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.      

用于汽车轮胎力学特性研究的试验拖车

研究汽车在各种路面高速运动状态下的轮胎力学特性,为汽车的结构设计与改进提供试验数据。利用研制的试验拖车,通过在各种路面上的道路试验进行轮胎力学特性的各种研究,由此得到各种参数之间的相互关系及影响。试验结果表明,试验数据与理论分析基本吻合,证明拖车能够用于汽车轮胎力学特性的研究。     

用汽车力学参数预测汽车稳态转向特性

汽车的稳态转向特性目前主要通过场地试验的方法获得,文章探讨采用汽车力学参数的测量结果预测汽车稳态转向特性的方法。根据影响汽车稳态转向特性的各项因素与不足转向度之间的内在关系,以在汽车力学参数试验台上实测的汽车力学参数数据为基础,采用曲线拟合方法,并加入汽车的轮胎特性,对被试车辆的不足转向度进行了预测。预测结果与试验场地实测结果的对比表明两者具有较好的吻合性。研究结果表明利用汽车的力学参数预测稳态转向特性具有不受环境影响、易于辩识影响因素等优点     

重载子午轮胎非线性特性研究与模型修正

针对重载子午轮胎在大变形过程中的非线性面外力学特征,开展了基于魔术公式(MF)对重载子午轮胎非线性特性和模型修正方法研究.基于轮胎六分力测试试验,开展了重载子午轮胎的面外力学试验研究.针对该型轮胎垂向载荷范围大、扁平比大的特点,分析了重载工况下轮胎垂向载荷对轮胎侧偏特性和纵滑特性的影响规律,建立了重载子午轮胎的无量纲侧偏特性和纵滑特性的非线性解析模型;基于粒子群算法(PSO)和试验数据,开展了轮胎魔术公式模型的特征参数辨识研究,分析了辨识结果对不同载荷作用下的轮胎力学特性匹配程度与影响因素;基于相似性原理提出了重载工况下的魔术公式修正模型,与轮胎六分力测试试验结果进行对比,验证了修正模型的准确性.     

重载车辆轮胎模型参数辨识与灵敏度分析

为了探究重载轮胎性能对多轴重型车辆行驶特性的影响,基于轮胎六分力测试试验,对GL073A型重载子午轮胎的力学模型参数进行辨识研究.针对魔术公式轮胎模型参数多,重载子午轮胎垂向载荷范围大所导致的强非线性变化的特点,提出一种基于粒子群算法和Levenberg-Marquardt算法的混合优化参数辨识方法,以轮胎六分力测试试...     

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.      

利用模态参数模型研究轮胎稳态侧偏特性

轮胎稳态侧偏特性模型是轮胎力学模型的一个重要组成部分。在静垂直模型基础上利用轮胎的侧向模态参数建立了轮胎稳态侧偏特性模型。对轮胎进行侧向激振试验得到轮胎的侧向模态参数,依据轮胎侧偏时印迹的几何变形及模态参数建模的思想,得到了侧向力分布。并由此推导出侧向力、回正力矩及侧偏刚度和松驰长度的计算表达式。计算在不同摩擦因数下的侧向力和回正力矩,结果与文献中的试验结果定性符合。而将结果转化为量纲为１的形式后与Ｆｉ－ａｌａ和桥石模型比较,结果表明两者拟合较好。     

轮胎操稳非稳态特性建模的理论与方法

为合理表达非稳态工况下轮胎力学特性,基于当前工作点轮胎物理模型描述,提出了一种全新的轮胎非稳态特性建模方法,给出了模型求解流程,并展示了TMPT部分非稳态工况仿真结果.所提出的模型具有适用于任意非稳态工况、非恒定松弛长度、高速与低速特性统一表达的特点.     

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.     

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。     

由稳态转向特性试验估算轮胎侧偏刚度

侧偏刚度是决定操纵稳定性的重要参数,轮胎应具有足够的侧偏刚度以保证汽车具有良好的操纵稳定性.文章探讨了在没有轮胎侧偏特性试验台的条件下,如何根据稳态转向特性试验结果估算小侧偏角下的侧偏刚度,并以安凯牌HFF6120K01型客车为例,求得轮胎的侧偏刚度.     

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 .     

用Magic Formula对轮胎特性曲线的拟合与优化

轮胎特性是研究汽车动力学的基础,特别是轮胎的侧偏特性对汽车操纵稳定性有着非常重要的影响,在汽车操纵稳定性的仿真研究中,用试验的方法来获得轮胎特性已不能满足研究的需要,而有必要建立轮胎模型,作者介绍了采用Magic Formula建立轮胎模型的方法,包括试验曲线的样条化、优化目标函数的设计和拟合优化方法等,得到了MagicFormula轮胎模型中的各参数,为进一步对汽车操纵稳定性的仿真研究奠定了基础。     

极限行驶条件下车辆质心侧偏角观测器设计

用非线性车辆模型线性化方法,设计了基于广义卡尔曼滤波器和广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.给出考虑了轮胎非线性特性的扩展二自由度车辆模型,用非线性最小二乘法拟合轮胎模型的参数;分析非线性模型的能观性,并通过局部线性化方法,将非线性模型在当前状态处线性化,并得到近似的线性模型;设计了广义卡尔曼滤波器和线性化龙贝格观测器,并证明观测器的稳定性;最后,通过典型的操纵稳定性试验,验证算法的有效性.极限行驶工况下采用非线性模型线性化的方法,能获得更高的估计精度.     

轮胎高速直线稳定性研究

针对不同型号的轮胎进行力学特性试验,建立轮胎模型和车辆动力学模型。实验结果显示,所建模型是正确的,可以进行车辆操纵稳定性仿真实验。通过中心区和回正性仿真试验,研究不同轮胎对车辆直线性的影响。在中立感实验中,轮胎的侧偏刚度越大,侧向加速度、横摆角速度和侧倾角越小。在回正实验中,轮胎的侧偏刚度越大,方向盘转角、横摆角速度和侧倾角的残余越小。仿真结果显示不同侧偏特性的轮胎表现出不同的直线稳定性。     

基于魔术公式的轮胎特征函数计算方法

提出了利用魔术公式(magic formula)计算轮胎特征函数的方法。基于轮胎力学特性试验数据辨识得到magic formula轮胎模型中的相关系数。根据magic formula轮胎模型可以计算轮胎在任意载荷、任意运动状态下与操纵稳定性相关的性能指标,用来进行性能的集成;同时可以作为对轮胎特性的要求,提供给轮胎供应商作为性能开发的基准。以某一车型轮胎选型过程中轮胎特征函数的计算为例,说明了具体的实现过程,此方法提高了汽车操纵稳定性匹配与性能集成的精度与效率,具有实际的工程意义。     

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.      

轮胎非稳态侧偏力学中E函数分析

为更好地分析考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏特性理论模型 ,在模型传递函数中定义了 E函数。通过推导 E函数的 Taylor展开式与导数关系式 ,探讨了速度变化时 E函数的频率特性以及速度变化时 E函数的简化形式 ,分析了轮胎非稳态侧偏特性与 E函数之间的内在关系。得出了通过 E函数的 Taylor展开式可以从轮胎非稳态转偏模型推导出轮胎稳态转偏理论模型的结论 ,得到了简化形式 E函数的频率特性与原 E函数频率特性的偏差受速度、频率影响的定性关系。其分析结果可用于轮胎力学与车辆动力学建模与仿真