一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置

本发明涉及车辆荷载振动领域，具体来说涉及一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置。

背景技术：

1、当前，交通运输向高速化、重载化及大交通流量方向发展，长期交通循环荷载下路基土体内部结构常因滑动挤压而反复调整、重新排列，进而导致路基土体变形累积与刚度劣化，最终诱发不均匀沉降、路面开裂等病害。路基作为路面的基础，其强度、变形及长期稳定性等会直接影响路面结构及道路的服役性能和服役年限。福建省气候温和、雨量充沛、常年受湿热环境和水环境作用，岩石风化强烈、残积土发育，因山多地少、用地条件恶劣，山区公路建设中存有大量挖填残积土路基，又其一般建于地下水位以上，常年处于非饱和状态，其工程特性易受降雨蒸发和地下水位波动的影响。在季节性气候变化中，路基土体内部孔隙水压力不断变化，土体长期处于收、胀状态，其强度、变形特性、结构性及稳定性也处于动态变化中。

2、专利公开号为cn212365326u的中国实用新型专利，其公开了一种道路汽车模型，包括：包括道路和汽车，其特征在于，所述汽车底部安装有铁块，所述道路为环路，所述道路转弯处的背面均安装有绕柱，所述绕柱上绕有一条驱动带，所述驱动带为环状并且绕在绕柱上后的形状与道路的形状对应，所述驱动带内嵌有若干磁铁，所述道路的背面还安装有电机，所述电机转轴上的飞轮直接或间接带动驱动带在绕柱上转动。

3、上述专利，虽然可以使用驱动带循环转动，利用磁铁来吸引并驱动汽车行驶，但无法对车辆参数进行灵活调控及精确的模拟。

技术实现思路

1、为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其通过室内模型试验重现多类型汽车荷载对路基边坡动力响应及变形演化全过程。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，包括车身、车架、调节装置以及车轮；

4、所述车架设置在所述车身内，包括套管、连接管以及轮轴；所述套管水平中空；两所述连接管的一端分别滑动套设在所述套管的两端，另一端分别固定一所述轮轴的中部；所述轮轴的两端分别设置一所述车轮；

5、所述调节装置包括第一调节机构和第二调节机构；所述第一调节机构固定在所述套管中部，所述第一调节机构两侧分别与一所述连接管铰接；两所述第二调节机构分别固定在一所述轮轴上，所述第二调节机构两侧分别与位于同侧的所述车轮铰接。

6、进一步的，所述第一调节机构包括第一刚性管、第一弹簧以及第一连接杆；所述第一刚性管竖直固定在所述套管中部上端；两第一避让槽分别贯穿所述第一刚性管侧壁设置；两所述第一避让槽分别正对一所述连接管设置；所述第一弹簧套设在所述第一刚性管内，所述第一弹簧下端与所述套管固定；两所述第一连接杆分别穿过一所述第一避让槽；两所述第一连接杆一端分别与所述第一弹簧上端铰接，另一端分别与一所述连接管铰接。

7、进一步的，所述第二调节机构包括第二刚性管、第二弹簧以及第二连接杆；所述第二刚性管竖直固定在所述连接管中部上端；两第二避让槽分别贯穿所述第二刚性管侧壁设置；同一第二调节机构上，两所述第二避让槽分别正对一所述车轮设置；所述第二弹簧套设在所述第二刚性管内，所述第二弹簧下端与所述连接管固定；两所述第二连接杆分别穿过一所述第二避让槽；两所述第二连接杆一端分别与所述第二弹簧上端铰接，另一端分别与一所述车轮铰接。

8、进一步的，所述车身上开设有轴位导轨、管开孔、第一杆开孔、第二杆开孔以及第三杆开孔；所述轴位导轨开设在所述车身两侧侧壁，供所述轮轴活动；所述管开孔开设在所述车身顶部，供所述第一刚性管、所述第二刚性管穿出；所述第一杆开孔开设在所述车身顶部，供所述第一连接杆活动；所述第二杆开孔开设在所述车身顶部，供所述第二连接杆活动；所述第三杆开孔开设在所述车身两侧侧壁，供所述第二连接杆活动。

9、进一步的，所述车身一端外侧间隔固定有多个凸块，另一端外侧间隔固定有多个凸块；所述车身两端的凸块能够相互咬合；所述凸块上横向贯通开设有螺孔。

10、进一步的，所述车轮包括支承机构、轮毂、轮辋以及轮胎；所述支承机构滑动套设在所述轮轴上；所述轮毂转动设置在所述支承机构上；所述轮辋内周与所述轮毂外周固定，所述轮辋外周与所述轮胎内周固定。

11、进一步的，所述车轮还包括遥控电机；所述遥控电机固定在所述轮毂上。

12、进一步的，所述轮轴上还固定有限位环；所述限位环位于所述车轮外侧。

13、进一步的，所述轮胎的材质为tep。

14、本发明具有如下有益效果：

15、1、本发明通过室内模型试验，重现多类型汽车荷载对路基边坡动力响应及变形演化的全过程。

16、2、本发明通过改变位移控制弹簧的负载，可对汽车模型的轴距、轮距以及汽车模型的荷载进行灵活精确的模拟，实现半自动化调控。

17、3、本发明通过凸出矩形结构可以拼接不同数量的汽车模型，即可模拟不同的汽车轴数，对汽车轴数进行灵活控制。

技术特征：

1.一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，包括车身(1)、车架(2)、调节装置(3)以及车轮(5)；

2.如权利要求1所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述第一调节机构(31)包括第一刚性管(32)、第一弹簧(34)以及第一连接杆(35)；所述第一刚性管(32)竖直固定在所述套管(21)中部上端；两第一避让槽(33)分别贯穿所述第一刚性管(32)侧壁设置；两所述第一避让槽(33)分别正对一所述连接管(22)设置；所述第一弹簧(34)套设在所述第一刚性管(32)内，所述第一弹簧(34)下端与所述套管(21)固定；两所述第一连接杆(35)分别穿过一所述第一避让槽(33)；两所述第一连接杆(35)一端分别与所述第一弹簧(34)上端铰接，另一端分别与一所述连接管(22)铰接。

3.如权利要求2所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述第二调节机构(41)包括第二刚性管(42)、第二弹簧(44)以及第二连接杆(45)；所述第二刚性管(42)竖直固定在所述连接管(22)中部上端；两第二避让槽(43)分别贯穿所述第二刚性管(42)侧壁设置；同一第二调节机构(41)上，两所述第二避让槽(43)分别正对一所述车轮(5)设置；所述第二弹簧(44)套设在所述第二刚性管(42)内，所述第二弹簧(44)下端与所述连接管(22)固定；两所述第二连接杆(45)分别穿过一所述第二避让槽(43)；两所述第二连接杆(45)一端分别与所述第二弹簧(44)上端铰接，另一端分别与一所述车轮(5)铰接。

4.如权利要求3所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述车身(1)上开设有轴位导轨(11)、管开孔(12)、第一杆开孔(13)、第二杆开孔(14)以及第三杆开孔(15)；所述轴位导轨(11)开设在所述车身(1)两侧侧壁，供所述轮轴(23)活动；所述管开孔(12)开设在所述车身(1)顶部，供所述第一刚性管(32)、所述第二刚性管(42)穿出；所述第一杆开孔(13)开设在所述车身(1)顶部，供所述第一连接杆(35)活动；所述第二杆开孔(14)开设在所述车身(1)顶部，供所述第二连接杆(45)活动；所述第三杆开孔(15)开设在所述车身(1)两侧侧壁，供所述第二连接杆(45)活动。

5.如权利要求1所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述车身(1)一端外侧间隔固定有多个凸块(16)，另一端外侧间隔固定有多个凸块(16)；所述车身(1)两端的凸块(16)能够相互咬合；所述凸块(16)上横向贯通开设有螺孔(17)。

6.如权利要求1所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述车轮(5)包括支承机构(51)、轮毂(52)、轮辋(53)以及轮胎(54)；所述支承机构(51)滑动套设在所述轮轴(23)上；所述轮毂(52)转动设置在所述支承机构(51)上；所述轮辋(53)内周与所述轮毂(52)外周固定，所述轮辋(53)外周与所述轮胎(54)内周固定。

7.如权利要求6所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述车轮(5)还包括遥控电机；所述遥控电机固定在所述轮毂(52)上。

8.如权利要求6所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述轮轴(23)上还固定有限位环(24)；所述限位环(24)位于所述车轮(5)外侧。

9.如权利要求6所述的一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，其特征在于，所述轮胎(54)的材质为tep。

技术总结
本发明涉及车辆荷载振动领域，具体来说涉及一种模拟路基边坡动力响应的汽车模型装置，包括车身、车架、调节装置以及车轮；所述车架设置在所述车身内，包括套管、连接管以及轮轴；所述套管水平中空；两所述连接管的一端分别滑动套设在所述套管的两端，另一端分别固定一所述轮轴的中部；所述轮轴的两端分别设置一所述车轮；所述调节装置包括第一调节机构和第二调节机构；所述第一调节机构固定在所述套管中部，所述第一调节机构两侧分别与一所述连接管铰接；两所述第二调节机构分别固定在一所述轮轴上，所述第二调节机构两侧分别与位于同侧的所述车轮铰接，其通过室内模型试验重现多类型汽车荷载对路基边坡动力响应及变形演化全过程。

技术研发人员：许旭堂,杨枫,刘伟城,李光杰,陈翔龙,阮云凯,徐祥,廖飞宇
受保护的技术使用者：福建农林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12