岑卓盛

(中北工程设计咨询有限公司,陕西 西安 710000)

0 引 言

行驶的车辆因为轮胎与路面的摩擦得到安全保障,路面的结构、形貌条件不佳是多数交通事故的直接或者间接原因。因此,路面形貌设计是路面与轮胎摩擦力产生的核心要素,而在以往的研究中,主要聚焦到自选的路面形貌下路面/轮胎的力学特征。而有限元分析法的有效应用,能够获悉橡胶动、静态接触面构成的变形形态和力分布,在此基础上计算获取橡胶摩擦系数受到不同路面凸峰尺寸的影响情况,以明确路面与凸峰间距大小对摩擦系数有怎样的影响,进而求出形貌演变在路面摩擦中的特征,以获得设计路面形貌以及相关研究的真实参数,在此基础上最大限度消除以往路面设计和施工的随意性,让路面的形貌设计和纹理施工更具科学性。

1 模型设计

1.1 橡胶路面有限元模型

路面形貌是随机设计的过程,虽然二维路面形貌相对复杂,并且参数的表述也繁杂,但都能够通过数学模式借助诸多段的圆弧逼近。可以设置多种多样的路面纹理,既可以设计横向刻槽,也可以设计纵向、正向、斜交、斜向的刻槽,见图1。

图1 路面纹理的多种方向

横向刻槽是研究的重点,可将圆弧形作为路面凸峰,利用ANSYS软件以及本身的APDL参数化,进行语言设计并二次开发,以此求取最好路面刻槽参数。在设计横向刻槽的单凸峰接触力学模型的过程中,可利用半径为R的圆弧线表示路面凸峰形状,利用20 mm×200 mm的橡胶块作为橡胶材料,设置1 000的橡胶网格数。……