滚动阻力对车辆运动稳定性的影响分析

鉴于传统的以经典线性2自由度模型为基础的多自由度非线性车辆系统模型中通常忽略轮胎滚动阻力的影响而难以反映车辆运动的真实状态,本文中在发动机制动工况下,建立计及轮胎滚动阻力的5自由度(纵向速度、侧向速度、横摆角速度和前后轮转动速度)车辆模型,利用非线性系统的全局相平面和状态变量时间序列等分析方法研究了滚动阻力对高速转向行驶车辆动力学特征的影响。仿真结果表明,在发动机制动工况下,车速逐渐降低的过程中,滚动阻力严重影响车辆系统的运动状态。因此,建立包含滚动阻力的车辆模型有利于分析汽车的操纵稳定性特征,为实验验证理论模型的正确性提供理论支持。     

载重子午轮胎与路面相互作用的分析

根据全钢载重子午线轮胎12.00R20的实际结构,考虑轮胎的几何非线性、材料非线性、接触非线性以及大变形等力学特性,应用有限元的方法建立轮胎的三维模型,橡胶材料采用Yeoh模型,橡胶-帘线复合材料采用加强筋模型,并通过轮胎径向刚度的测试验证了模型的有效性.在数值模拟中分析了轮胎在一定充气压力时,在不同垂直载荷和牵引速度的作用下,与地面在接触区域的变形情况、应力分布、摩擦应力分布等滚动接触规律.结果表明,轮胎与地面接触应力分布存在明显的非均匀性,轮胎的接地面积和地面总反力随着滚动速度的升高而增大.     

基于不同行驶状态下轮胎-路面接触应力响应研究

为获取不同行驶状态下轮胎与沥青路面之间应力响应特征,鉴于ABAQUS中提供的稳态滚动研究模块,建立了轮胎-路面-路基结构一体化的三维有限元计算模型,考虑了轮胎的稳态滚动和路基回弹模量的应力相关性。通过设置轮轴的平动速度和轮胎的转动速度来实现车辆的牵引、制动及侧滑,研究了自由滚动和全加速滑移状态下,摩擦系数对轮胎路面之间应力响应特征。研究结果表明当车辆处于自由滚动状态时,不同的摩擦系数对路面的接触应力影响较小。而对于全加速滑移状态则影响较大,摩擦系数越大,接触应力值越大,沥青路面疲劳寿命值反而越小。因此,综合考虑路面疲劳性能和行车安全,在保证路面足够抗滑性能的基础上,摩擦系数应尽量设计成较小值。研究结果可为沥青路面结构抗滑性能设计提供参考依据。     

轮胎在水平路面上的自由滚动接触分析

利用轮胎的模态参数直接对轮胎在水平路面上的滚动建立了便于解析计算的仿真模型。该模型可模拟轮胎稳态的滚动过程并可计算出不小同工况下的滚动特性、有效滚动半径、载荷与下沉量的关系以及印迹内变形和分布力。计算结果揭示了以往模型难以描述的微观现象,与以往文献的试验研究结果定性一致,充分显示了模型的合理性。     

滚动速度对轮胎面内径向振动及路噪的影响研究与验证EI北大核心CSCD

为了研究行驶速度对路噪的影响,详细解析了滚动速度与柔性环轮胎模型的模态固有频率及振动响应之间的关系。建立了某款SUV轮胎的CDtire模型,通过模态测试验证了模型准确性;然后分析了不同滚动速度中,CDtire在主要方向的轮心振动频响。结果表明:对比该款轮胎以40和60 km/h的速度滚动,轮胎面内径向2阶模态对应的振动响应前者更大,前者对应频率的路噪水平也更高,并在实车路噪测试中得到了验证。     

佳通轮胎开辟节油新思路

作为车辆与地面唯一接触的零部件,轮胎与油耗的关系却被众多用户所忽视。事实上,在车辆的行驶过程中,有将近1/3的油耗是用于克服轮胎的滚动阻力。     

轮胎半经验模型中摩擦系数切换问题

介绍了2种简单的摩擦系数模型(库仑摩擦定律、静摩擦力模型)，并将其与轮胎统一刷子理论模型结合起来分析轮胎的摩擦问题。在此基础上引入了满足轮胎刷子理论模型边界条件的轮胎稳态半经验模型，给出了应用轮胎半经验模型实现摩擦状态切换的方法。通过轮胎在2种滚动速度下的侧偏试验，证明了轮胎半经验模型可实现2种速度下的摩擦系数切换。     

轮胎胎面与柔性路面摩擦接触的数值分析

应用有限元软件ANASYS建立了包括橡胶胎面和柔性路面结构的有限元模型,探讨了车辆处于自由滚动和紧急制动过程中在不同轮胎／路面界面摩擦系数下的胎面、路表的变形特性和接触应力分布状态。研究结果表明,界面摩擦系数是影响胎面与柔性路面摩擦性能的主要原因,随其值的增加路面弯沉减小,摩擦应力先增加然后保持稳定,但轮胎的磨耗增加,接触压应力增加。适当地丰富路表构造、提高界面摩擦系数能降低路面弯沉,增强紧急制动状态下的抗滑性能;但是当摩擦系数超过某临界值时,随其数值的增大所对应制动状态下的抗滑性能不再提高,且路面压应力明显增加。摩擦特性对路表抗滑性能和路面力学响应的研究提供了一定的理论基础。     

轮胎滚动阻力有限元仿真模拟研究

近年来随着汽车产业的飞速发展,汽车制造商开始对轮胎提出降低滚动阻力的要求,低滚动阻力轮胎已成为各大轮胎公司重点关注的课题。本文采用ABAQUS软件,开发轮胎滚动阻力有限元仿真模型,用于预测轮胎的滚动阻力和滚动阻力系数,并和试验结果进行对比,验证了模型的可靠性。     

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.     

轮胎高速力学特性影响因素研究

为分析轮胎高速力学特性的影响因素,对不同状态(稳态、准稳态、瞬态)、不同试验条件(气压、载荷、滚动速度、加载速率、加载方式)下轮胎的力学特性进行了试验研究,并研究了不同磨耗条件下轮胎力学特性的变化情况,结果表明:准稳态试验方法合理可行;在准稳态试验过程中,应严格控制试验条件;胎面磨损对侧偏刚度和回正刚度影响较大。     

基于边界分析的重载轮胎滚动过程接地角和印记非对称性分析与验证

基于解析弹性基础的柔性胎体模型,并考虑胎体圆环的径向变形与切向变形之间的耦合关系,为重载大扁平比轮胎建立了柔性环二维轮胎低频动力学模型。采用接地边界求解方法探究了轮胎的接地滚动过程中的接地角和接地印记的非对称特性,并进行了轮胎接地刚度和接地印记非线性实验验证。结果表明:采用接地边界求解可准确计算接地角和接地印记;基于胎内应变传感器的接地印记估计方法可间接测量轮胎滚动过程中的接地印记。     

测试滚动轮胎表面温度的非接触红外测温方法

介绍了红外测温的原理和特点，对红外测温仪及其工作原理进行了说明，给出了Mikron M90B型红外测温仪的主要技术特征及构成，在轮胎高速转鼓试验台上，使用Mikron M90B型红外测温仪对9．00－20斜交轮胎进行了滚动测温试验，研究表明红外测温方法是一种测试滚动轮胎表面温度的理想方法，不用接触轮胎表面就能快速准确地测试出表面温度分布。     

轮胎滚动速度效应对轮胎侧偏动特性的影响

在利用试验模态参数建立轮胎侧偏非稳态模型基础上，本文重点分析了轮胎滚动速度效应对侧偏动特性的影响。解析模型计算结构的变化趋势和文献的试验研究结果一致。表明计入轮胎滚动所带来的速度对侧偏动特性的影响是不可忽略的，它会对不同速度下行驶汽车的操稳性及横向振动产生影响。滚动速度效应对轮胎侧偏特性影响的成功建械表明了利用模态参数对轮胎建模的优越性。     

台试与路试轮胎滚动阻力关联性研究

分析了台试与路试轮胎滚动阻力影响因素的内在联系；建立了台试与路试轮胎滚动阻力关联性模型；揭示了台试与路试轮胎滚动阻力之间的差异；解决了通过台试试验求解道路滚动阻力问题。     

双滚筒上轮胎滚动阻力预估道路滚阻方法研究

论文首先分析了台试与路试轮胎滚动阻力影响因素的内在联系，然后建立了台试与路试轮胎滚动阻力关联性模型，揭示了台试与路试轮胎滚动阻力之间的差异，解决了通过台试试验求解道路滚动阻力的问题。     

基于神经网络方法的台试轮胎滚动阻力模型研究

采用反拖测试方法,在双滚筒式底盘测功机上进行了大量有关轮胎滚动阻力影响因素(包括胎压、速度、载荷、胎温及轮胎的型号等)的交叉试验。以这些因素作为神经网络的训练输入参数,建立了台试轮胎滚动阻力神经网络模型。通过试验验证,用神经网络模型预估基于双滚筒测试的轮胎滚动阻力误差小于4%,为利用底盘测功机准确测试汽车动力性等工作奠定了基础。     

基于车轮扭矩传感器的轮胎滚动阻力测试系统开发

应用车轮扭矩传感器开发了轮胎滚动阻力测试系统。介绍了在双滚筒上测试轮胎滚动阻力和阻力系数的原理、轮胎滚动阻力测试系统的构成及测试系统软件的开发。在赛欧SLX-AT轿车的驱动轮上对该系统进行了实车试验,结果表明,该测试系统可克服滚动阻力滑行测试法和反拖测试法的不足,提高轮胎滚动阻力的检测精度,为研究轮胎滚动阻力特性提供了新手段。     

子午线轮胎静态接触有限元分析及试验研究

对子午线轮胎195／60R14进行了三维非线性有限元分析及试验研究。在有限元模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、轮胎与轮辋过盈配合以及轮胎接触非线性。得出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触压力分布、载荷-变形关系等结果。采用连续加载、卸载方式，开展了轮胎准静态负荷试验。实时记录了试验中轮胎受力与变形关系，并采用压力敏感膜测量了轮胎接地区域内的压力分布状况。计算结果和试验结果符合较好。