建立充气花纹轮胎滑水有限元模型,验证了滑水模型适用性,计算出AC,SMA及OGFC三种沥青路面附着系数曲线.基于轮胎-路面附着特性理论,分析了制动防抱死系统(ABS)状态和潮湿条件下轮胎-路面附着特性影响因素.研究发现:胎路附着特性与轮胎运动状态有关,随滑移率增大轮胎受到的纵向附着系数先上升后下降,滑移率为15%左右时附着系数达到最大;在水膜厚度较小、轮胎压力较高时增大表面宏观纹理可提高路面抗滑性;平均断面深度(MPD)一定时,干燥路面较潮湿状态体现出更高的附着性能;相同水膜厚度时,附着系数随车速增加而不断减小,OGFC路面比AC路面和SMA路面具有更好的抗滑性能.