轮胎-道路接触力动态加载装置的设计

杨丰丰，赵显新，周兴林，李 俊

1 引言

轮胎-道路接触面的应力是由轮胎对路面的加载力产生的，测量三轴应力分布的前提是要有加载力，为了使测量的三轴应力分布较为准确，必须使加载力符合车辆在正常行驶时的载荷范围。因为轮胎对道路的加载力不仅会影响车辆的行驶安全性、动力性和经济性，而且还会影响道路的使用寿命，比如加载力过大会使路面开裂、形成车辙和层间推移等一系列破坏现象，大量研究表明，道路损坏的本质原因是轮胎-路面接触压力超过道路的额定载荷[1-2]，所以车辆通过轮胎施加到路面上的载荷是造成道路寿命缩短的主要因素。因此有必要做轮胎对路面的加载研究。

在研究轮胎对路面的加载时，最普通的一种研究方法就是道路试验，这种方法虽然能较准确地反映某一时刻轮胎对面路的加载，但是由于在进行道路实验时载荷具有随机性，不能对路面进行连续加载，而且试验成本高。为了克服以上缺点，有必要设计一套成本低、结构简单、操作方便、能进行连续加载的实验装置。本课题组研究轮胎与路面接触面的三轴应力分布是基于轮胎对路面三轴力加载系统下进行研究的，因此加载装置是进行轮胎-道路接触面三轴应力分布测试的一套重要试验工具。

在加载装置的研究方面，文献[3]针对轮胎变形产生的力变化范围大、控制精度要求较高等问题，研究了低速轮胎试验机垂直力加载系统；……