基于柔性环模型的智能轮胎垂/纵向力估算算法研究

发布时间：2022-07-04 21:37

　　智能轮胎是指通过在轮胎上安装传感器,监测轮胎受力情况和路面情况,帮助驾驶员改进车辆动力学控制系统的轮胎系统。为了实时监测轮胎力,基于轮胎理论模型搭建轮胎动力学参数与应变信号的关系,根据轮胎内衬层的周向应变求解车辆所需的轮胎受力信息,开发智能轮胎垂/纵向力估算算法。本文基于轮胎柔性环模型,推导了薄圆环内表面的周向应变公式,旨在根据周向应变的特征进行轮胎接地角度的估算。以205/55R16型的轮胎为研究对象,建立了轮胎有限元分析模型,利用有限元模型的仿真结果,对柔性环模型进行参数辨识和验证。结果表明,柔性环模型计算的负荷-接地角度关系与有限元的仿真结果具有很好的一致性。为了建立轮胎接地角度的估算算法,利用轮胎柔性环模型分析了周向应变的曲线特征,将应变一阶导数峰值对应的角度差CA2和二阶导数峰值对应的角度差CA3与接地角度进行比较。结果表明,以CA2和CA3的均值作为接地角度的估计值具有更高的精确度,并且轮胎接地角度随垂向力的增加而增加,随充气压力的增加而减小,滚动角速度和纵向力对接地角度的影响很小可以忽略。研究了以接地角度为中间变量,基于轮胎柔性环模型的垂向力估计算法。利用有限元仿真分析证... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题研究目的与意义
    1.2 智能轮胎技术发展现状
    1.3 轮胎信息的研究现状
        1.3.1 智能轮胎传感器类型
        1.3.2 轮胎估算算法的研究现状
    1.4 本文研究内容
第二章 轮胎柔性环模型
    2.1 轮胎的应变-位移关系
        2.1.1 坐标系的建立
        2.1.2 应变-位移关系
    2.2 轮胎柔性环模型建立
        2.2.1 轮胎的动力学方程
        2.2.2 薄圆环的径向和切向位移
    2.3 模型的解算方法
    2.4 本章小结
第三章 模型参数辨识与验证
    3.1 轮胎有限元分析模型的建立及验证
        3.1.1 轮胎有限元建模及仿真
        3.1.2 有限元模型精度验证
    3.2 模型参数的辨识方法
        3.2.1 几何参数的辨识
        3.2.2 刚度参数的辨识
        3.2.3 阻尼系数的辨识
    3.3 轮胎柔性环模型验证
    3.4 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第四章 轮胎垂向力估算算法
    4.1 轮胎接地角度的估算
        4.1.1 应变曲线特征分析
        4.1.2 轮胎接地角度估算算法
        4.1.3 接地角度估算算法验证
    4.2 不同工况下的接地角度分析
        4.2.1 自由滚动工况
        4.2.2 驱动/制动工况
    4.3 垂向力估算算法及验证
    4.4 本章小结
第五章 轮胎纵向力估算算法
    5.1 薄圆环的纵向动力学模型
        5.1.1 模型建立
        5.1.2 仿真分析
    5.2 信号特征分析
        5.2.1 特征曲线分析
        5.2.2 特征曲线指标
    5.3 纵向力估算算法及验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 论文的主要创新点
    6.3 工作展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]TPMS法规现状及未来趋势展望[J]. 苏博.  中国橡胶. 2020(02)
[2]智能轮胎的垂向力预测应用研究[J]. 王岩,林炳钦,梁冠群,危银涛.  轮胎工业. 2019(02)
[3]轮胎电子标签行业标准实施[J].   轮胎工业. 2016(09)
[4]各向摩擦系数不同条件下轮胎力学特性的统一理论模型[J]. 郭孔辉.  中国机械工程. 1996(04)
[5]轮胎侧偏特性的一般理论模型[J]. 郭孔辉.  汽车工程. 1990(03)

博士论文
[1]考虑接地印迹特性的半物理轮胎模型研究[D]. 徐婷.吉林大学 2018
[2]子午线轮胎综合接地性能评价体系与方法研究[D]. 梁晨.江苏大学 2013

硕士论文
[1]基于多点加速度测量的智能轮胎信息估算算法研究[D]. 路妍晖.吉林大学 2019
[2]降低轮胎滚动阻力的胎体和花纹结构设计研究[D]. 吴旭.江苏大学 2018
[3]基于加速度计的智能轮胎设计及轮胎力估算算法研究[D]. 刘胜利.吉林大学 2017



本文编号：3655970