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．     

基于FEM与ADAMS的轮胎对整车动态性能的影响

考虑轮胎的材料、几何非线性及轮胎与地面的接触非线性,借助ABAQUS软件建立搬移拖车355/65R15型子午线轮胎的三维有限元模型。轮胎径向刚度仿真计算值与理论估算值结果对比分析验证了该模型的有效性。对轮胎稳态滚动过程中轮胎侧偏、纵向滑移工况进行了仿真分析。在轮胎稳态滚动有限元分析的基础上运用规划求解的方法对轮胎的动力学Pacejka89模型进行参数辨识,并建立基于搬移拖车系列轮胎的不同Pacejka89模型的搬移拖车动力学模型,在相同条件下分析轮胎对搬移拖车整车动态性能的影响,这些研究结果对搬移拖车轮胎的选用及整车动态性能分析提供了一定的参考价值。     

基于轮胎力学特征的轮胎磨损主因子仿真分析

为了量化分析车辆在不同运动状态下轮胎的磨损程度,通过研究轮胎磨损模型,提出了基于轮胎力学特征的轮胎纵向磨损主因子和侧向磨损主因子,建立了基于"魔术公式"轮胎模型的轮胎纵向磨损主因子和侧向磨损主因子模型。通过对纯制动和纯转弯两种工况下轮胎磨损主因子的仿真分析,得出了滑移率、侧偏角、垂直载荷、纵向力、侧向力与纵向磨损主因子和侧向磨损主因子关系曲线。利用轮胎磨损主因子模型的仿真结果,为定量地分析不同运动状态下轮胎的磨损程度提供可靠依据,对延长轮胎的使用寿命具有重要意义。     

基于有限元与Adams的轮胎对整车动态性能的影响

考虑轮胎的材料、几何非线性及轮胎与地面的接触非线性,借助Abaqus软件建立搬移拖车355/65R15型子午线轮胎的三维有限元模型。轮胎径向刚度仿真计算值与理论估算值结果对比分析验证了该模型的有效性。对轮胎稳态滚动过程中轮胎侧偏、纵向滑移工况进行了仿真分析。在轮胎稳态滚动有限元分析的基础上,运用规划求解的方法对轮胎的动力学Pacejka89模型进行参数辨识;并建立基于搬移拖车系列轮胎的不同Pacejka89模型的搬移拖车动力学模型。在相同条件下分析轮胎对搬移拖车整车动态性能的影响,这些研究结果对搬移拖车轮胎的选用及整车动态性能分析提供了一定的参考价值。     

轮胎纵向力的神经网络模型

将人工神经网络方法用于轮胎纵向力特性的建模，建立了以滑移(转)率为变量，以垂直载荷为参变量的轮胎纵向力神经网络模型。对轮胎实测数据与神经网络模型预测结果的对比表明，轮胎神经网络模型的精度能满足工程要求，BP前馈神经网络可有效地应用于车辆轮胎纵向力特性的数学建模，且建模过程简单，模型计算较快，预测精度较高。     

轮胎有限元建模过程优化及刚度特性仿真研究

文章将轮胎胎面、胎侧、帘线层、子午带束层等主要部分进行合理简化,为控制轮胎外形及其网格精度对模型求解的影响,对轮胎断面曲线尺寸进行合理计算并重新绘制;建立了由一维梁单元、二维壳单元、三维实体单元组合的子午线轮胎有限元模型。利用LS-DYNA软件模拟分析了轮胎在不同路况下的刚度特性,探讨了有限元模型的单元特性对仿真结果精度的影响,研究了轮胎的非线性材料特性与接触特性对仿真结果的影响,为提高轮胎有限元模型的仿真分析精度,建立了多个仿真模型进行对比分析。通过对轮胎的径向、侧偏刚度等特性的仿真分析及其与试验结果的比较分析,探讨了轮胎有限元建模过程的关键优化技术及提高仿真模型精度的关键问题。     

三角平衡轮廓轮胎温度场的模拟

三角平衡轮廓轮胎是一种新型的轮胎结构,其特征在于胎肩处和胎侧处放置高强度的支撑块来提高轮胎的性能。本文基于ABAQUS软件建立255/30R22轮胎和三角平衡轮廓轮胎的三维模型,模拟两种轮胎以60 km/h稳态滚动的工况,研究了255/30R22轮胎和三角平衡轮廓轮胎在稳态滚动过程中的温升过程。结果表明,与255/30R22轮胎相比,三角平衡轮廓轮胎提高了胎侧的刚度使胎侧生热减少,支撑块拉直了胎面使胎面变形减小,所以胎侧和胎面的温度较低;三角平衡轮廓轮胎胎体反包处的温度较255/30R22轮胎低很多,避免出现胎体脱层破坏。     

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.     

一种新的纯工况轮胎操稳模型

为使用较少的参数就可精确地表达具有强非线性的轮胎力学特性,通过对纯侧偏及纵滑轮胎力学特性试验数据的观察,引申出轮胎滑移刚度衰减曲线概念,进而提出了一种新的轮胎操稳特性表达方法,给出了纯工况时侧向力、纵向力及回正力矩的基本公式,并进行了建模结果与试验数据的对比.所提出的模型具有物理意义明确,参数少,精度高的特点.     

基于轮胎滑水模型的轮胎-沥青路面附着特性影响因素分析

为研究轮胎与沥青路面之间的附着特性,基于耦合欧拉-拉格朗日法(CEL法)建立充气花纹轮胎滑水有限元模型,验证了滑水模型适用性,计算出AC,SMA及OGFC三种沥青路面附着系数曲线.基于轮胎-路面附着特性理论,分析了制动防抱死系统(ABS)状态和潮湿条件下轮胎-路面附着特性影响因素.研究发现:胎路附着特性与轮胎运动状态有关,随滑移率增大轮胎受到的纵向附着系数先上升后下降,滑移率为15%左右时附着系数达到最大;在水膜厚度较小、轮胎压力较高时增大表面宏观纹理可提高路面抗滑性;平均断面深度(MPD)一定时,干燥路面较潮湿状态体现出更高的附着性能;相同水膜厚度时,附着系数随车速增加而不断减小,OGFC路面比AC路面和SMA路面具有更好的抗滑性能.     

子午线轮胎胎面侧向刚度研究

首先分析轮胎的接地特性进行研究,得到了轮胎的接地印迹公式,并通过试验验证了公式的正确性,在此基础上,采用能量法确定胎面单元的侧向刚度计算公式,最后通过数值仿真分析了胎压和垂向载荷对轮胎胎面侧向刚度的影响.     

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.     

轮胎-路面三维力解析模型的建立与简化方法

研究轮胎-路面之间的三维作用力,对预测路面早期损坏、优化道路设计具有指导作用,同时也是分析车辆动力学性能、研制和改进整车控制系统的有效手段.文中利用ABAQUS有限元仿真软件,建立了轮胎与路面之间相互作用力与胎冠相对轮辋中心位移之间的力-位移多元非线性回归模型;该模型通过分析在三维力作用下轮胎不同位置处节点的变形和位移...     

解析研究侧偏工况下多自由度汽车的轮胎磨损

从能量的角度分析了侧偏角对轮胎磨损量的影响趋势.将轮胎刷子模型、9自由度的整车运动模型和转向梯形结合起来,建立了轮胎磨损与转向梯形结构参数、汽车行驶速度、底盘结构参数之间的解析公式.     

湿滑路面上固体颗粒对轮胎附着性能的影响

文章依据流体动力润滑理论,把轮胎的黏性滑水现象模拟为光滑胎面单元与粗糙路面之间的动压、挤压膜问题,同时考虑了雨水中固体颗粒浓度对黏度的影响,从而建立了轮胎/路面黏性滑水现象的平均流量模型,并进行数值求解,分析了固体颗粒、外载荷、初始高度、滑动速度等因素对轮胎附着性能的影响。结果表明,外载荷、初始高度、滑动速度对轮胎湿附着性能有重要影响,减少液膜中固体颗粒浓度有利于提高胎面单元的湿附着性能。这些结果将促进轮胎黏性滑水理论的进一步完善。     

侧垂向力耦合模型的轮胎多边形磨损分析

多边形磨损是汽车轮胎磨损研究中的新课题,具有重要的理论价值和研究意义.考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,建立了基于LuGre摩擦模型的轮胎侧、垂向力耦合的动力学模型.根据自激振动理论,得出轮胎多边形磨损与胎面的侧向振动有关,磨损边数近似等于胎面的侧向振动频率与车轮滚动频率之比,并通过仿真得到了能够引起胎面自激振动的车速和车轮前束角范围.结果表明,所建模型能很好地解释轮胎多边形磨损的形成机理,为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据.     

轮毂电机驱动电动车的纵向动力学分析及参数优化

电动轮系统中的轮毂电机会产生转矩波动,此转矩激励未经缓冲直接作用于轮胎将会引起轮胎滑转率和纵向力波动等动力学问题.为此,首先建立了电动轮纵扭耦合动力学模型并分析电动轮的模态特征,提出用纵向加权加速度均方根值(W-RMS)、滑转率信噪比(SNR)和负载转矩波动脉动率(DFR)对电动轮纵向性能进行评价;其次分析了系统参数灵敏度,得出了评价指标受系统结构参数的影响规律:纵向加权加速度均方根值主要受到车身质量和电机质量的影响,滑转率信噪比和负载转矩波动脉动率除受质量参数影响外还取决于轮胎周向刚度和胎面刚度.最后通过系统参数优化确定了使3个指标改善的参数取值,分析发现参数优化能够使各指标在对应模态下的最大值显著下降.     

仿生非光滑花纹沟对轮胎抗滑水性能的影响

以205/55R16乘用车轮胎为研究对象,采用计算流体动力学建立了考虑胎面花纹变形的轮胎滑水分析模型;以气-液二相流数值模型分析了轮胎的滑水性能,并将临界滑水速度仿真值与NASA滑水速度预测值及轮胎发生滑水时力平衡下的速度进行对比.在此基础上,引入仿生减阻理念,研究了夹角为60°、高度为0.6mm的仿生对称V形结构对花纹沟排水量和水流阻力的影响,并将其结构特征信息等效移植到接地区轮胎花纹沟底,进行了仿生花纹轮胎的滑水性能分析.结果表明:所建滑水分析模型可用来分析轮胎滑水时的流体运动特性;相对原花纹轮胎,仿生非光滑花纹沟轮胎通过提高接地区花纹沟内水流速度,降低了胎面动水压力,提高了临界滑水速度.     

基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损机理分析

考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,采用动态LuGre摩擦模型,建立基于胎面侧向振动的轮胎多边形动力学模型,并对系统的稳定性进行了分析,指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象.研究表明轮胎多边形磨损是一种典型的非线性自激振动现象,其发生与胎面的侧向振动有关,轮胎多边形磨损的边数近似等于胎面的侧向振动频率与车轮转动频率之比,并通过仿真得到了能够引起胎面自激振动的车速和轮胎前束角范围.结果表明所建模型能够很好地解释轮胎多边形磨损的形成机理,为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据.