基于数字图像相关的汽车轮胎高速滚动力学特性研究
发布时间：2023-11-04 07:46
轮胎滚动变形是轮胎力学特性的重要组成部分。由刚性大位移和柔性大变形构成的轮胎滚动变形是轮胎与路面相互作用的直接结果。受轮胎高速滚动条件限制,对高速滚动轮胎力学特性的研究主要着手于高速轮胎滚动变形特性的研究。准确地测量和表达高速滚动轮胎非线性柔性大变形对揭示高速滚动轮胎力学特性、高速滚动轮胎变形机理和优化轮胎结构等方面的研究均起到了积极的推动作用。目前,滚动轮胎非线性柔性大变形在试验测量方法、测量结果稳定性、试验环境影响度和滚动变形建模等方面的研究还不够完善,尤其对高速滚动轮胎非线性柔性大变形的研究还很不充分。针对高速滚动轮胎非线性柔性大变形建模表达、全域柔性变形获取和力学特性测量中发展尚未完善的三个问题:(1)如何通过理论模型准确表达高速滚动轮胎非线性柔性大变形特性和分布规律;(2)如何通过数字图像测量方法,获取滚动轮胎全域非线性柔性大变形;(3)如何通过滚动轮胎变形数字图像,准确测量滚动轮胎接触印迹长度和滚动阻力系数;本文开展了大量的理论研究、发展分析和试验验证工作。本文主要研究内容包括:首先,本文以刚性环轮胎模型为理论框架,建立了考虑轮胎任意垂向载荷压力分布、轮胎与路面动态接触耦合...
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与课题提出
1.2 相关研究发展历程和研究现状
1.2.1 轮胎传感滚动变形测量
1.2.2 轮胎滚动变形建模方法
1.2.3 轮胎接触印迹长度测量
1.2.4 轮胎滚动阻力系数测量
1.3 论文研究方法和技术路线
1.4 论文主要研究内容及结构
第2章 高速滚动轮胎非线性大变形理论建模
2.1 轮胎环模型建模基础
2.2 高速滚动柔性环轮胎建模
2.1.1 柔性环轮胎模型运动方程
2.1.2 分布载荷柔性环轮胎模型
2.3 基于轮胎模态试验的模型参数辨识
2.3.1 轮胎模态试验搭建与模态分析
2.3.2 柔性环轮胎模型各向刚度辨识
2.3.3 柔性环轮胎模型阻尼系数辨识
2.4 高速柔性环轮胎模型仿真结果分析
2.5 本章小结
第3章 非线性大变形全域数字图像测量方法研究
3.1 数字图像相关测量基础
3.1.1 相机坐标转换关系
3.1.2 数字图像相关原理
3.2 全局绝对节点数字图像相关方法
3.2.1 全局绝对节点坐标方法
3.2.2 改进的数字图像相关方法
3.3 单目胎面扭转装置与变形图像质量分析
3.3.1 单目胎面橡胶块扭转试验装置
3.3.2 散斑数字图像获取与质量评估
3.3.3 扭转变形分析区域与标记点设定
3.4 胎面橡胶块全域变形演变与影响机理分析
3.4.1 橡胶块扭转试验测量结果分析
3.4.2 橡胶块扭转状态切换点图像测量
3.4.3 橡胶块全域变形演变机理分析
3.4.4 标记点轨迹形态影响机理分析
3.5 本章小结
第4章 滚动轮胎非线性大变形全域数字图像测量
4.1 数字图像相关双目视觉测量基础
4.1.1 双目视觉系统测量模型
4.1.2 双目数字图像相关原理
4.2 轮胎滚动变形双目视觉测量系统
4.2.1 滚动变形双目测量系统搭建
4.2.2 滚动变形双目测量系统标定
4.3 轮胎散斑图像质量分析与区域设置
4.3.1 滚动轮胎表面随机散斑创建
4.3.2 散斑数字图像获取与质量分析
4.3.3 滚动轮胎坐标系与分析区域设置
4.4 滚动轮胎全域变形测量与特征分析
4.4.1 滚动轮胎相对耦合位移解算
4.4.2 滚动轮胎相对刚柔耦合位移
4.4.3 滚动轮胎全域相对柔性变形
4.5 本章小结
第5章 高速滚动轮胎变形特征分析与模型验证
5.1 高速视觉系统标定与图像质量分析
5.1.1 散斑图像获取与系统标定
5.1.2 高速散斑数字图像质量分析
5.2 高速滚动轮胎变形特征测量与分析
5.2.1 高速相对耦合位移测量与分析
5.2.2 高速相对柔性变形辨识与分析
5.2.3 高速滚动全域变形分布形态分析
5.2.4 柔性变形特征分布影响机理分析
5.3 分布载荷柔性环轮胎模型试验验证
5.4 本章小结
第6章 滚动轮胎接触印迹长度和滚阻系数数字图像测量
6.1 滚动轮胎时变接触印迹长度解算
6.1.1 滚动轮胎平面单元主应变率定义
6.1.2 轮胎标记点主应变率特征分析
6.1.3 滚动轮胎接触印迹长度辨识
6.1.4 滚动轮胎接触印迹长度解算
6.2 高速滚动轮胎滚动阻力系数解算
6.2.1 轮胎滚动阻力产生机理分析
6.2.2 标记点相对耦合位移解算
6.2.3 滚动轮胎动态接触半径解算
6.2.4 滚动轮胎动态径向偏距解算
6.2.5 高速滚动轮胎阻力系数解算
6.3 轮胎滚阻系数测量装置与方法验证
6.3.1 轮胎滚阻系数试验装置概述
6.3.2 滚阻系数测量结果精度分析
6.4 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 主要创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间取得的科研成果
致谢
本文编号：3859882
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与课题提出
1.2 相关研究发展历程和研究现状
1.2.1 轮胎传感滚动变形测量
1.2.2 轮胎滚动变形建模方法
1.2.3 轮胎接触印迹长度测量
1.2.4 轮胎滚动阻力系数测量
1.3 论文研究方法和技术路线
1.4 论文主要研究内容及结构
第2章 高速滚动轮胎非线性大变形理论建模
2.1 轮胎环模型建模基础
2.2 高速滚动柔性环轮胎建模
2.1.1 柔性环轮胎模型运动方程
2.1.2 分布载荷柔性环轮胎模型
2.3 基于轮胎模态试验的模型参数辨识
2.3.1 轮胎模态试验搭建与模态分析
2.3.2 柔性环轮胎模型各向刚度辨识
2.3.3 柔性环轮胎模型阻尼系数辨识
2.4 高速柔性环轮胎模型仿真结果分析
2.5 本章小结
第3章 非线性大变形全域数字图像测量方法研究
3.1 数字图像相关测量基础
3.1.1 相机坐标转换关系
3.1.2 数字图像相关原理
3.2 全局绝对节点数字图像相关方法
3.2.1 全局绝对节点坐标方法
3.2.2 改进的数字图像相关方法
3.3 单目胎面扭转装置与变形图像质量分析
3.3.1 单目胎面橡胶块扭转试验装置
3.3.2 散斑数字图像获取与质量评估
3.3.3 扭转变形分析区域与标记点设定
3.4 胎面橡胶块全域变形演变与影响机理分析
3.4.1 橡胶块扭转试验测量结果分析
3.4.2 橡胶块扭转状态切换点图像测量
3.4.3 橡胶块全域变形演变机理分析
3.4.4 标记点轨迹形态影响机理分析
3.5 本章小结
第4章 滚动轮胎非线性大变形全域数字图像测量
4.1 数字图像相关双目视觉测量基础
4.1.1 双目视觉系统测量模型
4.1.2 双目数字图像相关原理
4.2 轮胎滚动变形双目视觉测量系统
4.2.1 滚动变形双目测量系统搭建
4.2.2 滚动变形双目测量系统标定
4.3 轮胎散斑图像质量分析与区域设置
4.3.1 滚动轮胎表面随机散斑创建
4.3.2 散斑数字图像获取与质量分析
4.3.3 滚动轮胎坐标系与分析区域设置
4.4 滚动轮胎全域变形测量与特征分析
4.4.1 滚动轮胎相对耦合位移解算
4.4.2 滚动轮胎相对刚柔耦合位移
4.4.3 滚动轮胎全域相对柔性变形
4.5 本章小结
第5章 高速滚动轮胎变形特征分析与模型验证
5.1 高速视觉系统标定与图像质量分析
5.1.1 散斑图像获取与系统标定
5.1.2 高速散斑数字图像质量分析
5.2 高速滚动轮胎变形特征测量与分析
5.2.1 高速相对耦合位移测量与分析
5.2.2 高速相对柔性变形辨识与分析
5.2.3 高速滚动全域变形分布形态分析
5.2.4 柔性变形特征分布影响机理分析
5.3 分布载荷柔性环轮胎模型试验验证
5.4 本章小结
第6章 滚动轮胎接触印迹长度和滚阻系数数字图像测量
6.1 滚动轮胎时变接触印迹长度解算
6.1.1 滚动轮胎平面单元主应变率定义
6.1.2 轮胎标记点主应变率特征分析
6.1.3 滚动轮胎接触印迹长度辨识
6.1.4 滚动轮胎接触印迹长度解算
6.2 高速滚动轮胎滚动阻力系数解算
6.2.1 轮胎滚动阻力产生机理分析
6.2.2 标记点相对耦合位移解算
6.2.3 滚动轮胎动态接触半径解算
6.2.4 滚动轮胎动态径向偏距解算
6.2.5 高速滚动轮胎阻力系数解算
6.3 轮胎滚阻系数测量装置与方法验证
6.3.1 轮胎滚阻系数试验装置概述
6.3.2 滚阻系数测量结果精度分析
6.4 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 主要创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间取得的科研成果
致谢
本文编号：3859882
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