新型轮胎试验机载荷解析研究

研究了新型6自由度轮胎试验机试验原理及轮胎载荷的解析方法. 应用多体动力学理论以及空间坐标旋转变换矩阵,求得各种试验工况下的作动缸长度. 考虑各个作动缸受力方向、轴向力传感器测量方向、作动缸向量的方向,以及存在侧偏角时轮胎力的空间转换,得出了轮胎地面3个方向力的解算方法. 利用空间向量运算方法得出了轮胎地面3个方向力矩的解算方法,建立了轮胎试验机的仿真模型. 通过轮胎稳态侧偏力学特性试验以及轮胎稳态侧倾力学特性试验的仿真分析,验证了作动缸运动规律的理论分析的正确性. 通过轮胎稳态侧倾侧偏复合工况力学特性试验仿真分析,验证了轮胎地面6分力载荷的解算方法的正确性.      

基于载荷非均匀分布的轮胎侧偏特性研究

为了研究速差转向过程中的轮胎工作状态,提出了一种基于二维载荷分布规律的轮胎侧偏特性的一般理论模型.根据此模型对速差转向车辆的轮胎工作状态进行分析,推导侧向力及回正力矩表达式,提出了起滑曲线的概念,并给出了相应的简化方法.分析表明,在考虑轮胎横向载荷非均匀分布的情况下,轮胎侧偏特性与以往的横向平均载荷分布模型存在较大差别.     

自由滚动轮胎侧偏特性的模拟研究

本文通过在轮胎印迹内垂直载荷分布理论模型中引入垂直载荷分布形状参数和修正系数,建立了比以往模型更完善的自由滚动轮胎侧偏特性理论模型以6.50 R16轮胎为例,分析了侧偏角、外倾角、垂直载荷及其分布形状参数以及垂直载荷分布质心偏布率等对其侧偏特性的影响。     

基于最大回正力矩的轮-地摩擦因数估计法

轮-地摩擦因数是对车辆控制尤其是车辆主动安全控制系统非常重要的一个量,但现有的方法却很难对其准确地测量,在介绍Brush轮胎模型的基础上,针对轮胎侧偏特性做了不同载荷下的单轮台架试验,验证了轮胎模型的准确性.在深入分析电动助力转向系统(EPS)动力学特性的基础上,利用EPS自带传感器测量了转向系总的回正力矩,并推导出了最大回正力矩与轮-地摩擦因数间的线性关系.通过提出3个假设,理论推导了利用现有传感器判断回正力矩峰值时刻的方法并进一步提出了轮-地摩擦因数的最大回正力矩估计算法(MAMM).通过多种工况下的仿真计算和试验分析发现该估计方法适用于各种不同路面且具有很高的估计精度.     

轮胎动力学模型的建立与仿真分析

分析了各种常用轮胎模型的特点与应用范围,根据汽车操纵动力学研究的需要,在Matlab／Simulink中运用“魔术公式”建立了轮胎动力学模型,并对汽车轮胎力与纵向滑移率,纵向力、侧向力及回正力矩与纵向滑移率、侧偏角、垂直载荷的关系等轮胎特性进行了仿真分析,结果表明,“魔术公式”轮胎动力学模型可以较好地模拟轮胎的动力学特性,满足整车动力学研究的需要．     

三维非线性轮胎的五刚特性仿真

忽略胎面花纹形状,利用Rebar单元模型模拟帘线-橡胶复合材料,建立175/65R14型子午线轮胎的三维有限元模型.考虑轮胎橡胶材料非线性、几何非线性、接触非线性等因素,运用非线性有限元分析软件ABAQUS,全面分析了接地轮胎在径向载荷、侧向载荷、纵向载荷、扭转力矩等作用下的变形情况,揭示了轮胎的五刚仿真特性.结果发现...     

多轮驱动车辆速差转向轮胎的切向与侧向联合模型

为研究轮式速差转向车辆在转向过程中轮胎的工作状态,通过基于二维载荷分布规律的轮胎侧偏特性的一般理论模型对速差转向车辆的轮胎进行分析,推导并建立了轮胎的切向与侧向联合模型,并利用该模型分析车辆结构参数对轮胎力学特性的影响. 结果表明:在小半径转向情况下,印迹长度对侧向力影响较大.      

干燥路面上轿车轮胎侧偏特性试验

应用平台式轮胎力学特性试验机,研究了规格和胎体与胎面材料相同但胎面花纹形式不同的3条子午线轿车轮胎在模拟干燥路面上的侧偏特性,即侧向力特性和回正力矩特性.分析了胎面花纹、轮胎负荷和轮胎气压等因素对轮胎侧偏特性的影响.结果表明,在法向负荷0~7 kN,侧偏角0~15°,平台速度0~0.15 m/s,气压0.20~0.30 MPa的试验条件下,胎面刻花轮胎的侧偏特性优于纵沟花纹轮胎,其中顺向花纹轮胎的侧偏特性最佳.     

非稳态轮胎侧偏特性仿真的数值算法

根据非稳态条件下轮胎侧向力与回正力矩的理论表达式,给出了轮胎侧偏特性在空间域与频率域仿真的４ 种基本数值算法。基于这些算法可以实现各种复杂工况或极限工况下的轮胎非稳态侧向力、回正力矩及侧偏频率响应的数值计算,这些算法以及仿真数据还可以用于车辆动力学分析与仿真。     

计及胎面花纹影响的轮胎侧偏特性有限元分析

以205/55R16半钢子午线轮胎为参考轮胎,利用组合类保角映射簇建模法构建了不同胎面花纹的一系列轮胎有限元模型,得到了完全的、较高质量的六面体网格,并形成了花纹轮胎侧偏滚动工况的先隐式后显式算法的求解策略.计算结果表明,采用的有限元模型和求解策略是有效的,将数值振荡控制在了一个较低的水平.在此基础上,考察了胎面花纹对轮胎侧偏特性的影响.结果表明,与光面轮胎相比,花纹轮胎的侧偏刚度与回正刚度有明显减小;非对称花纹轮胎与对称花纹轮胎之间的侧偏刚度与回正刚度差别很小;非对称花纹轮胎的残余侧向力和残余回正力矩与光面轮胎和对称花纹轮胎相比有明显减小.     

轮胎滑移能量在电动汽车控制中的应用研究

针对四轮驱动电动汽车力矩分配问题,提出了一种考虑轮胎滑移能量的四轮驱动电动汽车控制结构与力矩分配方法.该方法将高级底盘控制HCC结构与最优控制相结合,在HCC结构的基础上,将车辆侧向力的控制从HCC结构中分离,通过最优控制车辆主动前轮转向和直接横摆力矩来实现车辆的稳定行驶.提出了一种适用于HCC结构的增量型最小化滑移能量力矩分配方法,并基于UniTire滑移能量模型进行了相关的动力学仿真.结果表明在不控制前轮转向和横摆力矩的情况下车辆是失稳的,而采用文中所提结构结合最小化轮胎负荷率或最小化轮胎滑移能量是可以保证车辆侧向稳定的.      

轮胎非稳态侧偏特性非线性模型

在稳态指数统一模型的基础上 ,根据动态过程有效滑移率的理论表达式 ,建立了轮胎非稳态侧偏特性非线性模型 .在实验研究中发现当用有效滑移率和准稳态概念来计算回正力臂Dx时 ,有一种滑移率超前而回正力臂滞后的现象 ,它可以通过一个一阶滤波器来表达 .模型的计算结果与试验结果对比表明 ,该模型可以反映轮胎非线性动态侧偏特性 ,而且具有较高的精度 .它可以用于前轮摆振及汽车操纵动力学的研究中 .     

轮胎力学特性对飞机前轮摆振的影响分析

应用Smil1ey轮胎力学理论建立了轮胎力学特性模型，以该模型为基础，研究了轮胎侧向刚度和轮胎充气压力对飞机前轮摆振的影响。结果表明：轮胎侧向刚度和轮胎充气压力是影响飞机前轮摆振的重要参数，增加轮胎侧向刚度对摆振不利，增加轮胎充气压力有利于防止摆振。     

基于模型的轮胎参数估计方法

利用汽车ABS轮速传感器信号,在建立轮胎滚动的纵向力模型的基础上,运用最小二乘法等算法对轮胎半径和纵向刚度进行估计,并通过线性仿真进行进一步验证,由此来监测轮胎压力的变化情况,为间接TPMS的研究提供了一种较好的方法.     

考虑胎圈/轮辋接触的子午线轮胎三维有限元分析

近10多年来,有限元方法被越来越多的应用于轮胎设计过程,进行参数化研究,从而减少轮胎发展周期,甚至可以替代一定的轮胎测试.文中轮胎的材料非线性、几何非线性及接触非线性的有限元分析,着重研究了胎圈与轮辋接触面的应力分布.此外,要优化钢丝圈面积以提高耐久性,改进整个轮胎的设计以达到预期的疲劳寿命,必须准确掌握轮胎与轮辋之间的接触压力状态.     

变载荷下轮胎侧偏动力学特性的理论研究

为了模拟变载荷下轮胎侧偏动力特性,本文建立了轮胎模型,即轮辋-胎带-胎冠模型,在变载荷下,对模型进行了力学分析,计算结果与实验数据吻合良好.该模型还能作为一个子系统结合到整车中进行车辆动力学分析。     

前轮摆振机理再分析

轮胎的侧偏力学特性是前轮摆振发生的主要原因。通过比较两种都带轮胎侧偏特性的不同轮胎运动方式,对比分析两种运动的轮胎力做功,解释为什么轮胎力做功不同;从而说明轮胎在摆振运动中做正功,不断吸收能量体现轮胎负阻尼特性,所以发生轮胎自激型摆振。