轮胎湿抓地性能数值分析方法及评价指标研究

发布时间：2023-04-06 22:05

　　轮胎的湿抓地性能是影响汽车安全的重要因素,美国、日本、欧盟等推出的轮胎标签法以及我国的《绿色轮胎技术规范》都对轮胎的湿抓地性能提出了严格的要求。目前,轮胎湿抓地性能的研究主要依赖实车试验方法,但是试验条件苛刻、成本高。因此研究轮胎湿抓地性能仿真分析方法,提出具有普适性的轮胎湿抓地性能评价指标具有重要的理论意义和工程应用价值。本文采用功率谱密度函数对路面形貌进行描述,并基于谐波叠加法实现了三维路面重构;建立胎面橡胶-粗糙路面滑动接触模型,引入水膜承载力的作用,计算得到胎面橡胶-湿滑路面摩擦系数;探究了压力、滑移速度、路面粗糙度和橡胶材料等因素对湿摩擦系数的影响,并且建立了考虑压力和速度影响的胎面橡胶-湿滑路面摩擦模型。以205/55R16型子午线轮胎作为研究对象,建立并验证了轮胎有限元分析模型;在轮胎-湿路面流固耦合模型的基础上,采用胎面橡胶-湿滑路面摩擦模型模拟轮胎与路面的接触特性;建立了轮胎湿抓地仿真模型,通过控制轮胎转动角速度模拟ABS作用,实现轮胎湿抓地仿真分析,对比湿抓地性能的仿真结果和试验结果,两者具有良好的一致性。同时,仿真分析了路面粗糙度、胎面胶料、充气压力、轮胎载荷等因...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题研究目的及意义
    1.2 橡胶摩擦特性研究现状
    1.3 湿滑路面轮胎抓地性能研究现状
    1.4 轮胎接地特性研究现状
        1.4.1 接地压力分布测试
        1.4.2 接地特性对轮胎性能的影响
    1.5 主要研究内容
第二章 轮胎橡胶与湿滑路面摩擦行为仿真分析
    2.1 轮胎与湿滑路面摩擦接触机理
    2.2 三维路面的数值模拟及有限元建模
        2.2.1 路面形貌及功率谱密度函数
        2.2.2 三维路面的数值重构
        2.2.3 三维路面的有限元建模
    2.3 胎面橡胶-湿滑路面摩擦行为仿真分析方法
        2.3.1 胎面橡胶-粗糙路面滑动接触仿真分析方法
        2.3.2 胎面橡胶-湿滑路面摩擦系数计算
    2.4 仿真结果分析及摩擦模型建立
        2.4.1 摩擦系数影响因素分析
        2.4.2 胎面橡胶-湿滑路面摩擦模型建立
    2.5 本章小结
第三章 轮胎湿抓地性能数值分析方法
    3.1 轮胎有限元建模及试验验证
        3.1.1 橡胶材料本构模型
        3.1.2 轮胎有限元分析模型建立
        3.1.3 轮胎有限元分析模型的试验验证
    3.2 轮胎-湿路面流固耦合仿真分析
        3.2.1 轮胎-湿路面流固耦合算法
        3.2.2 轮胎-湿路面流固耦合模型建立
        3.2.3 仿真结果分析
    3.3 轮胎湿抓地仿真分析及试验验证
        3.3.1 轮胎湿抓地仿真方法
        3.3.2 仿真结果分析
        3.3.3 轿车湿地制动试验验证
    3.4 轮胎湿抓地性能的影响因素分析
        3.4.1 路面粗糙度对轮胎湿抓地性能的影响
        3.4.2 胎面胶料对轮胎湿抓地性能的影响
        3.4.3 充气压力对轮胎湿抓地性能的影响
        3.4.4 轮胎载荷对轮胎湿抓地性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 轮胎湿抓地性能评价指标研究
    4.1 轮胎湿抓地性能评价指标的初步探索
    4.2 轮胎接地特性参数提取
        4.2.1 轮胎接地特性参数
        4.2.2 轮胎接地试验
    4.3 轮胎湿抓地性能评价指标的提取方法
        4.3.1 接地特性参数筛选
        4.3.2 高相关性接地参数的主成分回归分析
    4.4 轮胎湿抓地性能评价指标普适性验证
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的主要工作
    5.2 论文的主要创新点
    5.3 工作展望
参考文献
致谢
硕士期间学术成果



本文编号：3784499