利用试验模态参数对轮胎包容特性的建模及试验验证

利用试验模态参数建立轮胎模型,计算了轮胎的静包容特性,计算结果与文献中所揭示的包容现象及变化规律有很好的定性一致。在此基础上对轮胎包容特性的建模进行了定量分析,包括模态阶数的截取和胎侧非线性的刚度。将计算结果与平板式轮胎试验台上进行的试验结果相比较,表明记入以上两方面考虑的因素下,计算结果与试验结果在各方面均很好吻合。定量分析的结果表明,不考虑胎侧非线性时,对轮胎垂直刚度的计算结果会远远高于试验结果。     

轮胎包容特性分析及其在汽车振动系统建模中的应用

本文分析了轮胎与路面的接触特点，将汽车承载系统简化为二自由度垂直振动系统，建立了同时考虑轮胎几何滤波效应与弹性滤波效应的弹性滚子接触模型。基于刚性滚子模型和弹性滚子模型，仿真出滚子包容后的有效路形。     

基于主动自适应悬架系统的道路友好性研究

为了减少车辆轮胎动载荷对道路路面的影响,提高车辆的道路友好性,设计了以主动悬架为控制对象的自适应模糊PID控制系统。该系统将模糊控制与常规PID控制有机融合,利用模糊隶属函数实时对PID控制参数进行调节。建立5自由度主动悬架友好路面仿真模型,以C级路面谱为路面输入信号,道路友好性评价指标采用动载荷系数、动态载荷应力因子及95百分位4次幂和力,对主动自适应悬架系统进行研究。研究结果表明:采用自适应模糊PID控制的主动悬架系统的道路友好性明显优于被动悬架和单一模糊控制的主动悬架;采用模糊PID控制的主动悬架系统可显著降低车辆对路面的动态载荷,提高道路的使用寿命,最终达到提高公路设计的质量和安全性的目的。     

含非线性轮胎模型的汽车四轮转向与主动悬架集成控制

在建立汽车四轮转向与主动悬架统一动力学模型的基础上,分别对2个子系统进行控制器的设计研究.在四轮转向控制器的设计方面,提出了修正后的理想参考模型,采取前馈加反馈的跟踪控制策略,在主动悬架的控制器设计中则采用最优控制方法.结合非线性轮胎模型,在MAT-LAB/Simulink环境下对被动系统、四轮转向系统、主动悬架系统以及四轮转向与主动悬架集成控制系统进行了仿真分析.结果表明:集成控制系统除了能改善车辆在转弯过程中的质心侧偏角响应、横摆角速度响应以及在不平路面上的行驶平顺性外,还能有效抑制由不平路面等外界干扰对车辆转向性能带来的影响.     

七自由度悬架模糊控制与仿真

为提高车辆悬架减振性能,兼顾车辆行驶平顺性和操稳性,以某微型轿车为基础建立了简化的七自由度悬架模型,并提出了模糊控制方法。以车身质心加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度、悬架动变形、轮胎动载荷作为评价指标,在Matlab/Simulink环境中以C级白噪声路面作为激励,对模糊控制主动悬架进行仿真。结果表明,模糊控制下的主动悬架各项评价指标均得到明显改善,为主动悬架在车辆上实际应用提供了参考。     

改进的模糊PID控制器对4自由度主动悬架振动控制的研究

建立了4自由度1／2车体力学模型,针对车辆悬架为一非线性、时滞、不确定系统,设计了一种改进的主动悬架模糊PID控制器。以SANTANA2000实车悬架为仿真参数,以阶跃信号激励为路面输入,在Matlab中进行了时域仿真。结果表明,改进的模糊PID控制的主动悬架对车身垂直加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷等平顺性指标改善明显．响应达到稳定状态的时间也有了显著的缩短,车辆乘坐的舒适性和操纵稳定性优于被动悬架和单纯的模糊控制的主动悬架,对车辆主动悬架控制的开发具有参考价值。     

轮胎静包容特性的试验研究

对轮胎静包容特性进行了试验研究。试验分为两种：静止状态进行测量(称静包容特性)和低速滚动连续测量(称准静态包容特性)。试验还在固定轴高和固定垂直轴荷的两种方法下进行了包容特性测量，试验工况分为不同形状和尺寸的障碍物，以及不同胎压。试验测试结果准确度高，可为模型计算结果提供试验验证。     

基于虚拟样机的汽车悬架与四轮转向综合控制动力学仿真分析

利用ADAMS软件对国内某前轮转向轿车的后悬架进行改造,建立具有主动悬架与四轮转向功能的整车虚拟样机模型。在考虑了悬架系统、转向系统和轮胎影响的情况下,进行了汽车在不平路面弯道性能试验,揭示了汽车在悬架和四轮转向综合控制下的动力学特性,为四轮转向车辆未来的研究提供了参考依据。     

基于人车路模式的汽车主动悬架LQR控制及MATLAB仿真

车身与座椅间的非刚性连接及轮胎阻尼因素对汽车主动悬架的振动有一定影响,但该影响往往在悬架研究中被忽略,为此,建立1/4汽车三自由度模型,利用LQR控制理论对其进行控制仿真。结果表明,与被动悬架进行对比,车身垂直加速度由-4～4m/s~2降低到-2～2m/s~2,而悬架和轮胎动位移变化很小,极大改善汽车平顺性。另外,LQR控制器受性能指标加权系数影响很大,优化其系数,可进一步提高汽车平顺性,为主动悬架的后续研究提供一定参考价值。     

半主动悬架模糊PID混合控制及时滞分析

半主动悬架较被动悬架，在乘坐舒适性、操纵稳定性方面均有较大提高，同时与主动悬架相比具有性价比高、耗能小等优点，所以半主动悬架成为近年来汽车底盘研究的热点。本文基于车辆4自由度1／2半主动悬架模型，提出了模糊PID混合控制算法，并基于该算法对半主动悬架进行控制，且对半主动悬架系统的时滞问题做了定量分析。仿真结果表明，模糊PID混合控制的半主动悬架在车身加速度、车身俯仰角加速度、前后悬架动挠度、前后轮胎动载荷、前后簧载质量加速度等在时域和频域中均有所改善，且一定量的时滞对该算法亦影响较小。这对半主动悬架控制算法的研究和半主动悬架的开发具有较大参考价值。     

基于环模型的轮胎有限元建模与仿真研究

为了提高仿真模型的计算效率,基于环模型理论系统研究了轮胎二维有限元模型的建模技术、参数确定方法和轮胎包容特性分析技术.从试验与仿真结果对比分析可知,利用有限元方法基于轮胎REF模型建模,在对轮胎胎侧弹性进行非线性模型修正后,得到的轮胎低速滚动仿真结果与试验结果基本吻合,验证了轮胎模型的有效性,同时为车辆一地面系统虚拟试验提供了一种实时高精度的轮胎面内特性仿真建模方法.     

Tire Modeling for Vertical Properties Including Enveloping Properties Using Experimental Modal Parameters

Summary Tire modal parameters reflect the natural properties of the tire. This paper models tire performance using experimental tire modal parameters to calculate the static vertical tire stiffness on both drum and flat road surfaces and the distribution of vertical and shear forces. The model was used to investigate tire enveloping properties. In addition to the radial and tangential displacements, the rotational angular displacement of the contact element is considered. This study examined the obstacle's effect on tire static vertical properties, the axle load responses under rectangle obstacles with a fixed axle height, and the effects of tire pressure on enveloping properties.     

Tire Modeling for Vertical Properties Including Enveloping Properties Using Experimental Modal Parameters

Summary Tire modal parameters reflect the natural properties of the tire. This paper models tire performance using experimental tire modal parameters to calculate the static vertical tire stiffness on both drum and flat road surfaces and the distribution of vertical and shear forces. The model was used to investigate tire enveloping properties. In addition to the radial and tangential displacements, the rotational angular displacement of the contact element is considered. This study examined the obstacle’s effect on tire static vertical properties, the axle load responses under rectangle obstacles with a fixed axle height, and the effects of tire pressure on enveloping properties.     

Prediction of tire natural frequency with consideration of the enveloping property

A lumped tire model was developed with consideration of the enveloping property in order to predict the natural tire frequency. Tire stiffness was classified into vertical, sidewall, and enveloping stiffnesses, and the tire characteristics were analyzed in detail experimentally and via finite element analysis. In addition, the effective masses of the tire tread and belt were extracted directly from design specifications taking into account the sizes and material properties of different rubber blocks. Using the design parameters of the tires, natural frequencies were calculated from the derived model and were compared with experimental results. Finally, based on good agreement with experimental results, sensitivity analysis was performed to verify the effect of tire stiffnesses on the natural frequencies.     

Finite element modeling of static tire enveloping characteristics

To investigate static tire enveloping characteristics, a three dimensional (3-D) finite element model is proposed. The vertical stiffness of the tire is studied on a flat surface with and without cleat. Tire rubber materials and cord layers are represented independently using “rebar” elements available in MSC Marc Mentat. Comparisons of numerical and experimental results are given to show the validity of the proposed model. It is shown that after a certain displacement, the results of the proposed model agree well with experimental results. In addition, the model results show that regardless of the type of the cleat placed under the rim center (hub center), all vertical force curves intersect after a certain displacement, which indicates typical static enveloping characteristics. Moreover, another typical characteristic of the radial tires that is unlike those of bias-ply constructions confirms that the contact patch does not expand laterally after a level vertical load is applied to the tire, which is directly related to fuel consumption and tire tread life.     

轮胎位移包容性研究及有效路面谱计算方法

本文提出一种有效路形测量的新方法,研究轮胎的位移包容性。提出以轮胎包容参数为变量把真实路面功率谱变换为有效路面功率谱的新方法。该研究是道路激励模拟的基础研究。