履带车辆试验路面统计特性的仿真

薛劲橹，王红岩，迟宝山

(装甲兵工程学院机械工程系，北京 100072)

前言

履带车辆道路试验的路面包括两类:一类是符合国家公路等级标准的铺装路、碎石路、砂石路等;另一类是有确定外形的起伏路、垂直障碍、壕沟等［1］。车辆动力学性能分析、疲劳寿命预测和结构优化等研究所需要的各种载荷，都是在各种路面激励作用下产生的。尽可能准确地模拟上述两种实际路面是履带车辆虚拟试验的关键。

虚拟试验中，一般按照标准等级公路统计特性模拟随机路面，现有的随机路面主要考虑纵向(x方向)不平度的二维随机路面，忽略实际路面各单道差异，这样的路面条件必然给虚拟试验带来误差，因此本文中对三维随机路面进行了建模;对于有确定外形的路面，可通过建立路面模型的外形坐标值得到不同形状的路面。

1 典型随机路面模型与验证

路面不平度曲线一般由以下两种方法得到:一是试验测试;二是用路面不平度功率谱密度逆推路面不平度，该方法多用于虚拟试验环境中。本文中采用谐波叠加法逆推路面不平度。

1.1 基于谐波叠加法的三维随机路面建模

文献［2］中单道位移功率谱密度的标准拟合表达式［1］为

式中:f为空间频率，f0为空间参考频率，f0=0.1m－1;W为分级路面谱的频率指数，W=2;Gd(f0)为路面不平度系数。不同的路面等级对应的Gd(f0)值如表1所示。

表1 路面不平度分级标准

谐波叠加法的主要思想是:根据实际统计特性，路面不平度为平稳高斯过程［3］，因……