New Model of Tire Overturning Moment Characteristics and Analysis of Their Influence on Vehicle Rollover Behavior

A newly developed tire model for the Overturning Moment (OTM) characteristics and the analysis of the influence of OTM on vehicle rollover behavior are presented. The new OTM model was developed based on the so-called Magic Formula tire model. The concept of the new model involves identifying the difference between the simple model and the measurements to the newly defined functions. It was seen that the new model agrees very well with the measured data over a wide range of tire vertical loads, slip angles and camber angles. The influence of tire OTM on the vehicle rollover behavior was also investigated by using a full vehicle simulation in which a rather large steering angle was input. The results obtained from the vehicle simulation with three different tire models (model without OTM, simple model and new model) were compared with the experimental results. It was found that the calculated result obtained with the new OTM model agreed best with the experiment.     

山区道路车辆侧翻模型与安全分析

车辆侧翻是山区道路行驶车辆的主要事故形态之一.针对山区道路车辆的行驶安全,通过对车辆在坡弯结合路段的受力分析,建立了山区道路行驶的车辆动力学模型,根据横向载荷转移率研究了车辆侧翻与车辆运动状态之间的关系,给出了车辆在山区道路安全行驶的临界速度以及临界侧向加速度.通过车辆在山区道路的实验进行验证,结果表明当车辆自身参数以及道路信息确定时,可通过控制车速及侧向加速度来避免侧翻的发生,提高车辆的行驶稳定性.     

一种改进的汽车侧翻模型及其应用研究

为了改善汽车的抗侧翻性能,建立了考虑悬架和轮胎侧向变形影响的一种改进的汽车侧翻模型,并基于该模型,提出了一种关于弹簧刚度和减振器阻尼的调整策略.通过对某一款SUV的仿真试验验证了该调整策略的有效性,同时还研究了前轮外倾角和前束角对侧翻倾向的影响.     

轮胎动态侧偏特性对汽车摆振的影响

轮胎的侧偏力学特性是影响汽车前轮摆振的最关键因素之一，文中在箕是汽车研究所提出了轮胎动态侧偏特性试验方法的基础上，建立了侧向力与回正力矩的精确表达式，并从能量反馈和负阻尼效应研究了轮胎动态侧偏特性参数对汽车偏摆振的影响。     

汽车轮胎与路面接触应力分布特点及力学模型

为分析重载交通对沥青路面使用性能的影响,研究了汽车轮胎与路面接触应力的分布特点.轮胎与路表的接触影响因素可分为两类:轮胎相关因素与路面相关因素,文章从力学的角度出发,综合考虑汽车轮胎结构类型、轮胎花纹、轮胎气压、轮胎竖向荷载、行驶速度、轮胎工作状态和路面表面几何特征与干湿状况等影响因素,分析了汽车轮胎在路面上的轮迹接触面形状、接触应力方向组合、接触应力分布特点,通过数学推导,简化荷载模型,在车辆匀速行进情况下,假设轮胎-路表接触面为矩形,考虑轮胎-路表接触力修正系数,建立了轮胎-路表三向接触应力模型,该模型有利于分析竖向接触应力、水平纵向和横向接触应力分布特征及影响因素.     

用于动力学模拟的STI轮胎模型分析

介绍了用于汽车驾驶模拟器动力学模拟的STI（Systems Technologies Inc）轮胎半经验模型,建立了该轮胎模型的复合滑移率、横向刚度和纵向刚度以及横向力和纵向力的计算方程,并利用Vc＋＋6．0编程计算得到的理论值与实验值对比,对该模型进行了分析和验证。分析结果表明,该轮胎模型用于车辆动力学模拟时有较好的精度。     

汽车轮胎非稳态温度场的有限元分析与试验验证

建立了滚动轮胎三维力学分析有限元模型,在对轮胎力学场有限元分析的基础上,采用傅立叶级数拟合滚动轮胎应力应变并计算轮胎节点生热率,作为节点载荷导入到温度场有限元模型中.分析了轮胎在额定工况下的温升温度场变化.通过台架试验表明,计算值与试验值基本一致,验证了该有限元分析方法的可行性.     

考虑路面平整度影响的车辆侧滑与侧翻临界风速

为了研究路面平整度对车辆侧滑和侧翻临界风速的影响,建立了二自由度车辆振动模型,依据路面平整度指标和路面功率谱密度之间的关系,利用傅里叶变换推导了基于公路工程技术标准的动荷载系数计算公式,在此基础上根据车辆运动模型推导了车辆侧滑和侧翻的临界风速计算公式,利用MATLAB编制了计算程序,以典型货车为例计算了考虑路面平整度影响和不考虑路面平整度影响的车辆侧滑、侧翻临界风速.研究结果表明:路面摩擦系数,车辆速度和路面平整度对车辆侧滑临界风速都有一定的影响;考虑路面平整度影响时,典型货车临界侧滑和侧翻风速都会相应降低,降低幅度为1 ～2 m/s.     

不同宽度轮辋对轮胎静刚度特性影响的试验分析

针对同一轮胎(205/55R16)安装不同宽度轮辋(6J,61/2J)进行了静态试验研究,分析比较了不同宽度轮辋对轮胎静力学特性的影响。试验结果表明,宽轮辋轮胎的垂直刚度、侧向刚度和纵向刚度均高于窄轮辋轮胎的相应值;而窄轮辋轮胎的扭转刚度大于宽轮辋轮胎的扭转刚度。     

基于贝叶斯网络的机动车驾驶行为状态分析建模

复杂多变的机动车驾驶环境决定了驾驶行为系统内部各信息之间存在不确定性.利用贝叶斯网络构建驾驶行为状态分析模型,可忽略驾驶行为状态类型与可观测驾驶数据之间的耦合关系,以概率网络形式直观表现观测数据与驾驶行为状态之间的关联.为降低概率解算复杂度,使用基于簇树的贝叶斯网络推理方法推算并预测驾驶行为发生概率.算例结果表明,应用驾驶行为贝叶斯网络模型的车载预警系统能推算出驾驶人行为动作发生概率,从而达到评估驾驶安全等级并预判驾驶人后续驾驶动作的目的.     

解读美国车辆防侧翻法规

基于美国49CFR Part575和FMVSS208法规对车辆的侧翻形成机理和形式进行研究,初步探讨了车辆防侧翻的评价指标,并归纳了美国NCAP对车辆防侧翻能力的星级评价方法,对我国制定车辆防侧翻检测标准的具有指导意义。     

轮胎动态模型的阻尼和对滚动阻力及动态响应影响的分析

在综合了一些文献研究结果的基础上,基于轮胎模态参数模型,给出了不同阻尼环节对滚动阻力及轮胎以不同速度滚越障碍物的动态响应的模拟结果,并部分地与试验结果进行对比,说明具有结构阻尼环节的轮胎模型,对于两者的模拟均给出了更好的定量结果。     

轮胎尺寸对汽车结构疲劳累积损伤影响研究

基于结构耐久试验工况,通过六分力设备与底盘杆系所采集的整车道路载荷谱,应用动力学载荷分解方法获得虚拟随机载荷谱,对车身结构进行应力分析和疲劳累积损伤计算。在底盘关键位置布置传感器,同时在车身结构中CAE疲劳分析所对应的5个高应力区粘贴应变片,先后采用3套不同尺寸参数(包括胎高和胎面宽度)的轮胎以相同的耐久工况(同一个试验场,试验路面及对应的速度相同)来进行实车载荷对比测试。针对车身结构载荷幅值、频域进行分析,并基于雨流循环计数对车身和底盘件进行疲劳累积损伤计算与分析。整车实际测试的结果表明,CAE所预测到的损伤(裂纹)位置及其里程数与路试结果相吻合;在同样使用条件下,轮胎内径越大,车身结构和汽车底盘的寿命越低,已经可进行量化对比。     

轮胎滚动速度对车辆侧偏特性的影响

考虑滚动速度对印迹内压力分布及轮胎与路面间摩擦系数的影响,建立了考虑胎体复杂变形的轮胎稳态侧偏理论模型.仿真分析了滚动速度对轮胎侧偏侧向力及回正力矩特性的影响,并对轮胎高,低速特性的差异给出了解释.指出,建立具有合理速度预测能力半经验模型时,应考虑对滚动速度的影响.     

爆胎汽车整车运动分析及控制

通过轮胎试验得到GT175/60 R14轮胎在正常胎压及零胎压下的力学特性参数,以此为依据,运用CarS im软件对爆胎汽车进行整车动力学仿真,找出汽车偏航原因,分析驾驶员不同操作所引起的整车运动性能变化以及汽车稳定性控制系统对爆胎汽车的影响。仿真结果表明,稳定性控制系统对于减轻爆胎带来的后果具有积极的作用。     

轮胎锥度效应及角度效应对车辆直行性能影响研究

根据轮胎锥度效应及角度效应的产生机理,建立了相应的轮胎特性模型,通过对轮胎性能的测试及车辆动力学建模分析,阐明了轮胎锥度效应及角度效应对车辆直行性能的影响规律。研究结果表明,轮胎的锥度效应对车辆直行性能影响很大,需对其进行限值要求,而角度效应对车辆直行性能影响较小。     

轮胎动态摩擦特性对汽车ABS控制系统的影响

基于轮胎的魔术公式模型,研究了轮胎在路面的最佳滑移率和最大摩擦系数随汽车速度的动态变化过程.利用李亚普诺夫稳定性理论,设计了汽车ABS控制系统滑模控制器,基于轮胎的Burckhardt模型,分别在考虑轮胎动态摩擦特性和不考虑轮胎动态摩擦特性时,对汽车ABS控制系统进行了仿真和比较研究.研究结果表明,轮胎动态摩擦特性对汽车ABS的最佳滑移率和轮胎摩擦系数具有一定影响,但是对汽车ABS的制动性能影响很小,因此进行汽车ABS控制系统设计时,可以不考虑轮胎动态摩擦特性的影响.