曹源文++李孟洵++王荣++樊文胜++樊友伟++黄志福 ��

摘 要：为验证目前广泛应用的"振动压路机-沥青路面"系统二自由度动力学模型的可靠性，基于振动压路机的工作原理，以该模型为基础，进行数学建模求解，得到沥青混合料路面呈现线性粘弹性时振动压路机振动加速度、速度、位移的响应值表达式，以及振动压路机系统的固有频率表达式。运用MATLAB/SIMULINK仿真分析，通过分析各参数影响图形变化趋势，对比实际情况中各参数的影响，得出该理论研究与实际情况符合的结论。

关键词：振动压路机；二自由度模型；振动加速度；路面刚度

中图分类号：U415.52 文献标志码：B

Dynamics Analysis of Vibratory Roller Model with Two Degrees of Freedom Based on Simulink

CAO Yuan- wen1， LI Meng- xun1， WANG Rong1， FAN Wen- sheng2， FAN You- wei3， HUANG Zhi- fu4

（1. College of Mechanical and Automotive Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074，

China； 2. Jiangxi Expressway Group Fu Ji Project Office， Nanchang 330008， Jiangxi， China；

3. Jiangxi Transportation Consulting Company， Nanchang 330008， Jiangxi， China；

4. Anhui Provincial Transportation Holding Group Co. Ltd.， Hefei 230088， Anhui， China）

Abstract： In order to verify the reliability of the widely used dynamics model with two degrees of freedom for the 'vibratory roller and asphalt pavement' system， mathematical modeling was conducted based on the working principle of vibratory roller. Response value expression for vibratory acceleration， speed and displacement of vibratory roller when asphalt pavement presents linear viscoelasticity and expression for inherent frequency of vibratory roller were obtained. The simulation with Matlab/Simulink shows that theoretical research accords with actual situation.

Key words： vibratory roller； model with two degrees of freedom； vibration acceleration； road stiffness

0 引 言

近年来，中国的高速公路建设发展迅速，其中压实度是高速公路建设质量的一个重要指标，因此压实度检测技术至关重要[1- 2]。国内外关于压路机模型的建立方法有以下几种：一是TooTS和SeligET提出的二自由度模型，该模型计算简单，是在完全弹性振动理论的基础上提出的；二是马培新提出的三自由度振动压路机模型，该模型考虑了前后2个振动轮的振动对机架产生的不同影响；三是五自由度振动压路机模型；四是七自由度振动压路机模型[3]。针对三自由度、五自由度及七自由度的振动压路机模型已有相关数学建模与仿真分析，相比较而言，应用较多的二自由度振动压路机模型数学建模与仿真分析却较少，本文以具有普遍性的现有振动压路机二自由度模型为基础，建立沥青路面粘弹性变形阶段振动压路机振动加速度与路面刚度关系的数学表达式，然后应用MATLAB/SIMULINK进行模拟仿真，参照相关试验参数分析仿真结果，进而验证所采用的二自由度振动压路机模型的实用性。……