适用于汽车转弯制动仿真的轮胎力学模型

通过对轮胎试验结果的分析,用统计拟合方法建立了一种适用于转弯制动联合工况仿真的轮胎力学模型。所建模型与实际情况接近,计算简便,在用理论分析建模困难时,而采用试验数据进行统计建模不失为一种有效的途径。     

基于实验数据的轮胎模型

S-Function,即systemfunction,通过C语言程序与Simulink相结合设计出所需的轮胎Simulink仿真模块,建立一种基于实验数据的轮胎模型。该模型对轮胎进行了简化,忽略了路面摩擦、车速、轮胎的倾覆力矩和滚动阻力矩。使用该S-Function模型通过轮胎稳态试验和整车双车道切换试验,与CarSim自带轮胎模型的计算仿真结果对比,说明S-Function的轮胎模型具有仿真结果准确可靠,建模简单,易于编程实现的优点。     

基于复杂花纹的子午线轮胎径向刚度特性仿真

基于MSC.Marc非线性有限元分析软件,建立了具有复杂胎面花纹的175/65R14型子午线轮胎三维有限元模型.利用Rebar单元模型模拟橡胶-帘线复合材料,采用Yeoh模型模拟超弹性橡胶材料,仿真分析轮胎从轮辋安装、充气到施加垂向载荷全过程的情况,得到轮胎在不同胎压下的径向刚度特性.通过与试验结果的对比,验证了仿真分析的正确性.     

基于动力特性试验的某简支梁桥有限元模型修正

简要论述了基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法,运用该方法,结合某简支梁桥动力特性试验结果对该桥有限元模型进行修正,并采用修正后的有限元模型对该桥自振特性进行计算,其计算频率和振型与实测结果吻合较好,说明修正后的有限元模型能较准确地反映桥梁结构实际工作状态,文中所采取的建模方法及基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法具有实际应用可行性。     

基于LuGre模型的轮胎原地转向模型

基于LuGre摩擦模型的轮胎原地转向模型可表达不同轮胎刚度和载荷、不同输入频率、不同摩擦特性等工况下的回正力矩随转动角的变化关系,适于进行轮胎模型相关实时仿真运算及控制系统研究.讨论了该模型的建立过程和模型参数对轮胎转向特性的影响,进行了参数的辨识及模型仿真计算与试验结果的对比,结果表明二者有较好的一致性.     

用于不平路面车辆动力学仿真的轮胎模型综述

介绍了轮胎在不平路面的动力学特性。在回顾不平路面轮胎动力学模型发展的基础上，以近期的研究工作为重点，对用于不平路面车辆动力学仿真的轮胎模型进行了较为系统的介绍。概要地阐述了各种轮胎模型的建模理论、方法，并进行了分析和评述。最后，总结了不平路面轮胎力学建模的核心问题及发展方向，对不平路面车辆动力学仿真选择合适的轮胎模型给出了建议。     

泡沫金属三维细观有限元建模技术研究

针对泡沫金属复杂随机的内部结构特征,基于计算机断层扫描技术（CT）,开展了泡沫金属的三维细观有限元建模技术研究。对泡沫金属的断层扫描图片进行处理,得到二值图,并提取灰度建立其点云模型,再对点云模型实体化得到细观数值模型。开展了泡沫金属的准静态压缩试验,对细观有限元模型进行了验证。试验与仿真结果吻合良好,表明建立的细观有限元模型可以准确地模拟泡沫金属的力学特性。     

基于AMESim某车型减振器仿真方法研究

AMESim减振器建模是基于零部件级的液压系统建模,考虑到叠加阀片的非线性弹性特征,采用有限元仿真分析计算阀片刚度曲线,再将曲线导入AMESim模型中进行系统仿真。仿真结果表明,减振器速度特性曲线和示功图与试验数据吻合良好,符合工程实际要求。基于AMESim某车型双筒减振器建模仿真并与客观试验对比,从而验证仿真模型的正确性,并且大大缩短了整车性能调校周期。基于AMESim模型研究该减振器的气体反弹力,活塞缝隙和常通节流孔等几个关键设计参数对减振器阻尼特性的影响,并得出几个重要结论。仿真模型可用于指导减振器的关键参数的设计与性能预测。     

混凝土斜拉桥动力有限元建模与模型修正

为建立准确可靠的混凝土斜拉桥动力基准有限元模型,对1座大比例(1∶15)Ⅱ形截面主梁混凝土斜拉桥试验模型进行了模态测试,分别采用单主梁模式、三主梁模式、梁壳模式和实体模式建立了斜拉桥的初始动力有限元模型;以实测数据为依据,采用基于灵敏度的模型修正技术分别对以上初始有限元模型进行了修正,将修正前后的动力特性计算值与实测数据进行对比,讨论了不同模式建模方法的计算精度和模型修正效果,以及有限元建模的误差来源和模型修正的相关问题.结果表明:初始有限元模型计算误差主要是由建模误差和参数误差引起的;梁单元模型在建模方面有局限性,应根据不同的结构特点和分析目标建立相应的有限元模型;模型修正应与试验相结合,对引起有限元模型计算误差的各种因素进行全面的考虑,正确处理,才能得到符合实际的基准有限元模型.     

子午线轮胎硫化过程仿真

根据对轮胎硫化程度的分析,利用ABAQUS软件对全钢子午线轮胎11.00R22.5建立了硫化温度场仿真模型,在此基础上利用阿累尼乌斯方程计算了轮胎各试验测温点处的硫化程度.仿真与硫化试验对比结果表明,仿真分析的硫化温度和硫化程度随时间的变化与试验结果相吻合,证明了所建有限元模型和计算方法的正确性.     

面向越野汽车通过性虚拟试验的有限元轮胎模型研究

分析了胎压与粘弹性对轮胎模型的影响,提出利用系数修正胎压对刚度和有效接地面积的影响来提高精度的方法。推导了三参数标准线性粘弹性模型的本构关系,得到了四节点等参单元有限元的刚度矩阵,建立了轮胎平面应力状态下的有限元模型。以轮胎六分力传感器为核心构建了轮胎模型的标定和验证系统,标定并验证了该轮胎模型的正确性。     

基于轮胎-颗粒流动力学模型的避险车道参数匹配方案研究

为了优化山区公路避险车道参数设计方案，基于离散元基本理论与方法，建立轮胎与避险车道集料颗粒流模型。利用自主研发的轮胎性能测试系统对货车轮胎垂直特性进行了室内台架试验研究，通过检测不同输入条件下的响应，标定了轮胎颗粒流模型细观参数。采用漏斗法测量了避险车道集料休止角，结合离散元颗粒流仿真方法，对集料颗粒流模型表面摩擦因数进行了标定。基于所建立的轮胎与避险车道的集料颗粒流模型，仿真分析了轮胎在避险车道中的行驶过程，模拟了车辆在运行过程中的行驶距离、行驶速度与轮胎转速的变化趋势。在甘肃S308省道K209+400处避险车道进行了实车道路试验，试验结果验证了该仿真方法的正确性。通过所建立的轮胎-颗粒流模型对比分析了不同铺设厚度，不同集料大小下的仿真结果。综合考虑减速效果和施工成本，确立了避险车道铺设厚度、铺设长度、颗粒材料等设计技术参数。研究结果表明：离散元法能够很好地模拟车辆在避险车道中的行驶过程；考虑到颗粒固结等因素，建议避险车道铺设厚度不小于0.8 m；针对行驶速度大于90 km·h^-1的载货汽车，避险车道设计长度建议大于130 m；避险车道集料方面，建议选用粒径为1~3 cm且圆度较高的砾石作为路床材料。     

Transient Dynamic Characteristics of a Non-Pneumatic Mechanical Elastic Wheel Rolling Over a Ditch

The transient dynamic characteristic of a tire, which has a significant effect on vehicle handling stability and ride comfort, is difficult to study in detail because of its highly non-linear behavior. In this study, the transient dynamic characteristics of a non-pneumatic wheel, called the mechanical elastic wheel (MEW), which was rolling over a ditch were investigated by the explicit dynamic finite element (FE) method. A three-dimensional FE model of MEW considering geometric nonlinearity, material nonlinearity and large contact deformation between the wheel and the road, was established. For the validation of the accuracy and reliability of the FE model of MEW, the simulation and the experimental results of the radial stiffness and footprint of MEW were compared and analyzed. A dynamic simulation of the validated FE model of MEW rolling over a ditch was conducted using the ABAQUS/Explicit program. The equivalent stress and the contact stress generated during the process of the rolling MEW impacting the ditch were studied in detail. The effect of the rolling speed on the transient dynamic characteristics was also analyzed based on the simulation results. The simulation results could provide guidance for the optimization of the MEW structure and vehicle dynamics.     

轮胎非稳态转向特性非线性仿真模型

本文以轮与路面之间的滑移速度为出发点，在稳态指数统一模型的基础上，建立了轮胎非稳态转向特性非线性仿真模型。在实验研究中，发现了动态过程回正力臂和附加的回正力矩的滞后特性。仿真和试验结果对比表明，该模型足以反映轮胎非线性转向特性，可用于前轮及汽车操纵动力学仿真方面的研究。     

汽车轮胎滚动阻力试验机测试方法分析

为了对汽车轮胎滚动阻力测试方案的可行性进行预先评估,基于检测设备的结构模型,提出了一种运用位移量对轮胎滚动阻力进行仿真分析的新方法。在简述滚动阻力有限元测试模型构建过程的基础上,通过改变轮胎的外部使用参数,分析传感器板在不同工况下位移场的分布情况,制定了设备的测试方案。以传感器的安装位置作为目标检测点,建立轮胎滚动阻力位移场与控制参数之间的关系曲线。最后将采集的数据经过平均滤波处理,与实验室的实测数据进行了趋势性对比。结果表明：采用该测试方法,轮胎滚动阻力随着轮胎负载和速度的增加而增大,随着气压的变大而减小;仿真结果和试验数据在相同工况下的变化趋势基本一致;该测试方法合理、可行。     

汽车操纵动力学十八自由度模型仿真研究

本文介绍了根据多刚体动力学中的凯恩方法建立的一般两轴汽车的十八自由度数学模型。     

基于遗传算法的轮辋放气装置优化分析

针对爆胎现象,开发出一种快速放气的模拟爆胎装置;结合轮辋放气模拟装置的结构特点和放气时间的影响因素间非线性关系,提出一种基于神经网络的放气规律模型;通过遗传算法对各影响因素进行全局寻优得到最短放气时间的影响因素组合。在满足爆胎试验的要求下,结合实际案例,证明优化后的影响因素组合是行之有效的。     

轮胎非稳态转向特性半经验模型

在轮胎非稳转向特性理论模型的基础，本文提出了一种半经验模型，经过试验验证，在与汽车平面运动有关的低频范围内，试验值与理论值吻合得较好，与已有的半经验模型相比，该模型具有计算简单，精度较高等优点，直接反映出轮胎模型参数与结构参数间的关系，便于在汽车动力学仿真与轮胎特性改进中应用。     

基于车路系统的事故现场轮胎印迹强度参数化研究

为明确事故现场可视轮胎印迹强度与车辆动力学特性、轮胎橡胶磨损特征及道路表面灰度之间的关联特性,提出基于车路耦合的事故现场轮胎印迹强度参数化研究方法。通过结合动态滑动摩擦因数模型及轮胎非线性模型,建立车辆路面9 DOF非线性系统动力学模型,运用VBOX惯性测量技术验证模型的有效性。运用胎面磨损能量模型,从车路系统角度确定车辆、轮胎和路面特性对轮胎全局摩擦力及胎面磨损特性的影响。结合印迹强度特征模型提出轮胎印迹强度参数研究方法,选取不同制动、转向角工况及3组路面、胎面特性对轮胎路面接地力学特性、胎面橡胶磨损量、可视轮胎印迹特征进行仿真分析。结果表明：印迹强度仅与全局摩擦力大小有关,与轮胎路面滑移方向无关;滑移工况下胎面橡胶磨损量随着全局摩擦力和滑移速度的增大而增大,而印迹强度变化不明显;制动力矩和道路表面灰度对产生可视轮胎印迹起决定作用,转向角主要影响不规则可视轮胎印迹的产生;前轮轮胎最先出现可视印迹,且可视印迹长度和强度均高于后轮轮胎;采取可视印迹起点作为事故车辆速度判定具有一定的误差,应根据具体情况进行具体分析;研究成果能够为基于可视轮胎印迹的交通事故重建提供理论基础。     

用于公路车-桥系统振动分析的精细化轮胎模型

为了解决当前公路车桥耦合振动模型中轮胎模型过于简化、车轮-路面接触力与桥梁响应计算结果不够精确的问题,提出了一种精细化轮胎模型.首先基于车辆橡胶轮胎的几何、力学特征,建立了径向弹簧力学模型并进行了理论推导;然后考虑轮胎与路面接触面的刚度分布特征和高速状况下轮胎的惯性力,提出了轮胎接触面分布刚度的计算方法,保证了轮胎接触...