輪胎作為車輛與路面接觸的唯一部件,其與路面的接觸力決定了車輛的驅(qū)動、制動以及轉(zhuǎn)向性能。輪胎的接地性能也與此接觸力密切相關,因此精確測量輪胎接地壓力有助于輪胎開發(fā)以及車輛性能的研究。目前,輪胎接地壓力的精確測量主要通過傳感器進行,但密集布置傳感器較為昂貴而且其本身的尺寸限制了分辨率的提高�；诠鈱W原理對輪胎接地壓力進行測量,不僅能降低測量成本,而且能提高測量結(jié)果的分辨率。為利用光學原理進行輪胎接地壓力測量,本文研制了測量輪胎接地壓力的試驗臺架,并通過有限元分析方法對臺架進行靜力學強度與剛度分析。該臺架采用鋼化玻璃板模擬路面,通過特定的機構(gòu)和步進電機精確控制輪胎的外傾角、側(cè)偏角、載荷以及滾動速度。在利用試驗臺架進行輪胎接地壓力測量試驗時,輪胎與路面接觸區(qū)域內(nèi)的壓力與相機拍攝圖像的灰度值密切相關,因此需要對壓力與灰度值的相關性進行校準以獲取真實的輪胎接地壓力,而影響壓力與灰度值校準的因素較多。首先,根據(jù)相機在不同焦距和不同光圈孔徑下的校準試驗結(jié)果確定合理的相機參數(shù);其次,考慮了不同環(huán)境光的影響,通過使用遮光布建立黑箱解決了每隔一段時間需要校準的問題;最后,考慮了校準材料的顏色、飽和度、粗糙度... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

承載機構(gòu)Figure2.6Bearingsystem

基于光學原理的輪胎接地壓力分布測量方法研究14圖2.6承載機構(gòu)Figure2.6Bearingsystem圖2.7加載機構(gòu)Figure2.7Loadingsystem（4）材料模型臺架主要支撐機構(gòu)是通過型鋼焊接而成，其主要材料為Q235。鋼板材料為45#鋼，導軌材料為S55C鋼，回轉(zhuǎn)軸承材料為50Mn鋼。在剛度強度計算中，玻璃與橡膠對最終的結(jié)果并無顯著影響，因此材料模型使用線彈性模型進行簡化，表2.3為材料的特性參數(shù)。（5）接觸與邊界條件的設置如圖2.8所示，對承載機構(gòu)進行仿真時，設置承載機構(gòu)底部支撐處的六向自由度為0，在玻璃中央矩形區(qū)域內(nèi)均勻加載10kN的均勻力，用于模擬輪胎加載。玻璃與下側(cè)承載機構(gòu)之間設置有橡膠，防止由于應力集中導致玻璃碎裂，因此玻璃與橡膠、橡膠與下側(cè)承載機構(gòu)之間都設置有接觸。如圖2.9所示，對加載機構(gòu)進行仿真時，設置其底部支撐處的六向自由度為0，在龍門架上平面中心處向上加載10kN，用于模擬輪胎加載時，輪胎對龍門架的反作用力。

江蘇大學碩士學位論文15表2.3材料特性參數(shù)Table2.3Materialcharacteristics鋼材型號密度g/cm3彈性模量GPa泊松比Q235鋼45#鋼S55C鋼50Mn鋼玻璃橡膠7.837.897.838.002.40.92210209217210700.00780.2740.2690.270.280.220.47圖2.8承載機構(gòu)邊界條件Figure2.8Theboundaryconditionsofthebearingsystem圖2.9加載機構(gòu)邊界條件Figure2.9Theboundaryconditionsoftheloadingsystem（6）仿真結(jié)果圖2.10、2.11分別為臺架承載機構(gòu)應力、應變云圖。由圖可知，承載機構(gòu)最大變形發(fā)生在加載區(qū)域，最大變形量為0.7387mm。承載機構(gòu)的最大應力發(fā)生在導軌與滑塊的接觸區(qū)域，這是由于仿真時導軌與滑塊簡化以后其接觸處發(fā)生了應力集中，根據(jù)此型號導軌與滑塊承受的額定動負荷為47.27kN，而輪胎最大載荷

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于遺傳算法的自適應圖像分割技術研究[J]. 李曉芳,尹福成.  計算機與數(shù)字工程. 2019(04)
[2]子午線輪胎接地壓力分布非對稱性研究[J]. 黃海波,余旭東,劉金朋,姚震.  系統(tǒng)仿真學報. 2018(08)
[3]一種基于像素連接性的邊緣圖像分割方法[J]. 劉偉,寧靜濤.  自動化與儀器儀表. 2017(07)
[4]考慮軸頭驅(qū)動和側(cè)傾力矩的輪胎接地性態(tài)建模[J]. 汪晨,黃海波,劉金朋,李洪宇.  中國機械工程. 2016(07)
[5]長大縱坡路段輪胎接地壓力分布的研究[J]. 屠建波.  中外公路. 2013(04)
[6]一種新的輪胎印痕測量及壓力分布數(shù)據(jù)處理方案[J]. 劉寧,盧榮勝.  中國機械工程. 2012(09)
[7]基于全局迭代閾值和局部分析的護照圖像的二值化算法[J]. 謝國慶,白瑩,王智文.  計算機應用與軟件. 2009(11)
[8]輪胎印痕識別算法及實例分析[J]. 陳強,李江,吳想,閆松申.  吉林大學學報(工學版). 2005(01)
[9]子午線輪胎負荷性能試驗研究[J]. 程鋼,趙國群,管延錦.  彈性體. 2004(02)
[10]輪胎與地面接觸問題的非線性有限元分析[J]. 劉鋒,李麗娟,楊學貴.  應用力學學報. 2001(04)

博士論文
[1]子午線輪胎綜合接地性能評價體系與方法研究[D]. 梁晨.江蘇大學 2013
[2]輪胎痕跡圖像處理及識別算法研究[D]. 張漢欣.吉林大學 2011
[3]計及復雜胎面花紋的子午線輪胎結(jié)構(gòu)有限元分析[D]. 李兵.中國科學技術大學 2008

碩士論文
[1]載重輪胎接地壓力模型研究[D]. 柳帥蒙.長安大學 2015
[2]數(shù)字圖像處理技術及其在輪胎質(zhì)量檢測中的應用[D]. 孫燕.合肥工業(yè)大學 2009



本文編號：3582622