胎压对轮胎力学特性影响的研究

发布时间：2017-10-05 13:09

  本文关键词：胎压对轮胎力学特性影响的研究

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【摘要】：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。利用现有试验条件对试验进行设计,根据Uni Tire模型辨识所需条件,本文选取两条轮胎、五个胎压、三个载荷,包括不同胎压的纯侧偏、侧偏侧倾及侧偏角阶跃试验。纯侧偏试验及侧偏侧倾试验侧偏角范围为-20°到20°,侧倾角为0°、4°和8°,侧偏角阶跃试验侧偏角为1°。利用有限元软件ABAQUS完成纯侧偏及侧偏侧倾工况的仿真工作。2、详细介绍了PAC2012稳态模型建模思路,包括其使用的坐标系,模型输入、输出,并给出了侧偏侧倾侧向力及回正力矩的详细表达式。为了研究模型加入胎压因素前后的表达能力,对得到的试验数据进行两种方式的参数辨识,一种是使用不包含胎压参数的模型对每一个胎压的数据进行辨识,另一种方法为使用完整的模型对所有胎压的数据进行辨识,对比其辨识精度。之后简单介绍了侧偏角阶跃模型的理论基础,及仿真方法,利用辨识得到的松弛长度仿真出侧偏角为1°的侧偏角阶跃工况,与试验数据进行对比。3、详细介绍了Uni Tire侧偏侧倾模型的建模思路,给出了详细的表达式。对得到的试验数据及仿真结果进行分析、处理,通过辨识得到胎压对轮胎力学特性及模型重要参数的影响规律,参数包括摩擦系数、侧偏刚度、侧倾刚度、拖距等,结合刷子模型的理论对部分现象进行解释。然后研究胎压对松弛长度的影响,总结其影响规律。通过对胎压进行标准化处理,结合胎压对参数的影响规律,将胎压做为输入加入到模型之中。利用新建的模型对侧偏侧倾试的试验数据进行参数辨识,并与PAC2012模型进行精度对比。
【关键词】：试验 Uni Tire PAC2012 胎压 轮胎模型
【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】：U461.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 轮胎模型的研究内容12-13
• 1.1.1 操纵稳定性12
• 1.1.2 耐久性和平顺性12-13
• 1.1.3 轮胎噪声13
• 1.2 国内外研究历史及现状13-17
• 1.2.1 轮胎气压13-15
• 1.2.2 经验模型15
• 1.2.3 半经验模型15-16
• 1.2.4 物理模型16-17
• 1.3 本文的主要研究目标和内容17-19
• 第2章 轮胎力学试验及有限元仿真19-41
• 2.1 试验设备简介19-20
• 2.2 试验设计20-36
• 2.2.1 稳态试验20-31
• 2.2.2 非稳态试验31-36
• 2.3 有限元仿真36-39
• 2.3.1 ABAQUS简介36-37
• 2.3.2 有限元模型建模步骤37-38
• 2.3.3 仿真结果38-39
• 2.4 本章小结39-41
• 第3章 PAC2012模型研究41-63
• 3.1 模型描述41-49
• 3.1.1 坐标系41-42
• 3.1.2 建模思路42-47
• 3.1.3 PAC2012侧偏侧倾模型47-49
• 3.2 PAC2012模型精度验证49-61
• 3.2.1 稳态模型精度验证49-59
• 3.2.2 非稳态模型精度验证59-61
• 3.3 本章小结61-63
• 第4章 考虑胎压输入的Uni Tire模型63-99
• 4.1 Uni Tire轮胎模型建模基础63-70
• 4.1.1 轮胎坐标系63-64
• 4.1.2 输入及输出64
• 4.1.3 滑移率64-65
• 4.1.4 模型建模思路65-68
• 4.1.5 具体模型表达式68-70
• 4.2 试验数据的处理及分析70-78
• 4.2.1 侧向力70-74
• 4.2.2 回正力矩74-78
• 4.3 辨识Uni Tire模型参数78-89
• 4.3.1 侧偏刚度79-83
• 4.3.2 摩擦系数83-85
• 4.3.3 侧倾刚度85-86
• 4.3.4 拖距86-88
• 4.3.5 松弛长度88-89
• 4.4 建模89-92
• 4.4.1 标准化胎压89-90
• 4.4.2 侧向力建模90-91
• 4.4.3 回正力矩建模91
• 4.4.4 侧偏角阶跃模型91-92
• 4.5 与PAC2012进行精度对比92-98
• 4.6 本章小结98-99
• 第5章 全文总结与展望99-101
• 5.1 全文总结99-100
• 5.2 展望100-101
• 参考文献101-104
• 致谢104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢荡;郭孔辉;;轮胎侧偏力学特性的胎压影响分析及预测[J];吉林大学学报(工学版);2011年04期

2 袁忠诚;卢荡;郭孔辉;;UniTire与Magic Formula稳态模型的对比研究[J];汽车技术;2006年02期

3 郭孔辉,袁忠诚,卢荡,林柏忠;UniTire轮胎稳态模型的速度预测能力[J];吉林大学学报(工学版);2005年05期

4 侯永平,胡于进,李成刚,郭孔辉;大侧偏角下侧偏松弛长度特性的研究[J];汽车工程;2001年02期

5 彭旭东,谢友柏,郭孔辉;轮胎摩擦学的研究与发展[J];中国机械工程;1999年02期

6 郭孔辉,刘青;考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏特性理论模型[J];汽车工程;1997年02期

7 郭孔辉;轮胎侧倾力学特性模型[J];汽车技术;1993年10期

8 郭孔辉;轮胎侧偏特性的一般理论模型[J];汽车工程;1990年03期

9 郭孔辉 ,刘蕴博 ,扬阳;轮胎试验技术的开发研究及其在汽车性能研究中的应用前景[J];汽车工程;1990年01期

10 郭孔辉,王裕民,刘蕴博,王先成;轮胎侧偏特性的半经验模型[J];汽车工程;1986年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 沈筱亮;危银涛;;滚动轮胎过坎动力学虚拟测试[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 许男;复合工况下轮胎稳态模型研究[D];吉林大学;2012年

2 袁忠诚;轮胎稳态模型研究[D];吉林大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 路兵兵;UniTire全工况瞬态模型及整车的仿真应用[D];吉林大学;2015年

2 姜其亮;轮胎高频动力学特性的试验及模拟[D];吉林大学;2015年

3 颜亮;胎体有限元模型离散化的轮胎侧偏及侧倾特性建模研究[D];吉林大学;2014年

4 周瑶;轮胎复合滑移非稳态半经验模型研究[D];吉林大学;2014年

5 程冬冬;子午线轮胎三维精细网格有限元分析[D];东华大学;2014年

6 黄岩军;基于轮胎有限元模型的胎体耦合变形研究[D];吉林大学;2012年

7 杨杰;考虑侧倾影响的轮胎稳态力学特性研究[D];吉林大学;2012年

8 杜春娟;基于ABAQUS的子午线轮胎的非线性有限元分析[D];重庆交通大学;2012年

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本文编号：976956