考慮印跡內(nèi)橡膠動(dòng)摩擦分布的輪胎側(cè)偏縱滑特性研究
發(fā)布時(shí)間：2017-10-14 22:14
本文關(guān)鍵詞：考慮印跡內(nèi)橡膠動(dòng)摩擦分布的輪胎側(cè)偏縱滑特性研究
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【摘要】：輪胎力學(xué)特性是研究車輛動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。高速工況下的輪胎表現(xiàn)出許多與低速不同的現(xiàn)象,比如大滑移率下輪胎力下降、反向回正力矩、輪胎出現(xiàn)異常磨損甚至爆胎等,這些都與輪胎的動(dòng)摩擦特性有關(guān);而且車輛使用過(guò)程中經(jīng)常同時(shí)處于轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等復(fù)雜工況,因此復(fù)合工況下的輪胎動(dòng)摩擦特性也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于輪胎復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)和橡膠材料屬性,輪胎印跡內(nèi)胎面單元的滑移速度分布及摩擦力分布十分復(fù)雜,因此本文從研究胎面橡膠摩擦特性出發(fā),結(jié)合輪胎建模理論及試驗(yàn)分析,研究復(fù)合工況下輪胎印跡內(nèi)摩擦分布規(guī)律及其對(duì)輪胎側(cè)偏縱滑特性的影響。本文主要開(kāi)展了以下研究工作:首先,進(jìn)行橡膠材料動(dòng)摩擦特性的試驗(yàn)研究。針對(duì)不同速度、壓力和路面下的橡膠材料進(jìn)行動(dòng)摩擦試驗(yàn),建立了考慮垂直載荷和速度的修正Savkoor動(dòng)摩擦模型,并進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的辨識(shí)。其次,建立考慮動(dòng)態(tài)摩擦特性的側(cè)偏復(fù)雜理論模型。在側(cè)偏刷子模型的基礎(chǔ)上引入胎體彈性,根據(jù)胎體和胎面的變形推導(dǎo)了不考慮胎面滑移時(shí)的輪胎力公式,而后對(duì)滑移區(qū)的滑移速度進(jìn)行分析并給出了計(jì)算方法,得到了考慮滑移區(qū)動(dòng)摩擦特性的理論模型。該模型可以反映出大側(cè)偏角時(shí)側(cè)向力下降和回正力矩向負(fù)向增大的趨勢(shì),同時(shí)也指導(dǎo)了輪胎半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒�。然�?建立考慮動(dòng)摩擦分布的側(cè)偏縱滑離散仿真模型。為解決側(cè)偏縱滑復(fù)合工況下,考慮動(dòng)摩擦分布而引起的理論解析模型過(guò)于復(fù)雜、無(wú)法求解的問(wèn)題,采用離散仿真模型將輪胎接地印跡離散化,逐點(diǎn)計(jì)算印跡內(nèi)胎面單元的滑移速度及摩擦力。在側(cè)偏縱滑離散仿真模型中,推導(dǎo)滑移區(qū)滑移速度表達(dá)式,分析了復(fù)合工況下滑移區(qū)的微元切向力方向,通過(guò)迭代算法獲取輪胎的力和力矩。離散仿真模型可以描述印跡內(nèi)的速度分布和動(dòng)摩擦分布的變化,揭示了動(dòng)摩擦分布對(duì)復(fù)合工況輪胎力的影響,實(shí)現(xiàn)了對(duì)總切力方向變化的表達(dá)。這些結(jié)論對(duì)復(fù)合工況下半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⒕哂兄匾闹笇?dǎo)意義。最后,對(duì)考慮速度和動(dòng)摩擦特性影響的復(fù)合工況半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論模型仿真結(jié)果的分析,建立了側(cè)偏、縱滑剛度和回正力臂參數(shù)與速度和動(dòng)摩擦特性的關(guān)系,并考慮復(fù)合工況下的側(cè)偏剛度和總切力方向變化,增強(qiáng)了Uni Tire模型復(fù)合工況下的速度表達(dá)能力。對(duì)不同速度下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)結(jié)果表明,建立的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢詼?zhǔn)確地表達(dá)復(fù)合工況下的輪胎力學(xué)特性。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)摩擦分布 橡膠動(dòng)摩擦 側(cè)偏縱滑 輪胎模型 半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/strong>
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U461.1
【目錄】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 緒論10-18
- 1.1 研究背景及意義10-11
- 1.1.1 課題來(lái)源10
- 1.1.2 課題背景及意義10-11
- 1.2 輪胎力學(xué)特性的研究歷史和現(xiàn)狀11-15
- 1.2.1 輪胎模型的發(fā)展歷史11-13
- 1.2.2 輪胎動(dòng)態(tài)摩擦特性的研究13-15
- 1.3 論文的技術(shù)路線和研究?jī)?nèi)容15-18
- 1.3.1 論文的技術(shù)路線15-16
- 1.3.2 論文的研究?jī)?nèi)容16-18
- 第2章 橡膠材料動(dòng)摩擦特性試驗(yàn)研究18-26
- 2.1 橡膠的動(dòng)摩擦特性18-19
- 2.2 橡膠材料動(dòng)摩擦試驗(yàn)19-24
- 2.2.1 橡膠摩擦試驗(yàn)臺(tái)介紹19-21
- 2.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理21-24
- 2.3 本章小結(jié)24-26
- 第3章 考慮動(dòng)摩擦特性的側(cè)偏復(fù)雜理論模型26-46
- 3.1 輪胎建模基礎(chǔ)理論26-32
- 3.1.1 輪胎坐標(biāo)系與滑移率的定義26-27
- 3.1.2 輪胎接地印跡內(nèi)壓力分布27-30
- 3.1.3 復(fù)雜胎體變形30-32
- 3.2 側(cè)偏刷子模型32-35
- 3.2.1 不考慮滑移時(shí)的力和力矩33-34
- 3.2.2 考慮滑移時(shí)的力和力矩34-35
- 3.3 側(cè)偏復(fù)雜理論模型35-44
- 3.3.1 不考慮滑移時(shí)的力和力矩36-37
- 3.3.2 滑移區(qū)的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)37-38
- 3.3.3 考慮滑移時(shí)的力和力矩38-40
- 3.3.4 求解方法及仿真結(jié)果40-42
- 3.3.5 動(dòng)摩擦特性的影響42-44
- 3.4 本章小結(jié)44-46
- 第4章 考慮動(dòng)摩擦分布的側(cè)偏縱滑離散仿真模型46-62
- 4.1 建模思路與假設(shè)46-47
- 4.2 建模過(guò)程47-55
- 4.2.1 不考慮接地印跡內(nèi)的滑移47-49
- 4.2.3 胎面速度的計(jì)算49-51
- 4.2.4 滑移區(qū)微元力的方向51-52
- 4.2.5 考慮接地印跡內(nèi)的滑移52-53
- 4.2.6 模型的求解流程53-55
- 4.3 模型仿真結(jié)果與分析55-60
- 4.3.1 仿真結(jié)果55-56
- 4.3.2 印跡內(nèi)刷毛的變形56-58
- 4.3.3 印跡內(nèi)的動(dòng)摩擦特性分布58-59
- 4.3.4 輪胎總切力的方向59-60
- 4.4 本章小結(jié)60-62
- 第5章 考慮速度的復(fù)合工況半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯?/span>62-76
- 5.1 半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪吔鐥l件與基本公式62-63
- 5.2 考慮動(dòng)摩擦影響的復(fù)合工況下的力和力矩63-70
- 5.2.1 速度對(duì)側(cè)偏剛度、縱滑剛度的影響63-64
- 5.2.2 復(fù)合工況下的側(cè)向力64-66
- 5.2.3 復(fù)合工況下的總切力方向66-68
- 5.2.4 速度對(duì)回正力臂的影響68-69
- 5.2.5 復(fù)合工況的回正力矩69-70
- 5.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅孀R(shí)70-74
- 5.3.1 輪胎試驗(yàn)數(shù)據(jù)及殘差計(jì)算方法70-71
- 5.3.2 純側(cè)偏試驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)71-72
- 5.3.3 純縱滑試驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)72
- 5.3.4 復(fù)合工況試驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)72-74
- 5.4 本章小結(jié)74-76
- 第6章 全文總結(jié)與展望76-80
- 6.1 全文總結(jié)76-77
- 6.2 研究展望77-80
- 參考文獻(xiàn)80-83
- 致謝83
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1 施樹(shù)明,Henk Lupker,Paul Bremmer,Joost Zuurbier;基于模糊邏輯的車輛側(cè)偏角估計(jì)方法[J];汽車工程;2005年04期
2 林h，
本文編號(hào)：1033463
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