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轮胎稳态模型研究

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·吉林大学

各种各样的轮胎理论模型,经验模型和半经验模型在车辆动力学仿真中得到不同程度的应用。而各种模型的建立都要依靠轮胎试验数据,轮胎力学特性试验受诸多因素的影响,如轮胎类型、纵向滑移率、侧偏角、垂直载荷和轮胎速度等,如果考虑所有这些因素去做各种可能的试验,会导致试验周期长,成本高,这在轮胎模型的应用上是很不现实的。而具有预测能力的轮胎模型能以尽可能少的试验数据获得对轮胎力学特性全面的描述,达到降低试验成本,缩短汽车开发周期的目的。本文建立了具有任意接地印迹压力分布的考虑动态摩擦特性和大侧倾角影响的轮胎侧偏侧倾特性广义刷子理论模型,以及具有任意接地印迹压力分布的考虑动态摩擦特性的轮胎纵滑侧偏特性广义理论模型,并在理论研究和试验分析的基础上提出满足高阶理论边界条件的“统一轮胎模型”——UniTire Model,并且与Magic Formula轮胎模型就建模机理,全局辨识精度和侧偏刚度进行对比研究。以广义理论模型为基础的UniTire轮胎模  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

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轮胎复合滑移非稳态半经验模型研究

近些年,轮胎模型研究的重心放在了轮胎稳态研究方面,尤其是轮胎的稳态侧偏纵滑模型,但是在轮胎侧偏纵滑非稳态的研究领域,和稳态的侧偏纵滑相比,此领域的研究明显滞后,国内方面关于此类的文章鲜有发表,为此本文展开了对轮胎非稳态现象的初步研究。首先主要介绍了UniTire稳态模型,包括轮胎坐标系的建立,模型的输入与输出,印迹压力分布,并定量的分析了相关参数如均匀性因子、凹凸性因子以及偏布因子对印迹垂直压力分布的影响,同时还着重介绍了UniTire稳态模型的结构参数,并通过具体结构参数的分析,讨论了轮胎拖距、曲率因子、刚度参数以及摩擦特性对稳态模型的影响。其次详细介绍了轮胎三向加载试验台的原理以及轮胎胎体侧向刚度、纵向刚度、扭转刚度的测量。分析了不同纵向力下对轮胎胎体侧向刚度的影响以及不同侧向力下对轮胎胎体纵向刚度的影响,辨识出不同侧向力和纵向力的刚度,并对刚度进行归一化处理得出初步结论,同时通过ABAQUS软件进行了仿真验证。再次,轮胎非...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

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胎压对轮胎力学特性影响的研究

轮胎是车辆的重要组成部分,轮胎又是连接汽车与路面的唯一部件,在整车动力学仿真过程中,轮胎动力学仿真占据极其重要的位置。在近几十年中,轮胎模型层出不穷,但真正应用广泛的轮胎模型并不多,其中Uni Tire模型是一种半经验轮胎模型,由郭孔辉院士带领其团队完成,至今仍在不断发展。胎压是影响轮胎力学特性的重要因素,但是目前研究者对于胎压的研究很少,将胎压因素加入到轮胎模型中能够拓展模型使用范围及提高模型精度。由于轮胎材料及结构十分复杂,仅仅从理论上研究胎压对模型的影响并不容易,本文采用试验、仿真、理论相结合的方法来研究影响。通过轮胎试验及有限元仿真,开展了胎压对轮胎力学特性及模型参数影响的研究,引用刷子模型来解释部分原因,并将胎压做为输入加入到Uni Tire模型之中,主要开展了以下几个方面的研究工作:1、轮胎试验是本文的核心内容,本文介绍了所用设备,即吉林大学轮胎低速平板试验台,简单介绍了试验台的结构、技术指标及控制方式。利用现有试验...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

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UniTire轮胎非稳态模型的精度验证与完善

汽车在行驶过程中,不可能一直匀速直线地行驶在良好路面上,一般总是要转弯,要经历不平的路面,有时候还要在干路面,冰雪路面,滑水路面等不同路面行驶,轮胎总是在非稳态工况下运动,轮胎的侧向速度,路面状况(摩擦系数),轮胎与路面间的垂向力时刻在变化,这些因素都影响着轮胎的侧向力学特性,也直接影响着汽车的操稳特性,所以研究轮胎的侧向非稳态力学特性十分重要,建立能够表达复杂工况下轮胎力学特性的轮胎非稳态模型更是具有重大实际意义。本文主要研究多种复杂侧偏工况下轮胎的非稳态力学特性,通过设计并实现大量非稳态试验,必要时用有限元虚拟试验的手段,在已有Uni Tire半经验非稳态模型的基础上进行完善处理,然后与PAC2012模型、试验数据进行对比,验证其表达能力和精度。论文首先设计并实现了研究本文轮胎模型中所用到的全部轮胎力学特性试验,有纯侧偏工况下的稳态试验,侧向刚度试验,接地印迹测量试验,这些试验为后续非稳态建模提供必须的参数;还有侧偏角阶跃工...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

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轮胎热机耦合力学特性及建模研究

轮胎实际工作过程中呈现热机耦合力学特性,Michelin轮胎试验研究表明,温度升高能导致乘用车轮胎附着力降低接近10%,影响车辆的安全性。目前,国内外学者主要关注侧偏工况下轮胎热机耦合试验现象的简单数值表达,对于载荷、速度、胎压及温度多因素强耦合复杂工况下的轮胎热机耦合力学特性机理及建模研究还不够透彻。本文针对这些问题开展实验和理论研究,揭示轮胎热机耦合力学特性机理,建立热机耦合力学特性理论模型和高精度半经验模型,并探讨其对车辆操纵稳定性影响。论文的主要研究内容和结论如下:1)建立轮胎力学特性理论模型。重点关注与轮胎温升特性密切相关的载荷、速度和胎压对轮胎力学特性的影响,在前人工作基础上,通过实验研究载荷和胎压对接地印迹半长和胎体刚度的影响规律,确定其非线性耦合描述方程,结合胎/路动态摩擦特性表达,建立轮胎复合工况力学特性理论模型,重点分析载荷和胎压耦合作用下轮胎纵滑刚度和侧偏刚度的非线性变化,在不考虑轮胎热力学效应的前提下,揭...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

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复合工况下轮胎稳态模型研究

轮胎力学特性是车辆动力学分析和研究的基础,包括侧偏、侧倾以及纵滑的全复合工况下的轮胎特性对于车辆的行驶稳定性和安全性有重大影响。目前,对于实际轮胎大载荷时常出现的强各向异性刚度下的侧偏纵滑耦合特性,以及进一步包括大侧倾影响的全复合工况的轮胎力学特性的研究和建模还很不充分;另外,复合工况力学特性试验难度大、周期长、成本高,开发不再需要复合工况数据的预测模型具有重要的意义,是当前轮胎模型发展的研究热点。围绕上述问题,在郭孔辉教授提出的UniTire统一轮胎模型的体系上,本文开展了以下研究工作:首先,建立了不考虑胎体弹性的侧偏纵滑复合工况刷子简化理论模型,并引入侧倾的影响,建立了考虑侧倾的轮胎侧偏特性简化理论模型。重点分析在无量纲空间内,复合工况下总切力和回正力臂的变化趋势,以及侧倾对侧向力和回正力臂的影响。揭示了侧偏纵滑工况下无量纲总切力和回正力臂是相对综合滑移率的单变量函数,与纯工况具有统一的表达,而当包含侧倾时,这种单变量函数关...  (本文共178页) 本文目录 | 阅读全文>>