路面不平度的分形重構(gòu)方法研究.pdf

1、在車輛工程研究領(lǐng)域，路面不平度是車輛運行環(huán)境中的主要因素，是車輛行駛的主要激勵和振動源，路面不平使車輛在行駛中產(chǎn)生行駛阻力和振動，行駛阻力消耗車輛的功率并且影響車輛動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的壽命。在道路工程領(lǐng)域，路面不平度也是國內(nèi)外路面工程質(zhì)量的評定指標(biāo)之一，不平度檢測貫穿于路面施工質(zhì)量檢測、評定、驗收及運營期路面質(zhì)量檢測維護等環(huán)節(jié)。研究分析路面不平度、建立合理的路面重構(gòu)模型對車輛工程和道路工程領(lǐng)域均具有重要意義。
　　 本文圍繞路面

2、不平度分形特征、路面不平度分形模型等技術(shù)內(nèi)容進行了深入和系統(tǒng)的研究。具體工作如下：
　　 介紹了路面不平度的采集系統(tǒng)一非接觸式激光不平度檢測儀的結(jié)構(gòu)和原理，并給出通過激光不平度檢測儀測得的部分典型道路的路面不平度數(shù)據(jù)。然后對實測路面不平度數(shù)據(jù)進行功率譜分析，結(jié)果表明，路面不平度具有明顯的分形特性，即尺度(空間頻率)與測度(功率譜)在雙對數(shù)坐標(biāo)上呈線性關(guān)系。
　　 對不同的分形維數(shù)計算方法進行比分析，結(jié)果表明對于標(biāo)準(zhǔn)等級使

3、用功率譜法求取其分形維數(shù)；對于實測路面，基于均方根法的精度穩(wěn)定性，在研究其分形特性時宜采用均方根法。通過路面不平度的分級圖分析發(fā)現(xiàn)，分形維數(shù)不能唯一確定某一路面不平度狀況，即分形維數(shù)在表征實測路面不平度中存在相對性。通過分析路面等級劃分規(guī)律、均方根法的求取過程，發(fā)現(xiàn)對于標(biāo)準(zhǔn)等級路面可以采用分形維數(shù)和路面不平度系數(shù)來唯一表征路面不平度，而對于實測路面不平度，則宜采用分形維數(shù)以及擬合直線在縱坐標(biāo)上的截距來唯一的表征路面不平度。
　　

4、 提出利用理想分形曲線對路面不平度進行一維重構(gòu)。通過求解理想分形曲線的分形參數(shù)，分別對標(biāo)準(zhǔn)等級路面和實測路面進行了一維重構(gòu)，通過功率譜對比和相對誤差分析表明建立的一維路面不平度模型精度較高。
　　 對于二維路面不平度的重構(gòu)，采用了基于分形布朗運動的隨機中點位移的插值算法通過求解分形參數(shù)和路面方差，分別建立了標(biāo)準(zhǔn)等級路面和實測路面的重構(gòu)模型，并通過任意縱斷面的功率譜與目標(biāo)功率譜的對比和相對誤差分析證明建立的二維路面不平度重構(gòu)模型的