[发明专利]一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法

权利要求书

1.一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法，其特征在于包括：

采用离散单元对沙石路面进行描述：在给定空间范围内生成离散单元集并使这些离散单元在自重作用下压实达到稳定状态，然后将该离散单元集中的离散单元编号、坐标、半径、速度和加速度信息存储、备份，该压实后的离散单元集即为路面样本块；

由两份所述路面样本块排列组成初始路面：将备份好的路面样本块复制两份，按照前后顺序组成初始路面，初始路面长度等于路面样本块的2倍；

令车轮初始位置在第一个路面样本块的中间，且车轮由第一个路面样本块向第二个路面样本块行驶，当车轮行驶距离等于路面样本块长度时，将第一个路面样本块删除，同时再在车轮行驶方向的前面铺设同样的路面样本块。

2.根据权利要求1所述的一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法，其特征在于，路面样本块及初始路面的生成方法为：首先在给定区域内生成离散单元集，该离散单元集中的离散单元坐标在该区域内随机分布，离散单元半径在给定半径范围内随机取值；其次，在该区域周围及底部添加刚性墙约束，并添加重力场使离散单元在自重下达到稳定状态，存储离散单元的编号、坐标、半径、速度和加速度信息，将达到稳定状态后的离散单元集备份、存储为B；然后，将离散单元集B复制两份，分别记为A₀与A₁，并将离散单元集A₀与A₁按前后顺序排列，即组成初始路面。

3.根据权利要求2所述的一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法，其特征在于初始路面的区域范围和单元数目等于离散单元集B的区域范围及单元数目的2倍。

4.根据权利要求1或2所述的一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法，其特征在于初始路面组成后，在初始路面区域的两侧和底面添加无限长的刚性墙约束，以约束车轮行驶过程中离散单元在这些方向的运动。

5.根据权利要求2所述的一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法，其特征在于当车轮行驶距离等于路面样本长度，即车轮到达离散单元集A₁所在区域范围的中间位置时，将离散单元集A₀删除，同时，再次将离散单元集B复制一份，记为A₂，并将离散单元集A₂添加在A₁前端，则A₁和A₂组成第一次更替后的路面，在车轮行驶方向不断重复此过程，实现离散元路面的更替。

6.根据权利要求5所述的一种分析车轮沙石路面行驶性能的离散元路面更替法，其特征在于路面更替完成后，沙石路面始终由两份路面样本块组成，且其区域范围和单元数目仍等于离散单元集B的区域范围和单元数目的2倍。