轮胎转偏力学特性研究

发布时间：2017-11-01 20:32

  本文关键词：轮胎转偏力学特性研究

  更多相关文章： 轮胎模型 转偏特性 稳态建模 非稳态建模 转偏试验

【摘要】：轮胎作为车辆和路面之间连接的唯一部件,其力学特性很大程度上决定着车辆的动力学性能,如操纵稳定性、平顺性、安全性等,而且对汽车零部件的开发和底盘控制系统的设计有重大的影响,因此准确地表达轮胎和路面之间的各种力和力矩已成为车辆设计开发过程中必不可少的部分。车辆在转向过程中,除发生侧偏和侧倾现象外,还存在转偏效应,尤其是低速小半径转弯时,转偏力学特性是影响汽车低速转向轻便性的重要因素,并且随着车辆智能化、电动化的发展,全轮转向对于轮胎转偏特性的准确描述更加迫切。鉴于此,本文开展了稳态和非稳态转偏力学特性理论和试验方面的研究,主要研究内容包括以下几点:首先,根据“刷子模型”的建模思想,从理论上分析了稳态转偏过程中胎面的变形,阐述了转偏力学特性产生的机理。在此分析的基础上,建立了抛物线压力分布及任意压力分布下轮胎简化转偏理论模型,阐述了侧向力和回正力矩关于转偏率的变化趋势,分析了不同压力分布形式对侧向力和回正力矩的影响。在简化模型的基础上建立了考虑胎宽因素的转偏理论模型,引入胎宽后,由于受到印迹中心两侧纵向力的影响,会导致侧向力峰值减小,回正力矩最大值增加。其次,基于轮胎转偏简化理论模型,进一步考虑胎体复杂弹性变形,并将接地印迹区内胎面离散为有限个微小单元,建立了轮胎转偏复杂离散仿真模型,分析了复杂胎体变形对转偏力学特性的影响。然后,根据转偏理论模型和机理的分析,建立了Uni Tire稳态转偏半经验模型。以Uni Tire稳态纯侧偏半经验模型为框架,通过添加的侧偏刚度、侧向平移、侧向力峰值、回正力矩峰值修正因子以及转偏产生的残余回正力矩表达了转偏率对轮胎力和力矩的影响。设计完成了稳态转偏试验,利用试验数据辨识得到的转偏半经验模型能够很好的拟合试验结果。最后,考虑轮胎胎体的松弛效应,建立了轮胎非稳态转偏模型。通过对模型中E函数的近似表达,分别建立了“一阶近似”和“双边近似”模型。设计完成了转动角阶跃试验,两个近似模型表达的结果与试验结果一致性较好,但与“一阶近似”模型相比“双边近似”模型具有更高的表达精度。
【关键词】：轮胎模型 转偏特性 稳态建模 非稳态建模 转偏试验
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.51
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 论文研究的背景和意义10-12
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 背景和意义10-12
• 1.2 轮胎力学特性的国内外研究现状12-17
• 1.2.1 国外研究现状12-15
• 1.2.2 国内研究现状15-17
• 1.3 论文的研究方法和技术路线17-18
• 1.4 论文的主要研究内容18-20
• 第2章 轮胎稳态转偏刷子理论模型20-44
• 2.1 轮胎建模基础20-25
• 2.1.1 轮胎模型坐标系20-21
• 2.1.2 轮胎模型输入输出21-22
• 2.1.3 轮胎接地印迹区压力分布22-24
• 2.1.4 Uni Tire轮胎模型滑移率定义24-25
• 2.2 不考虑胎宽的稳态转偏理论模型25-36
• 2.2.1 稳态转偏的定义26
• 2.2.2 转偏运动侧向变形26-27
• 2.2.3 抛物线压力分布下的稳态转偏模型27-31
• 2.2.4 任意压力分布下的稳态转偏模型31-36
• 2.3 考虑胎宽的稳态转偏理论模型36-42
• 2.3.1 无滑移区时的力和力矩37-38
• 2.3.2 存在滑移区的力和力矩38-42
• 2.4 本章小结42-44
• 第3章 考虑胎体复杂弹性的轮胎转偏离散仿真模型44-60
• 3.1 胎体侧向变形44-46
• 3.2 不考虑胎宽的转偏离散仿真模型46-56
• 3.2.1 不考虑胎体弹性的转偏离散仿真模型46-52
• 3.2.2 考虑胎体弹性的转偏离散仿真模型52-56
• 3.3 考虑胎体弹性和胎宽的转偏离散仿真模型56-57
• 3.4 本章小结57-60
• 第4章 稳态转偏半经验模型60-70
• 4.1 轮胎力学特性试验设备简介60-61
• 4.2 稳态纯转偏半经验建模61-67
• 4.2.1 Uni Tire稳态纯侧偏半经验建模61-64
• 4.2.2 Uni Tire稳态纯转偏半经验建模64-67
• 4.3 本章小结67-70
• 第5章 非稳态转偏力学特性建模及试验分析70-82
• 5.1 非稳态转偏概念70-71
• 5.2 转动角阶跃试验71-72
• 5.3 非稳态转偏力学特性建模72-81
• 5.3.1 非稳态转偏理论模型72-73
• 5.3.2 E函数“一阶近似”模型73-77
• 5.3.3 E函数“双边近似”模型77-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第6章 全文总结与展望82-86
• 6.1 全文总结82-83
• 6.2 研究展望83-86
• 参考文献86-90
• 附录 Uni Tire稳态纯转偏模型90-92
• 攻读学位期间申请的专利92-94
• 致谢94

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3 齐振锋;汽车转向系统动态仿真研究[D];西南交通大学;2010年

4 白帆;轮胎转偏特性的初步研究[D];吉林大学;2009年

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本文编号：1128441