道路冲刷机构动力学分析、动应力分析及仿真

（武汉工程大学 机电工程学院，武汉 430205）

0 引言

随着我国经济的发展对道路要求越来越高，而路面基层中的半刚性材料抗冲刷性能的不足是道路损坏的重要因素之一，因此研制一台能够良好的模拟路面基层实际工况的设备来检测半刚性材料的抗冲刷性能显得尤为重要。

国外在路面基层冲刷作用这方面作了较多的研究工作。美国的蒂阿（Tia，1986），邓普西叩（Dempsey，1982），冯威吉克（Van Wijk，1985，1989），亨森（Hansen，1991）等人采用观察和现场试验方法[1]，对道路脱空区滞留水的压力和流速进行研究。法国道路部门利用旋转刷盒振动台试验装置开展道路冲刷试验[2]等等。我国的沙爱民、郝培文就半刚性基层材料抗冲刷性能探究了一些实验方法[3,4]，胡立群[4]、关增智[5]、朱唐亮[6]等人就半刚性基层材料抗冲刷性能也纷纷做出了自己的贡献，另外沙爱民教授开发了用于道路基层材料的抗冲刷性能试验机，对国外的冲刷设备有了较好的改进，但是压头直接作用在试件表面,与实际中荷载是作用面层表面和细集料被挤出或者被吸出的情况不符，而且实验平台较大，推广不易，因此设计研制了一台与实际工况较为符合且实验平台较小的设备用以检测半刚性材料的抗冲刷性能。

结合机械设计软件SOLIDWORKS的帮助，新型道路冲刷模拟实验设备主体如图1所示。

图1 新型道路冲刷机构主体三维模型

1 理论分析

1.1 驱动力矩分析

道路冲刷机构的动力学分析主要研究冲刷机构在动载荷作用下的驱动力矩的变化情况。……