越野车底盘结构设计浅析
越野车底盘及悬架结构设计浅析
交运072班王鸣宇 200710601208
【摘要】越野车，作为一种专为行驶在特殊复杂路况设计的特种车辆，其车身要在
底盘的设计结构上不同与普通的公路型汽车。越野车性能的优劣更多取决于车身底盘
的通过能力，爬坡角度，驶入离去角度，最大扭矩等。本文将以奔驰乌尼莫克（Uuimog）
为引例，简单阐述越野车发展历程；当代各品牌优秀越野车底盘的结构设计和主流应
用技术；以及部分国内越野赛事赛车的底盘悬架技术特征。
【关键词】越野车，底盘悬架，乌尼莫克
the Brief Analysis of Construction Design on
Off-road Vehicle Chassis
Class：Transportaion072 Wang Mingyu 200710601208 【Abstract】Off-road Vehicle, as a special communication media working on rough and complicated road-situation, it’s quate different with general vehicle on chassis construction.The performance of a off-road vehicle is mainly based on chassis through-capacity, max climbing angle，into-leaving angle, max torque and so on.With citing Benz Unimog intriduction,this article briefly state about the development history of off-road vehicle; contemporary excellent chassis designs and tech-applications around world’s brands, and the technology characteristics within inland racing vehicle suspension.
【key words】off-road vehicle, suspension & chassis, Unimog
从世界顶级越野车“德国奔驰Unimog”谈谈真正的越野
Unimog这个名字来源于德语“Universal Motor Geraumlt”,意思是“泛用自走机具”。初期乌尼莫克的设计是一台小型万用卡车,整车的体积不大,但有千变万化的用途,可以代替拖拉机在农地使用也可以在马路上使用,可以牵引比自己重10倍货物大平板车,这时的乌尼莫克看起来更像一辆拖拉机。
图1 穿行于各种复杂路况的Unimog
梅赛德斯·奔驰的汽车发展具有106年历史的传统。奔驰开发越野车的历史最早可以追溯到上世纪20年代中期，此后诞生了全世界闻名的乌尼莫克。
乌尼莫克在设计上强过任何一辆军车或拖拉机，分动箱前后有多个机具功力取力口（PTO）输出位，以方便配合农用机械和绞盘的使用。由于采用了portal gear的技术，使得轮轴和传动轴的位置要高于轮胎中心，因此乌尼莫克拥有比一般高机动多用途轮式车（HMMWV）更高的离地距离。乌尼莫克还使用了柔性车架，车轮在垂直方向上有较大的活动空间，这样当车辆在异常崎岖的地形甚至是一米高的石头上行驶时仍能保持较为舒适的驾驶状态。带有顶蓬的驾驶室，包皮的座位，龙门式车轴带有弹簧和减震装置，前后轮驱动并附有前后百分之百起作用的差速器锁，前轮有刹车装置，车前、二车轴间，车的两侧及车后部都有安装各种附加器械的可能性，同时带有相应的传动装置，比如在各个部位都装有传动轴，同时车厢板能承受一吨的负荷能力。
图2 车身悬架尺寸
无论在冰天雪地的安塔克蒂斯还是在潮湿炎热的热带地区，无论穿越撒哈拉沙漠，或在热带、亚热带地区考察，无论在露天采矿还是在中国塔克拉玛干沙漠钻探石油、天然气，乌尼莫克作为在惊险情况或安装条件极其苛求情况下的忠实伙伴已赢得了很好的声誉。乌尼莫克作为联邦军队的同龄人，它是这支军队美好记忆的忠实记录，在农业和林业乌尼莫克带来了经济型联合收割机，省时，惜土的工作程序。
图3 极为出色的底盘架构，在极端的路况下车身依然保持水平
图4 乌尼莫克使用的门式桥结构图
乌尼莫克采用门式桥结构，车轴的位置高于轮胎的中心点，这样地盘就能有足够的离地间隙。另外它还采用柔性车架，车架可以大幅度的扭曲，轮胎也能大范围的单独活动，所以它能轻松爬上1米多高的鹅卵石。车架和车身之间只有三个连接点，在崎岖的路面上能尽量保持车身的平衡。
图5 应用于不同领域的UNIMOG车系
乌尼莫克强大的合作伙伴-各种附加设备生产厂家一直致力于开发最佳的新产品来适合各种不同的市场情况，用于维护保养城市地区的基本设施，从而达到省钱的目的。
半个多世纪过去了，随着时代与汽车技术的发展，乌尼莫克车型系列成为奔驰系列汽车的一颗巨星广泛应用商用与军用领域，目前已有近40万辆乌尼莫克销往世界各地,遍布160多个国家。
越野车发展历程
关于第一辆越野车产直哪个国家,哪家公司，现在已经很难作出明确结论。因为这很复杂，一个成功的车型往往是综合许多车型的优点，是一个逐步成熟的过程。德国的奔驰公司称该公司早在1926年就推出一种可以驶离公路的G1型越野车,并称这一
天是奔驰公司永载史册的一天。尽管1926年的G1型越野车,我们已经难以找到图片资料，一睹风采，但奔驰公司1933年推出的G4型越野车我们却找到了一张珍贵的照片。的确，G4造型之精美，制作之考宽究,令人赞叹。但其不足之处也是明显的。
真正成功的戟野车诞生于美国，是战争催生的。1940年11月11日，威利斯公司向美国军方送来了两辆叫做“QUAD”（夸德）的样车。这两辆样车都具有可选择四轮或两轮驱动的功能。在这之前，美国的班特公司已向军方递交了一辆名叫：步利兹帕奇”的样车但，就综合各项指标来看，“夸德”的确是出类拔萃的.由此威利斯公司的“夸德”车型就成了美国越野车的国家标准。所以,如果非要找出“越野车”的源流或鼻祖不可的话，那么我们认为美国威昨斯公司的“夸德”当之无愧，因为，“夸德”确立的越野车的基本特点仍然是今天越野车的基本特点仍然是今天越野车的精髓。
在二战期间，威利斯和福特公司共生产了60万辆越野吉普车。美国二战中的将军乔治对吉普在战场上的表现评价道：“吉普是二战中的功不可没的功臣。”的确，在第二次世界大战中，吉普扮演了诸多角色：担架，运货，火枪架，侦察车，枪支弹药运输车，出租车等等。
至此，吉普的名字名扬四海。必须承认的是二战不仅是最艰苦卓绝的实践检验了吉普的令人信服的性能，而且赋予了吉普巨大的文化内涵。同时也在世界范围内播下了“越野车崇拜”的文化火种。尽管二战结束后，越野车开始分成两种发展趋势：一种是继续为军用，另一种则发展为民用。但无论是军用还是民用，越野车的本质特色并没有因战争结束而丢弃，那就是越野车的通过能力和征服险恶环境的能力。
当今，越野车的概念随着人们更多的用车目的，在发生潜移默化的改变。不同国家，不同汽车企业对越野车的设计制造理念也不尽相同。代表当代民用越野领域最高作品，当属梅赛德斯奔驰G级。本文将分别从几个方面介绍这款历久弥新的经典越野车系的地盘设计结构。在某种程度上讲，这款经典的越野车身上，留有UNIMOG的设计血液，多少年来成为无数越野爱好者心中最大的梦想。
图6 奔驰G级无愧于当今最刚猛的越野车
奔驰G500车身及底盘结构
图7 车身结构图
G500方方正正的外形设计其实从最开始就是从实用的角度出发，一切都是照顾到了野外驾驶的需求，特别是前脸和尾部都非常的简练，没有任何多余的设计，其接近角为34°，离去角为29°，通过角23°，绝对保证通过性。
图8 奔驰G级的梯形大梁底盘结构
G500在位于前桥后面的位置设计了一根防倾杆，正常来说它的作用就是在正常道路行驶通过弯道时限制车身过分的侧倾，尽量保持两个前轮在同一个水平高度上，以此来提高车辆的操控性，这在普通车型上是很常见的装备。
在一些极端的越野环境下，经常会有像一侧车轮压过一块大石头或者土堆这样的情况，
因此两侧车轮就会出现很大的高度落差，而这时候防倾杆所起到的就不是正面的作用了，它就会限制越野性能的发挥。所以奔驰的设计师并没有把这根防倾杆焊死在大梁上，而是设计了几个固定螺栓，当你可能需要极端越野状态时，可以手动拆掉防倾杆，这时候整体的前桥就可以最大限度的倾斜了。
图9 可以手动拆卸的防倾杆
下图为G500的分动箱，可别小看这个小小的盒子，它可是四驱结构中的核心部分，这里我们不单指是G500，包括所有具有分动箱的车型都是如此。车辆前轴与后轴的动力传输，高速、低速四驱的转换等等都是通过它来完成的，而它也决定了车辆的四驱形式，那么下面我们就来仔细分析一下G500的四驱系统到底是个什么样子。
G级四驱系统解析
如果要了解一款越野车的性能，那么首先就要了解它的四驱结构，通过下面这张结构图我们就能很清楚的看到G500拥有的是一套怎样的四驱系统，那么它的这套系统是如何组成的？下面我们继续给大家详细的分析一下。
简单来说G500的四驱系统是基于一套4MA TIC系统，具有前、中、后三个开放式差速器，带有4ETS电子辅助制动，而在此基础之上还加入了三把机械式差速锁。所以这里我们明确一点就是G500是一款全时四驱车型，四个车轮都有驱动力，其核心就是带有开放式差速器的中央分动箱。对于分动箱的结构我们并不陌生，一般带有分动箱的越野车是发动机将动力直接传递给后轴，而只有在接通四驱模式之后动力才通过分动箱传递到前轴，这就是我们所说的分时四驱模式。
图12 分动箱示意图
图13 分动箱还可以切换低速高扭矩四驱模式
高速、低速四驱的转换就是通过输入轴与中间轴之间不同的齿轮切换来实现的，如图所示当动力沿红线传递时就是普通的高速四驱模式，而动力沿黄线传递时就是低速四驱模式，传动比为2.15：1，也就是发动机动力放大了2.15倍，如此强大的动力足以克服艰苦的越野环境。切换高速、低速四驱模式时，需要将车挺稳，并且挡位挂入空挡（N），然后按下按键，当屏幕显示L或者H时说明低速或者高速四驱模式已经完成切换。
G级差速锁操作方法
奔驰G级的强大之处就是它在4MA TIC系统的基础之上又加入了前、中、后三把机械式差速锁，而目前拥有三把机械差速锁的全时四驱车型只有奔驰G了。三把差速锁都是手动锁止，位于中控台顶部的三个非常显眼的按键，中间是中央差速锁按键、左边是前桥差速锁，右边是后桥差速锁。
机械式差速锁由于自身的特点，在操作时需要一点小小的技巧，就是按下按钮后下面黄灯亮起，但此时差速锁还没锁定，少许将车移动一段距离，让差速锁齿轮入位之后才能锁定差速锁，而锁定之后按钮上面的红灯会亮起。这里你可以分别单独开启差速锁，同时也可以按顺序把三个按钮全都按下，这时三把差速锁都进入准备状态，你只要移动车辆，三把锁会按顺序逐一开启。
差速锁可以说在某种程度上，决定了一辆越野车的越野性能。当然了，除了过硬的底盘功底，一系列复杂的四驱技术之外，一台强筋的心脏更是少不了的。相对于普通公路车，越野的动力系统更多的注重大扭矩的输出。奔驰G级无论在底盘，动力系统，乃至车身的豪华舒适程度上，都代表了当今民用越野车的最高水平。
越野赛专用赛车的双叉臂悬架结构
以上是民用越野车的技术，即便融合诸多技术，但和职业越野赛车相比，其技术应用和车体架构完全不是同一个层面的。今年，我有幸在制作KMUST车队赛车的同时，到云南雄风既云南红云红河越野赛车车队的技术车间，走访参观了真正的职业越野拉力赛赛车。
图16 江耀桓在驾驶红云红河车队赛车，比赛中势不可挡
双叉臂悬挂是由两根长短不等的A字臂和
充当支柱的减震器所组成的。上下两根A字臂
分别通过球铰与车轮上的转向节上下节臂相
连，而串连的减震器和螺旋弹簧则充当了支柱
和转向主销的角色，它的上端与副车架相连，
下端则和下摆臂相连。上下A臂负责吸收转向
时的横向力，而支柱减震器只负责支撑车身重
量和控制车轮上下跳动。而一般来说，双叉臂
悬挂的上下A字臂的长度是不相等的（上短下
长），这样就让车轮在上下运动时能自动改变外
倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损。
左图18 双叉臂基本结构
图18 前悬架采用双叉臂结构，并未采用空气悬架
双叉臂结构是赛车最常用的悬架形式。从结构学上讲,双叉臂悬挂可以说是最坚固的独立悬架。三角形是最稳固几何形状，双叉臂悬挂的上下两根A字臂拥有类似三角形的稳定结构，不仅拥有足够的抗扭强度，而且上下两根A臂对横向力都具有很好的导向作用，因此当双叉臂悬挂使用在性能跑车上时，它可以很好的抑制车辆在过弯时的侧倾，同时，如果使用在SUV上时，它也能够应付极限越野的路况下所带来的巨大冲击。
图19 途锐的前后双叉臂结构具有足够的强度和刚度，以应付极限的越野行驶
磁控液压避震器的阻尼计算
可控阻尼的悬架系统是当前越野车，甚至普通公路轿车的一种主流配置。通过电磁来控制悬架避震器的阻尼，来调节悬架的软硬。以便更合理的调整悬架来适应不同的路况或行
驶模式。
在磁力作用下，磁流变为非牛顿流体考虑到剪切希化的作用，采用H-B流体模型来描述公式中的屈服应力，塑性粘度指数K，流动特性m等值。
此节方程，给定结构参数和磁流控制的流变性参数，利用madtab工具即可求解，算出阻尼系数。根据减震的结构要求，磁流变液的特征，动态磁路设计原理，便可以设计出完整的电磁控制避震器。
结束语
通过从几个方面和部分汽车的技术，来阐述越野车底盘悬架设计的技术水平。由于文章篇幅有限，不可能将越野底盘技术及设计理念完全涵盖。甚至只是很小很肤浅的一部分技
术知识。与此同时，本文通过通俗的文字和更多更具体形象的图标来介绍当今主流越野汽车的地盘技术。
越野车作为汽车发展的一个特殊分支。其在底盘与悬架技术上，始终领跑汽车技术的发展。从军用到民用，从专业到业余，从越野到公路。越来越多的越野车技术应用到轿车底盘上，为了谋求更高的舒适性和操控性。同时，新的可以的商业化也推动着汽车在这一领域技术的不断革新。今天，作为半越野用途车型的SUV已经受到非常非常多用户的喜爱。其宽广的视野，舒适的空间和底盘，或多或少的越野性能。汽车早已不只是一种交通代步工具，在越野技术日益丰满的同时，他承载者人们对生活品质越来越高的诉求。
参考文献
1 WERELEY N M,LI Pang,No Dimensional Analysis of Semi-active Electrorheologial and Mangnetorheological
Dampers Using Approximate Parallel Plate Models{J}.Smart Materials and Structures,1998,7 (5):732-743
2 JOLLY M R,BENDER J W,CARLSON J D Properties and Apllications of Cimmercial Magnetotheological
Fluid {J}.SPIE , 1998 , 3327:262
3 刘涛.《汽车设计》.北京大学出版社;
4 梁巍.《史上最强悍的越野车，奔驰G500》汽车之家网站
https://www.360docs.net/doc/e29546496.html,/drive/201012/133397-8.html
5 MSN汽车论坛/F1专栏：https://www.360docs.net/doc/e29546496.html,/bbs/forum-170-1.html
城市道路混凝土路面结构设计
城市道路混凝土路面结构设计 一、水泥路面的特性 混凝土路面以其强度高、刚性大和耐久性好，能适应重载、高速而密集的汽车运输要求，已在城市道路中广泛采用。 1、强度高、刚性大和耐久性好：混凝土路面具有较高的抗压、抗弯拉和抗磨耗的力学强度，具有较高的承载能力和扩荷载能力，耐久性好，一般可使用20～30年以上，沥青路面一般在10～15年，是沥青路面使用年限的2倍。 2、稳定性好：环境温度和湿度对混凝土路面的力学强度影响甚小，因而热稳定性、水稳定性和时间稳定性都比较好。抗油类侵蚀能力强，抗洪能力比沥青路面强。 3、平整度和粗糙度好：表面起伏变形少，路面在潮湿时候仍能保持足够的粗糙度，使车辆不打滑而能保持较高的安全行车速度。 4、养护费用少，维修成本低：水泥路面的建造费用比沥青路面节省一倍。按每立方米混合料测算，沥青混合料需要1000元～1400元，而水泥路面仅需要330元～580元。维护方面：沥青路面局部修复养护费用比新建费用大致高4倍～5倍，而水泥路面局部修复的养护费用是建造费用的2倍～3倍。 5、运输成本低：以V=60km/h行车速度计算，水泥路面的油耗比沥青路面节省8%；随着速度的加大，在V=80km/h行车速度时，水泥路面的油耗比沥青路面可节省10.5%。在当前高油价、高污染的时代，
达到低碳节能的目标。 综上所述，由于我国资源和能源的紧缺，加快水泥混凝土路面技术进步是我国道路建设的客观需求，也是促进我国能源大发展的重要战略措施。 二、混凝土路面的设计概况 混凝土板厚一般采用等厚度形式，根据交通量大小及轴载大小确定路面厚度，板厚最小18cm。板宽一般按每车道，耽不大于4.5m；板长一般采用4～5m，最长不超过6m。胀缝间距一般直线段为200m设一道，在交叉口与直线联接处设胀缝。 三、水泥混凝土路面板尺寸的确定 水泥混凝土路面板尺寸包括板的厚度及平面尺寸。采用弹性半无限地基板理论和有限元法计算板内应力，以荷载应力和温度应力产生的综合疲劳损坏（断裂）为设计控制标准。以BZZ-100KN的单轴荷载作为标准轴载，按等效原则将各级轴载换算为标准轴载。 1、混凝土面层厚度的确定 (1)使用年限内标准轴载在车道内的累计重复作用次数。在使用年限内，标准轴载在车道内的累计重复作用次数Ne，可通过对现有道路的轴载情况调查和交通增长分析后，按下式计算：Ns=365N0[(1十)-T]．／式中：N0一设计初期车道上日标准轴载作用次数； 平均年交通量增长率(％)； T一路面的使用年限； 一车轮轮迹横向分布系数。对双向双车道混合行驶者取0．30～
路面结构组合设计
路面结构组合设计 1.1设计说明 1.1.1工程概况 （1）工程所在地：湖南省境内 （2）公路自然区划：区，由地下水位资料可知该路基为潮湿状态； （3）公路等级：一级公路（双向四车道、设中央分隔带）； （4）路线总长度：1223.061m。 1.1.2设计内容 沥青混凝土路面 （1）拟定路面结构组合方案，进行方案比较。 （2）进行轴载换算（手算和程序计算），确定路面设计弯沉值。 （3）确定路基路面结构层设计参数。 （4）各结构层材料组成设计。 1.1.3设计成果 （1）设计说明书； （2）沥青路面结构设计图。 1.2 主要技术经济指标 1.2.1交通组成 经调查预测，本路竣工后第一年双向平均日交通量下表（辆/d）
预测交通组成表表2 备注：依据规范，轴重小于25KN的车辆不计入计算； 使用期内交通量平均增长率为4.7%，沥青混凝土路面设计使用年限15年。 2. 沥青混凝土路面结构设计 2.1轴载换算 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，小客车不考虑轴载。 2.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次，昼夜交通量（辆/日）为双向车道年平均日通行车辆数。 ①轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 式中：轴数系数 轮组系数 其中： 计算结果如下表（表3）所示：
轴载换算结果表 表3 注：轴载小于25KN 不计 ②累计当量轴次 根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限15年，四车道的车道系数取0.45。 累计当量轴次： 式中：第一年双向日平均当量轴次（次/日） 设计年限内交通量的平均增长率（%） 设计车道的车轮轮迹横向分布系数 2.1.2 验算半刚性基层底拉应力中的累计当量轴次
底盘-10-麦弗逊式悬架的构造及拆装实训
底盘-10-麦弗逊式悬架的构造及拆装实训
汽修专业理实一体教案 课题项目七麦弗逊式悬架的结构、工作原理及拆装实训 教学目标一、知识目标 了解麦弗逊式悬架的工作原理原理二、技能目标 拆卸安装悬架 三、情感目标 培养团队合作能力 培养不怕脏不怕累的劳动精神 教学重点一、实训车间的行为规范 二、悬架及减震的工作原理 教学难点一、悬架的运动原理 二、规范的使用各种工具 教学准备一、转向系统实训台 二、拆装作业台 三、120件套工具箱 作业布置一、作业 二、实训报告 教学考核一、现场提问（30%） 二、现场实践操作（70%）
教学反思 教学内容或教学流程教法设计 一、课前三分钟 1.强调车间内不允许玩手机，督促班干部收缴手机 2.保持车间干净整洁，不准带入饮料零食等物 3.未经老师允许，不得擅自操作各个机械 4.检查教材、笔记本、笔 二、复习旧知与导入新课 1.复习旧知 底盘构成 2.导入新课 颠簸路面上，车辆如何减少震动，吸收能量？ （1）弹簧延时，缓冲 （2）减震吸收能量 三、悬架的结构
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意 图』 ●悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么 是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减
震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。 『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左
悬架设计开题报告
本科毕业设计(论文)手册 （理工科类专业用） 毕业设计(论文)题目＿＿工程自卸车底盘悬架系统设计＿＿＿＿＿专题题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 设计(论文)起止日期：年月日至年月日 ＿＿学院＿＿专业＿＿年级＿＿班 学生姓名＿＿＿＿＿＿ 指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 教研室(系)主任＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 教学院长＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 年月日＿＿＿＿2012.2.26 ＿＿＿
须知 一、本手册第1页是毕业设计（论文）任务书，由指导教师填写；第2页是开题报告；第3页是答辩申请事项。答辩时学生须向答辩委员会（或答辩小组）提交本手册，作为答辩评分的参考材料，没有本手册不得参加答辩。本手册可以使用电子版打印，但签署姓名和日期处必须手工填写。本手册最后装入学生毕业设计（论文）档案袋。 二、毕业设计（论文）期间，要求学生每天出勤不少于6小时，在校外进行毕业设计（论文）或实习（调研）者，应遵守有关单位的作息时间，学生如事假（病假）必须按规定的程序办理请假手续，凡未获准请假擅自停止工作者，按旷课论处。 三、学生在毕业设计（论文）中，要严格遵守纪律、服从领导、爱护仪器设备，遵守操作规程和各项规章制度；自觉保持工作场所的肃静和清洁，不做与毕业设计（论文）工作无关的事情。 四、学生要尊敬指导教师、虚心请教，并主动接受老师的随时检查。 五、学生要独立完成毕业设计（论文）任务，在毕业设计（论文）过程中要有严谨的科学态度和朴实的工作作风，严禁抄袭和弄虚作假。 六、毕业设计（论文）成绩评定标准按五级：优秀（90分以上）、良好（80分以上）、中等（70分～79分）、及格（60分～69分）、不及格（59分以下）。
沥青路面结构设计与计算书
沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000～K3+500，全线设计时速为60km/h的二级公路，路面采用60km/h的二级公路标准。路基宽度为10m，行车道宽度为2×3. 5m，路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为12年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅱ3区，当地土质为粘质土，由《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2004）》表F.2查得，土基回弹模量在干燥状态取39Mpa,在中湿状态取34.5Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：5% 设计年限：12年
。 4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1.1 轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。
注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次 根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取12年，车道系数η=0.7，γ=5.0% 累计当量轴次： ()[][] 329841405 .07 .005.8113651)05.01(3651112 =???-+=??-+= ηγ γN N t e 次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 5.1.2.1 轴载验算 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：
(完整word版)沥青路面结构设计
第四章 路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3；因此该路基 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
公路路面结构识图及施工规范图集
公路路面结构识图及施工规范图集 一、路面的基本结构 路基和路面是公路的主要工程结构物。路基是在天然地表面按照路线的设计线性（位置）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或填筑而成的岩土结构物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载。路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构物。 路床：路面结构层底面以下0.8 m范围内的路基部分称为路床。路床分为上路床（0～0.3 m）和下路床（0.3～0.8 m）两层。 上路堤：路面结构层底面以下0.8～1.5 m的填方部分称为上路堤。 下路堤：上路堤以下的填方部分称为下路堤。
高速公路、一级公路的路基宽度一般是由车道、中间带和路肩组成的，如图1-1所示。 二、三、四级公路的路基宽度一般是由车道和路肩组成的，如图1-2所示。 【施工规范】高速、一级公路石灰应不低于Ⅱ级，二级公路石灰应不低于Ⅲ级，二级以下公路宜不低于Ⅲ级。高速、一级公路的基层，宜采用磨细消石灰。二级
以下公路使用等外石灰时，有效氧化钙含量应在20%以上，且混合料强度应满足要求。 一、具有足够的承载力 行驶在公路上的汽车，通过车轮把垂直力、水平力以及汽车产生的振动力和冲击力传给路面，使路面结构内部产生应力、应变和位移。如果路基和路面结构整体或某一组成部分的强度或抵抗变形的能力不足，路面就会出现断裂、沉陷、波浪或车辙等病害，影响路基、路面的正常使用。 【施工规范】高速、一级公路极重、特重交通荷载等级基层的4.75 mm以上粗集料应采用单一粒径的规格料。
在路基和路面交工验收时，一般情况下，柔性材料（如级配碎石、沥青混凝土）用弯沉表示承载力，刚性材料（如水泥混凝土）、半刚性材料（如无机结合料稳定材料）用强度表示承载力。点这免费下载施工技术资料 【施工规范】混合料摊铺应保证足够的厚度，碾压成型后每层摊铺厚度宜不小于160㎜，最大厚度宜不大于200㎜。 施工过程的压实度检测，应以每天现场取样的击实结果确定的最大干密度为标准，每天取样的击实试验应符合下列规定： A击实试验应不少于3次平行试验，且相互之间的最大干密度差值应不大于0.02g/cm3；否则，应重新试验，并取平均值作为当天压实度的检测标准。 B该数值与设计阶段确定的最大干密度差值大于0.02g/cm3时，应分析原因，及时处理。
课程设计---汽车底盘设计
课程设计说明书 任务书 本次课程设计的任务如下： 第一组： 建立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，建立目标函数，最后与MATLAB实现联合仿真。 1.测量车轮接地点侧向滑移量 2.测量车轮侧偏角 3.测量车轮前束值 4.测量车轮跳动量 5.测量主销后倾角 第二组： 建立整车模型，实现该车在A,B,C三级道路路面上的仿真。
第一部分创建前悬架模型 （1）创建新模型 双击桌面上得ADAMS/View得快捷图标，创建一个名称为：FRONT_SUSP的新模型。（2）设置工作环境 在ADAMS/View选择菜单中得单位命令将长度单位，质量单位，力的单位，时间单位，角度单位和频率单位分别设置为毫米，千克，牛顿，秒，度和赫兹。在工作网格命令中将网格的X方向和Y方向分别设置为750和800，将网格距设置为50。同时将图标大小设置为50。( 3 ) 创建设计点 在ADAMS/View中的零件库中选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如下图： （4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节 在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，定义不同的参数值，在对应点之间创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节。 在ADAMS/View中的零件库中选择球体命令，分别在上横臂，下横臂，转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。图形如下：
（5）创建车轮，测试平台及弹簧 在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计点。并在ADAMS/View中的零件库中选择倒角命令，定义倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。 应用ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体和长方体命令，在创建的（-350，-320，-200）设计点上创建测试平台。 在上横臂上选择创建一点（174.6，347.89，24.85），在大地上创建点（174.6，647.89，24.85），点击ADAMS/View力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。 如图：
路面结构设计
5.路面结构设计 5.1沥青路面 5.1.1交通量及轴载计算分析 路面设计以单轴载双轮组100KN 为标准轴载。 1) 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次： ①轴载换算： 轴载换算采用如下的计算公式：=N ∑=k i i i P P n C C 135.421)/( 计算结果如下表所示： 表5.1轴载换算表 =i i i 1 21
②累计当量轴次 根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是取0.5。 累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]18918830 5.060.430336506449 .0365106449.0115 =????-+= （次） 2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 ①轴载换算 验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式：812'1')/('P P n C C N i k i i ∑== 计算结果如下表所示： 表5.2 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力） =i i i 1 21
②累计当量轴次 参数取值同上，设计年限是15年,车道系数取0.5。 累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]321652575.087.731636506449 .0106449.0115 =???-+= （次） 5.1.2结构组合设计及材料选取 1) 拟订路面结构组合方案 根据规定推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（取18cm ），基层采用水泥碎石（取20cm ），下基层采用石灰土（厚度待定）。 另设20cm 厚的中粗砂垫层。 2) 拟订路面结构层的厚度 由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次，按一级路的路面来设计，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度为4cm ），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度为8cm ）。 5.1.3设计指标及设计参数确定 1) 确定路面等级和面层类型 由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。根据规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》和设计任务书的要求可确定路面等级为高级路面，面层类型采用沥青混凝土，设计年限为15年。 2) 确定土基的回弹模量 ① 此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。 ② 根据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》，该路段处于II 2a 区，为粉质土，确定土基的稠度为1.05。
汽车底盘(悬架)毕业设计
课程设计说明书 学院：机械电子工程学院 班级：交通运输 学生：略 指导老师：略
任务书 本次课程设计的任务如下： 第一组： 建立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，建立目标函数，最后与MATLAB实现联合仿真。 1.测量车轮接地点侧向滑移量 2.测量车轮侧偏角 3.测量车轮前束值 4.测量车轮跳动量 5.测量主销后倾角 第二组： 建立整车模型，实现该车在A,B,C三级道路路面上的仿真。
第一部分创建前悬架模型 （1）创建新模型 双击桌面上得ADAMS/View得快捷图标，创建一个名称为：FRONT_SUSP的新模型。（2）设置工作环境 在ADAMS/View选择菜单中得单位命令将长度单位，质量单位，力的单位，时间单位，角度单位和频率单位分别设置为毫米，千克，牛顿，秒，度和赫兹。在工作网格命令中将网格的X方向和Y方向分别设置为750和800，将网格距设置为50。同时将图标大小设置为50。( 3 ) 创建设计点 在ADAMS/View中的零件库中选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如下图： （4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节 在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，定义不同的参数值，在对应点之间创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节。 在ADAMS/View中的零件库中选择球体命令，分别在上横臂，下横臂，转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。图形如下：
（5）创建车轮，测试平台及弹簧 在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计点。并在ADAMS/View中的零件库中选择倒角命令，定义倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。 应用ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体和长方体命令，在创建的（-350，-320，-200）设计点上创建测试平台。 在上横臂上选择创建一点（174.6，347.89，24.85），在大地上创建点（174.6，647.89，24.85），点击ADAMS/View力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。 如图：
路面结构计算书
一、主要技术标准、技术指标 （1）道路等级：小区内道路（路面结构按公路四级标准计算）。 （2）设计行车速度：20km/h，特殊路段5～15km/h。 （4）路面结构类型：水泥混凝土路面。 （5）设计基准期：20年。 （6）交通等级：轻级。 （7）结构物荷载等级：公路Ⅱ级。 （8）路面结构计算荷载：BZZ-100。 （9）抗震设防：沿线地区动峰值加速度系数小于0.05g，抗震设防烈度为6度，简易设防。 二、设计依据 （1）、《关于印发农村公路建设指导意见的通知》（交公路发〖2004〗372号） （2）、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004） （3）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2002） （4）、路面结构计算软件：HPDS2006。 三、路面结构厚度计算 设计内容: 新建单层水泥混凝土路面设计 公路等级: 四级公路 变异水平的等级: 中级 可靠度系数: 1.05 面层类型: 普通混凝土面层 序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 6 行驶方向分配系数.59 车道分配系数.85 轮迹横向分布系数.62 交通量年平均增长率 4.5 ％ 混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弯拉模量29000 MPa 混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划Ⅳ
面层最大温度梯度86 ℃/m 接缝应力折减系数.89 基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层 层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 级配碎砾石200 300 2 新建路基30 基层顶面当量回弹模量ET= 71.7 MPa 中间计算结果: ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明”) HB= 170 r= .676 SPS= 2.11 SPR= 3.64 BX= .88 STM= 1.86 KT= .49 STR= .91 SCR= 4.55 GSCR= 4.78 RE= 6.22 % HB= 177 r= .703 SPS= 1.99 SPR= 3.44 BX= .83 STM= 1.84 KT= .49 STR= .9 SCR= 4.34 GSCR= 4.56 RE= 1.33 % HB= 179 r= .711 SPS= 1.96 SPR= 3.38 BX= .83 STM= 1.86 KT= .49 STR= .91 SCR= 4.29 GSCR= 4.5 RE= 0 % 设计车道使用初期标准轴载日作用次数: 3 路面的设计基准期: 20 年 设计基准期内标准轴载累计作用次数: 21298 路面承受的交通等级:轻交通等级 基层顶面当量回弹模量: 71.7 MPa 混凝土面层设计厚度: 179 mm 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: --------------------------------------- 普通混凝土面层180 mm --------------------------------------- 级配碎砾石200 mm --------------------------------------- 新建路基
大学生方程式赛车悬架设计
大学生方程式赛车悬架设计 加布里埃尔·德·波拉爱德华多 圣保罗大学摘要 独立完成一次大学生方程式赛车的悬架设计。首先分析赛规，通常，赛规会对悬架的最小行程和轴距作出限制，并且给出本次设计所要达成的最终目的，除此之外还会评判出得分最高的一个团队。本文会讨论到轮胎的运动，并详细分析前后悬架的拉杆不等长的摆臂。维度论是基于CAD的尺寸限制发展出来的。在总的力与时间的图上分析了暂态稳定、控制和操纵性能。在分析运动学和动力学时创建了多体模型。该模型能模仿侧翻，驾驶和操纵并且能进行几何调整，使得弹簧和阻尼器实现其性能。 前言 美国汽车工程师学会举办的大学生方程式汽车大赛激励学生 们去设计、制作一个小的方程式风格的赛车，并参加比赛。竞争的基础是假设一个公司集合了一个工程师团队来制造一个小的方程式赛车。第一步是分析赛事规则，赛规限制悬架系统的最小轮距为50mm，轴距大于1524mm。FSAE悬架工作在一个狭窄的车辆动力学范围，这是由于赛道尺寸决定的有限过弯速度，140公里每小时为最高速度和60公里每小时为转弯最高速度。比赛的动态部分包括15.25m的直径防滑垫，91.44m的加速项目，0.8km的越野赛，44km耐力赛。 设计目标已经给定并且会评判出得分最高的十个团队。悬架系统的几何部分集中在一些悬架设计理念和亮点的基本领域。因此，
FSAE悬架设计应该集中在竞赛的限制因素方面。例如，车辆轮距宽度和轴距是决定汽车操纵性设计成功与否的关键因素。这两个尺寸不仅影响重量传递还影响转弯半径。设计目标是首先满足赛则，其次降低系统重量，创造最大的机械抓地力，提供快速响应，准确的传输驱动程序的反馈，并能调节平衡。 轮胎和车轮 悬架设计过程中采用了“由外而内”的方法，先选择满足赛车要求的轮胎，然后设计悬架以适应轮胎参数。短的比赛时间和低速的比赛项目都要求轮胎快速达到其工作温度。轮胎对于车辆操纵性很重要，设计团队应当充分地调查轮胎尺寸及可用的化合物材料。轮胎的尺寸在这一阶段的设计中很重要，因为在确定悬架的几何结构之前，轮胎的尺寸必须已知。例如，一个给定了车轮直径的轮胎高度决定，如果轮胎内部被组装起来了，下球接头应当离地面多近。 设计者应当意识到提供对于给定车轮直径的轮胎尺寸的数量是有限的。因此，考虑到轮胎对于汽车操纵性的重要性，选择轮胎的过程应当有条不紊。由于轮胎在地面上的部分对抓地力有很大的影响，有时希望使用宽的轮胎，增加牵引力。然而，切记宽的轮胎使回转质量增加，而这又使FSAE发动机的加速受到限制。 相比较使用宽轮胎而引起的牵引力的增加，这些增加的回转质量也许会对整车的性能产生更大的损害。宽轮胎不仅增大质量，而且使受热的橡胶数量增加。因此比赛用的轮胎必须设计成在某一特定的
悬架系统设计步骤分解
悬架系统设计步骤 在此主要是分析竞争车型的底盘布置。底盘布置首先要确定出轮胎、悬架形式、转向系统、发动机、传动轴、油箱、地板、前纵梁结构(满足碰撞)等，因为这些重要的参数，如轮胎型号、悬架尺寸、发动机布置、驱动形式、燃油种类等在开发过程中要尽可能早地确定下来。在此基础上，线束、管路、减振器、发动机悬置等才能继续下去 悬架选择 对各种后悬架结构型式进行优缺点比较，包括对后部轮罩间空间尺寸的分析比较，进行后悬架结构的选择。 常见的后悬架结构型式有：扭转梁式、拖曳臂式、多连杆式。 扭转梁式悬架 优点： 1.与车身连接简单，易于装配。 2.结构简单，部件少，易分装。 3.垂直方向尺寸紧凑。 4.底板平整，有利于油箱和后备胎的布置。 5.汽车侧倾时，除扭转梁外，有的纵臂也会产生扭转变形，起到横向稳定作用， 若还需更大的悬架侧倾角刚度，还可布置横向稳定杆。 6.两侧车轮运转不均衡时外倾具有良好的回复作用。 7.在车身摇摆时具有较好的前束控制能力。 8.车轮运动特性比较好，操纵稳定性很好，尤其是在平整的道路情况下。 9.通过障碍的轴距具有相当好的加大能力，通过性好。 10.如果采用连续焊接的话，强度较好。 缺点： 1.对横向扭转梁和纵向拖臂的连续焊接质量要求较高。 2.不能很好地协调轮迹。 3.整车动态性能对轴荷从空载到满载的变化比较敏感。 4.但这种悬架在侧向力作用时，呈过度转向趋势。另外，扭转梁因强度关系，允 许承受的载荷受到限制。 扭转梁式悬架结构简单、成本低，在一些前置前驱汽车的后悬架上应用较多。 拖曳臂式悬架 优点： 1.Y轴和X轴方向尺寸紧凑，非常有利于后乘舱（尤其是轮罩间宽度尺寸较大） 和下底板备胎及油箱的布置。 2.与车身的连接简单，易于装配。 3.结构简单，零件少且易于分装； 4.由于没有衬套，滞后作用小。 5.可考虑后驱。 缺点： 1.由于沿着控制臂相对车身转轴方向控制臂较大的长宽比，侧向力对前束将产生 不利的影响。 2.车身摇摆（body roll）对外倾产生不利影响；（适当的控制臂转轴有可能改善外 倾的回复能力，但这导致轮罩间宽度尺寸的减小。）
路面结构设计计算书(有计算过程的)DOC.doc
公路路面结构设计计算示例 一、刚性路面设计 交通组成表 车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距 交通量 （ m ） 小客车 1800 解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 — 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 540 交通 SH361 60.00 2× 110.00 2 双 130.0 120 太脱拉 138 51.40 2× 80.00 2 双 132.0 150 吉尔 130 25.75 59.50 1 双 — 240 尼桑 CK10G 39.25 76.00 1 双 — 180 1）轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算： n 16 P i N s i N i 100 i 1 式中 ： N s —— 100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； P i —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型 i 级轴载的总重 KN ； N i —各类轴型 i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数； i —轴—轮型系数，单轴—双轮组时， i =1；单轴—单轮时，按式 i 2.22 103 P i 0.43 计算； 双轴—双轮组时，按式 i 1.07 10 5 P i 0. 22 ；三轴—双轮组时，按式 i 2.24 10 8 P i 0. 22 计算。 轴载换算结果如表所示 车型 P i N i P i 16 i i N i ( P ) 解放 CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河 JN150 前轴 49.00 2.22 103 49 0.43 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通 SH361 前轴 60.00 2.22 103 60 0.43 120 12.923 后轴 2 110.00 1.07 10 5 220 0.22 120 118.031
路面结构设计分析
路面结构设计 学院： 专业： 学号： 姓名： 授课老师：
0 前言 道路是人类社会发展和进步的垫脚石，道路工程在人类社会发展中有着重要的作用。随着运输工具的现代化和人们交往的日益扩大，道路交通的作用更大重要和突出。道路是人们生活、学习、工作、旅游等出行的通道，是旅客、货物中转和集散的最主要途径，是城乡结构的骨架、城市建设的基础，是抵御自然灾害的通道，是自然灾害或战争时人员集散的场地，等等。总之，道路是社会发展的基础产业，是经济发展的先行设施，在工农业生产、国土开发、国防建设、旅游事业等国民经济和社会发展个方面发挥了举足轻重的作用。 我国家高速公路常用的路面结构形式主要有刚性和柔性两种，即水泥混凝土和沥青混凝土路面。水泥混凝土路面具有刚度大承载能力强，耐久性、耐候性、耐高温性能强，抗弯拉强度高、疲劳寿命长，平整度衰减慢、高平整度持续时间长，扩散荷载能力强，稳定性好、施工取材方便，路面环保，运行油耗低经济性好，路面色度低、色差小、隔热性好等优点,但水泥混凝土路面同等平整度舒适性差，板体性强、对基层的抗冲刷性能要求高，反射易使眼睛疲劳，超载、板底脱空等很敏感,且受施工质量的影响大,一旦出现质量问题,破坏就会迅速发展,难以维修、维护,并且破坏后修复困难,维修费用很高。沥青混凝土路面具有可以分期修建、通车快，平整度易于得到保证、整体性好、行车舒适、易于修复、噪音小等优点,但沥青混凝土路面具有对水和温度比较敏感,在水文、气候条件较差及缺乏碱性集料的地区,易造成沥青路面的早期破坏，路面平整度保持性差，路面材料耐久性差，使用寿命较短，运行及养护维修成本较高、环保性能差等缺点。 综上所述，沥青混凝土路面和水泥混凝土路面各有其的优缺点。路面结/构设计就是合理设置路面各结构层的位置和层厚，充分发挥各层材料的特性，以抵抗车轮荷载和环境因素的作用，实现路面的设计使用寿命，同时，提供良好的服务质量。在设计路面结构时，采用何种结构类型不是简单的问题。很有必要从筑路地区气候环境、地质状况、交通量大小、材料种类及供给情况、施工技术水平等因素，两种路面的施工方法、使用性能、破坏状况、维护方式、养护费用等方面进行全面比较权衡,从道路等级、路用性能要求、经济、技术、社会、环境效益等方面进行综合分析,优选出较合理的路面结构类型。
(全过程精细讲解)路面结构设计及计算
路面结构设计及计算 7.1 轴载分析 路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载 a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 （1）轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式：35 .421? ? ? ??=P P N C C N i i （7.1） 式中： N —标准轴载当量轴次，次/日 i n —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P —标准轴载，KN i p —被换算车辆的各级轴载，KN K —被换算车辆的类型数 1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。 2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。 轴载换算结果如表所示： 表7.2 轴载换算结果表
注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。 （2）累计当量轴数计算 根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次： ][γ η γ13651)1(N N t e ??-+= [] 次）（.5484490042 .040 .0327.184********.0115 =???-+= (7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 8 1 ' 2' 1' ) (∑==k i i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21' 1-+=m c '2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。 计算结果如下表所示：
路面结构设计计算书(有计算过程的)
公路路面结构设计计算示例 一、刚性路面设计 交通组成表 1）轴载分析 路面设计双轮组单轴载100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算： 16 1100∑=? ?? ??=n i i i i s P N N δ 式中 ：s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； i P —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ； i N —各类轴型i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数； i δ—轴—轮型系数，单轴—双轮组时， i δ=1；单轴—单轮时，按式43.03 1022.2-?=i i P δ计算； 双轴—双轮组时，按式22.051007.1--?=i i P δ；三轴—双轮组时，按式22.08 1024.2--?=i i P δ计算。 轴载换算结果如表所示
太脱拉138 前轴 51.40 43.0340.511022.2-?? 150 1.453 后轴 2?80.00 22.051601007.1--?? 150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G 后轴 76.00 1 1800 2.230 16 1 )( P P N N i i i n i δ∑== 834.389 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ② 计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数η是0.17~0.22 取0.2，08.0=r g ，则 [][] 362.69001252.036508 .01)08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其交通 量在4 4102000~10100??中，故属重型交通。 2）初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6 初拟普通混凝土面层厚度为24cm ，基层采用水泥碎石，厚20cm ；底基层采用石灰土，厚20cm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 3）确定基层顶面当量回弹模量tc s E E , 查表的土基回弹模量a MP E 0.350=，水泥碎石a MP E 15001=，石灰土a MP E 5502= 设计弯拉强度：a cm MP f 0.5=， a c MP E 4101.3?= 结构层如下： 水泥混凝土24cm 水泥碎石20cm 石灰土20cm × 按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下： a x MP h h E h E h E 102520.020.0550 20.0150020.02 222222122 2121=+?+?=++= 1 2 211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x 1233)2 .05501 2.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-?+?++?+?= )(700.4m MN -= m E D h x x x 380.0)1025 7.412()12(3 1 31=?== 165.4)351025(51.1122.6)( 51.1122.645.045.00=?????? ?-?=?? ????-?=--E E a x
悬架设计流程
赛车悬架设计流程简介 发布: 2009-9-21 22:46 | 作者: 网络转载 | 来源: 本站原创 | 查看: 17次一般说来，当工程师在设计一辆F1赛车时，通常需要考虑赛车在飞驰过程中的4个动模态特征（赛车的头部和尾部连线为X轴，赛车左侧与右侧连线为Y轴，垂直于地面为Z轴）： 1）俯仰：赛车有绕着Y轴旋转的趋势。 2）侧倾：赛车有绕着X轴旋转的趋势。 3）弹跳：轮胎与地面接触面沿Z轴做上下直线运动。 4）翘曲：轮胎与地面接触面沿Z轴做上下非匀速直线运动。 上述动模态特征主要由赛车前、后两轴的悬挂刚度和侧倾刚度决定。赛车行驶过程中，当簧下质量与赛道路面间相对运动为零时，可以获得理想化最大的赛车抓地力；换句话说，赛车簧下质量的几何重心的运动轨迹与赛道表面轮廓形状完全平行。很明显，在现实世界的工程应用中，这是无法达成的理想目标，那么尽可能地减小簧下质量与地面间的相对运动就是悬挂设计的主要目标之一，通常设计工程师会在满足所有性能要求的前提下选择最小的弹簧刚度。但同时，设计者为了控制制簧上质量与赛道表面间的相对运动需要选择较大的弹簧以及减震器刚度。所以，为了分别控制簧上质量与簧下质量，关于弹簧和减震器性能选择存在一对无法避免的矛盾，无论是悬挂设计工
程师还是赛场调教工程师都需要靠车队多年积累的数据和经验来对两个参数进行优化选择，并根据现场赛道和气候条件做出最终抉择。讲解到此处，还需要引出一个参数名词——弹跳频率（bounce frequency），随着赛车质量而发生变化，从公路民用车到赛车，弹跳频率约为0.8到1.5Hz之间，然而F1赛车的弹跳频率大约为2.0Hz。在设计F1赛车悬挂时，后轮轴的设计弹跳频率都会比前轮轴高一些，这主要是为了在起伏赛道上消除赛车的俯仰趋势。 悬挂设计的第二个考虑因素就是赛车的重量转移，这由赛车的质量、加（减）速度、重心高度、赛道宽度或轴距长度等参数多方面联动决定的。重量转移与侧倾趋势有着密不可分的联系。尽管消除赛车侧倾的最好方法就是穿过赛车重心点增加一根防侧倾杆，但这样做也有很大的副作用——带来瞬时重量转移。赛车设计工程发展到如今，通过多年的实验与数据积累，与其采取上述方法完全消除侧倾，还不如保留一定数值的可控侧倾趋势，但同时可以最大化地减小赛车的重量转移。其实，也就是在20世纪70年代以后，F1赛车工程师才开始逐渐考虑降低车体的侧倾趋势以提高赛车的平衡性和操控性，较软的悬挂侧倾刚度会降低赛车的抓地力水平。 翘曲主要用来描述悬挂抗路面畸变性的能力。选择较硬的悬挂可以有效地降低赛车的俯仰、侧倾和震荡趋势，同时也可以有效减小悬挂上、下叉形架上拱或下凹变形，但这样的设置却牺牲了悬挂的抗翘