【摘要】：汽車動力學(xué)仿真技術(shù)已廣泛應(yīng)用于平順性、操縱穩(wěn)定性和耐久性的研究。人們普遍認識到對汽車模型精度影響最大的組件是輪胎。最近研究車輛平順性的輪胎模型成為熱點,即中高頻輪胎模型。中高頻輪胎模型的精度直接影響整車動力學(xué)中平順性的仿真精度。目前,中高頻輪胎模型有SWIFT、FTire、RMOD-K、CDTire、Gim二自由度輪胎模型等,其中發(fā)展比較成熟并得到商業(yè)化應(yīng)用的中高頻輪胎模型有SWIFT和FTire。兩種輪胎模型各有優(yōu)缺點,CAE工程師對選擇哪種輪胎模型很困惑。為此,本文分別研究兩種輪胎模型的建模機理,對比兩種輪胎模型的辨識精度、預(yù)測能力、試驗需要、辨識費用和仿真速度等方面,主要開展了如下研究工作:1、研究了SWIFT輪胎模型建模機理,SWIFT輪胎模型由魔術(shù)公式、接地質(zhì)量塊滑移模型、串聯(lián)橢圓等效路面模型和剛性環(huán)模型四部分組成。首先,介紹了魔術(shù)公式,包括魔術(shù)公式基本參數(shù)、具體公式、建模要點和特點。其次,由線性瞬態(tài)模型引入接地質(zhì)量塊滑移模型,基于Simulink搭建接地質(zhì)量塊滑移模型,并驗證其準(zhǔn)確性。再次,介紹了等效路面模型,包括輪胎包容特性、等效路面經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃痛?lián)橢圓凸輪模型的建模機理,基于MATLAB建立等效路面。最后,介紹了平面內(nèi)三個方向的剛性環(huán)模型建模機理,基于Simulink建立了固定輪心高度輪胎高速過轉(zhuǎn)鼓凸塊模型。2、介紹了FTire輪胎模型建模機理,包括結(jié)構(gòu)模型、胎面模型、熱模型和磨損模型。首先,介紹了結(jié)構(gòu)模型中帶束單元的自由度、帶束單元與輪輞之間和相鄰帶束單元之間的連接方式。其次,介紹了胎面模型中胎面塊的數(shù)量、分布特點、胎面塊與帶束單元的連接方式和胎面與路面相互作用力的計算方式。再次,介紹了熱模型,包括輪胎在滾動過程中產(chǎn)生熱量的因素、FTire熱模型的建模機理和結(jié)構(gòu)。最后,介紹了磨損模型中胎面塊的瞬時磨損率與胎面塊能量損耗、胎面溫度和胎面塊法向力的計算公式,瞬時磨損率描述隨時間變化的花紋深度,間接影響輪胎力學(xué)特性。3、介紹了本文需要的輪胎力學(xué)特性試驗及試驗臺、建立SWIFT和FTire輪胎模型需要的試驗數(shù)據(jù)與參數(shù)辨識方法。首先,介紹了各種輪胎力學(xué)特性試驗,包括穩(wěn)態(tài)特性試驗、靜態(tài)特性試驗、瞬態(tài)特性試驗、包容特性試驗和動態(tài)特性試驗的定義、試驗方法和需要的試驗臺。其次,介紹了建立SWIFT輪胎模型需要的試驗工況、試驗方法、試驗大綱和參數(shù)辨識方法,包括輪胎基本參數(shù)、輪胎穩(wěn)態(tài)特性試驗、輪胎基本特性試驗、輪胎包容特性試驗和輪胎動態(tài)特性試驗。再次,介紹了建立FTire輪胎模型需要的試驗數(shù)據(jù)、試驗大綱,包括輪胎基本參數(shù)、輪胎接地印跡形狀、輪胎靜態(tài)特性試驗、輪胎穩(wěn)態(tài)特性試驗、輪胎動態(tài)特性試驗。最后,介紹了使用COSIN軟件中的FTire/fit模塊進行FTire參數(shù)辨識的具體流程。4、分別從辨識精度、仿真速度、越障仿真、模型復(fù)雜程度、辨識費用等方面對SWIFT和FTire輪胎模型進行了對比。但是由于本人能力有限,對比結(jié)果不是絕對的,僅供參考,如有問題歡迎指正。總之,SWIFT輪胎模型比較適合汽車操縱穩(wěn)定性和平順性仿真,FTire輪胎模型比較適用于汽車平順性、舒適性、耐久性仿真。
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【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.341

【引證文獻】

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本文編號：2468834