转鼓试验台路面模拟凸块研究

李艾静，王天利，朱志强，陈 双

1 引言

转鼓试验台采用结构简单的两转鼓形式，试验台系统主要由驱动电机、减速器、电机联轴器、转鼓辐板、路面凸块、传动轴联轴器，传动轴、试验台底座等部件构成，其三维模型，如图1所示。试验台主要用于模拟路面对整车施加激励，通过在转鼓上安装各种形式的凸块来模拟不同轮廓的路面[1]，因此路面模拟精度与凸块轮廓密切相关。国外整车道路模拟设备技术先进，但其制造价格昂贵且使用与维护费用较高，一般仅用于整车的性能试验，因此研发出一种能够用于整车试验，且能较好地复现实际路面的耐久（可靠性）试验设备具有广阔的市场前景。转鼓试验台可以配置不同轮廓凸块使之形成多种路面激励，其结构简单、造价和使用维护成本较低，而且操作简单，使用方便，既可用于整车的性能试验也可以用于整车的可靠性试验。

图1 转鼓试验台三维模型Fig.1 3D Model of Drum Test Rig

2 转鼓凸块轮廓设计

2.1 凸块轮廓设计原理

凸块轮廓的设计方法主要有图解法和解析法。图解法设计凸块廓线原理简单、直观易行，但绘图误差较大。采用解析法设计时需要进行大量的分析与计算，以及绘制凸块轮廓图形，借助MATLAB的数值计算功能和出色的数据可视化功能，可以方便可靠地实现转鼓型凸块轮廓线设计。

采用解析法设计凸块轮廓，需要根据路面的几何构造特点得到车轮的位移—时间运动规律s=f（t），进而得到位移—转鼓转角的运动规律s=f（φ）。……