UniTire和PAC2012轮胎模型稳态侧偏特性对比

发布时间：2017-09-17 18:07

  本文关键词：UniTire和PAC2012轮胎模型稳态侧偏特性对比

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【摘要】：轮胎力学特性是车辆动力学分析和研究的基础,轮胎的稳态侧偏特性对于车辆的行驶稳定性和安全性有重大影响。目前,在工程上应用非常广泛的轮胎模型是由我国郭孔辉教授提出的Uni Tire模型以及荷兰Pacejka教授提出的Magic Formula模型,这两种轮胎模型为车辆动力学仿真提供了有力的支持。一方面,郭孔辉教授领导的团队一直致力于对Uni Tire模型的深入研究与改进,本文就是在该模型的体系上以一种新的建模思路来描述侧倾侧偏理论模型,探讨该工况下侧向力和回正力矩的产生机理,并进行半经验建模,形成新版Uni Tire模型。另一方面,在Pacejka发布的最新版Magic Formula模型——PAC2012中,采用经验建模的方法认为侧倾侧偏回正力矩等于侧向力与气胎拖距的乘积,再加上残余回正力矩。为验证新版Uni Tire模型对侧倾侧偏工况的表达效果,本文开展了两种模型侧偏特性的对比研究,并为进一步推广最新版Uni Tire模型奠定基础。本文就以下几个方面开展了研究工作:1、建立侧倾侧偏特性理论模型。首先介绍轮胎坐标系,模型滑移率的定义,建立不考虑胎体弹性的纯侧偏刷子模型。然后将侧倾侧偏工况分成侧偏角?(29)0和侧偏角?(27)0两种情况讨论,建立轮胎稳态侧倾侧偏刷子模型;以一种新的思路分析侧倾侧偏工况侧向力和回正力矩的产生机理,认为该工况下侧向力等于新刷子模型下的纯侧偏侧向力与包含侧倾侧向力的初始侧向力之和,相应的回正力矩则等于新刷子模型下的纯侧偏回正力矩与包含侧倾回正力矩的初始回正力矩之和;并分析考虑动摩擦系数时,该理论模型的适用情况。最后,为Uni Tire半经验建模提供指导性意见。2、Uni Tire的侧倾侧偏特性半经验建模。首先介绍Uni Tire模型的基本框架;其次,以简化理论模型为指导,采用侧向曲率因子、侧偏刚度、动摩擦系数、初始侧向力、回正力臂以及初始回正力矩等特性参数,建立侧倾侧偏工况半经验模型;最后,通过大量试验数据进行验证,结果表明建立的侧倾侧偏工况半经验模型具有较高精度的表达能力。3、PAC2012模型分析。首先,介绍最新版Magic Formula模型——PAC2012模型,包括PAC2012模型的坐标系,建模思路,并分析特性参数对模型的影响。其次,给出PAC2012的具体模型公式。最后,根据典型工况仿真结果分析PAC2012对侧倾侧偏工况轮胎力学特性的表达效果。4、Uni Tire和PAC2012模型侧偏特性对比。从建模机理、参数物理意义和对试验数据的辨识精度三个方面,对最新版的Uni Tire模型和PAC2012模型就轮胎侧倾侧偏力学特性进行比较。通过分析可知:Uni Tire模型在理论上自动满足高阶边界条件,模型的理论基础更强,而PAC2012更偏向于经验表达;且Uni Tire模型参数的物理意义更加明确;在辨识精度方面,不管是侧向力还是回正力矩Uni Tire模型都要优于PAC2012模型。
【关键词】：UniTire PAC2012 半经验轮胎模型 侧倾侧偏特性 模型对比
【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】：U463.341
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究现状及发展13-17
• 1.2.1 轮胎稳态力学特性13-15
• 1.2.2 PAC2012模型15-16
• 1.2.3 UniTire模型16-17
• 1.3 论文的技术路线和研究内容17-20
• 1.3.1 论文的技术路线17-18
• 1.3.2 论文的研究内容18-20
• 第2章 轮胎侧倾侧偏特性的理论研究20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 UniTire模型的基本定义20-22
• 2.2.1 轮胎坐标系20-21
• 2.2.2 模型的输入及输出21
• 2.2.3 轮胎模型滑移率的定义21-22
• 2.3 轮胎纯侧偏刷子模型22-25
• 2.4 侧倾侧偏工况刷子模型25-33
• 2.4.1 正侧偏角下的侧倾侧偏刷子模型26-29
• 2.4.2 负侧偏角下的侧倾侧偏刷子模型29-31
• 2.4.3 考虑动摩擦系数的理论模型31-33
• 2.5 对半经验建模的指导意义33-34
• 2.6 本章小结34-36
• 第3章 UniTire轮胎侧倾侧偏半经验模型36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 Uni Tire模型基本框架36-38
• 3.3 侧倾侧偏侧向力半经验模型38-44
• 3.3.1 侧偏刚度半经验模型39
• 3.3.2 侧向曲率因子半经验模型39-40
• 3.3.3 摩擦系数半经验模型40-42
• 3.3.4 初始侧向力半经验模型42-43
• 3.3.5 侧向力模型验证43-44
• 3.4 侧倾侧偏回正力矩半经验模型44-48
• 3.4.1 回正力臂半经验模型45-46
• 3.4.2 初始回正力矩半经验模型46-47
• 3.4.3 回正力矩模型验证47-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 PAC2012模型研究50-68
• 4.1 引言50
• 4.2 魔术公式轮胎模型50-57
• 4.2.1 模型的坐标系51
• 4.2.2 建模思路51-57
• 4.3 PAC2012轮胎模型57-61
• 4.3.1 侧向力模型公式57-58
• 4.3.2 回正力矩模型公式58-60
• 4.3.3 魔术公式的建模要点60-61
• 4.4 PAC2012典型工况仿真结果61-65
• 4.5 本章小结65-68
• 第5章 UniTire和PAC2012侧偏模型对比68-80
• 5.1 引言68
• 5.2 建模机理对比68-69
• 5.3 参数物理意义对比69-70
• 5.3.1 侧偏刚度对比69-70
• 5.3.2 摩擦系数对比70
• 5.4 拟合精度对比70-77
• 5.5 本章小结77-80
• 第6章 全文工作总结与展望80-84
• 6.1 工作总结80-81
• 6.2 研究展望81-84
• 参考文献84-88
• 附录一 Uni Tire轮胎侧倾侧偏模型公式88-92
• 致谢92

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本文编号：870915