本文關(guān)鍵詞：胎壓對輪胎力學特性影響的研究

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【摘要】：輪胎是車輛的重要組成部分,輪胎又是連接汽車與路面的唯一部件,在整車動力學仿真過程中,輪胎動力學仿真占據(jù)極其重要的位置。在近幾十年中,輪胎模型層出不窮,但真正應用廣泛的輪胎模型并不多,其中Uni Tire模型是一種半經(jīng)驗輪胎模型,由郭孔輝院士帶領(lǐng)其團隊完成,至今仍在不斷發(fā)展。胎壓是影響輪胎力學特性的重要因素,但是目前研究者對于胎壓的研究很少,將胎壓因素加入到輪胎模型中能夠拓展模型使用范圍及提高模型精度。由于輪胎材料及結(jié)構(gòu)十分復雜,僅僅從理論上研究胎壓對模型的影響并不容易,本文采用試驗、仿真、理論相結(jié)合的方法來研究影響。通過輪胎試驗及有限元仿真,開展了胎壓對輪胎力學特性及模型參數(shù)影響的研究,引用刷子模型來解釋部分原因,并將胎壓做為輸入加入到Uni Tire模型之中,主要開展了以下幾個方面的研究工作:1、輪胎試驗是本文的核心內(nèi)容,本文介紹了所用設(shè)備,即吉林大學輪胎低速平板試驗臺,簡單介紹了試驗臺的結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標及控制方式。利用現(xiàn)有試驗條件對試驗進行設(shè)計,根據(jù)Uni Tire模型辨識所需條件,本文選取兩條輪胎、五個胎壓、三個載荷,包括不同胎壓的純側(cè)偏、側(cè)偏側(cè)傾及側(cè)偏角階躍試驗。純側(cè)偏試驗及側(cè)偏側(cè)傾試驗側(cè)偏角范圍為-20°到20°,側(cè)傾角為0°、4°和8°,側(cè)偏角階躍試驗側(cè)偏角為1°。利用有限元軟件ABAQUS完成純側(cè)偏及側(cè)偏側(cè)傾工況的仿真工作。2、詳細介紹了PAC2012穩(wěn)態(tài)模型建模思路,包括其使用的坐標系,模型輸入、輸出,并給出了側(cè)偏側(cè)傾側(cè)向力及回正力矩的詳細表達式。為了研究模型加入胎壓因素前后的表達能力,對得到的試驗數(shù)據(jù)進行兩種方式的參數(shù)辨識,一種是使用不包含胎壓參數(shù)的模型對每一個胎壓的數(shù)據(jù)進行辨識,另一種方法為使用完整的模型對所有胎壓的數(shù)據(jù)進行辨識,對比其辨識精度。之后簡單介紹了側(cè)偏角階躍模型的理論基礎(chǔ),及仿真方法,利用辨識得到的松弛長度仿真出側(cè)偏角為1°的側(cè)偏角階躍工況,與試驗數(shù)據(jù)進行對比。3、詳細介紹了Uni Tire側(cè)偏側(cè)傾模型的建模思路,給出了詳細的表達式。對得到的試驗數(shù)據(jù)及仿真結(jié)果進行分析、處理,通過辨識得到胎壓對輪胎力學特性及模型重要參數(shù)的影響規(guī)律,參數(shù)包括摩擦系數(shù)、側(cè)偏剛度、側(cè)傾剛度、拖距等,結(jié)合刷子模型的理論對部分現(xiàn)象進行解釋。然后研究胎壓對松弛長度的影響,總結(jié)其影響規(guī)律。通過對胎壓進行標準化處理,結(jié)合胎壓對參數(shù)的影響規(guī)律,將胎壓做為輸入加入到模型之中。利用新建的模型對側(cè)偏側(cè)傾試的試驗數(shù)據(jù)進行參數(shù)辨識,并與PAC2012模型進行精度對比。
【關(guān)鍵詞】：試驗 Uni Tire PAC2012 胎壓 輪胎模型
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U461.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 輪胎模型的研究內(nèi)容12-13
• 1.1.1 操縱穩(wěn)定性12
• 1.1.2 耐久性和平順性12-13
• 1.1.3 輪胎噪聲13
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 輪胎氣壓13-15
• 1.2.2 經(jīng)驗模型15
• 1.2.3 半經(jīng)驗模型15-16
• 1.2.4 物理模型16-17
• 1.3 本文的主要研究目標和內(nèi)容17-19
• 第2章 輪胎力學試驗及有限元仿真19-41
• 2.1 試驗設(shè)備簡介19-20
• 2.2 試驗設(shè)計20-36
• 2.2.1 穩(wěn)態(tài)試驗20-31
• 2.2.2 非穩(wěn)態(tài)試驗31-36
• 2.3 有限元仿真36-39
• 2.3.1 ABAQUS簡介36-37
• 2.3.2 有限元模型建模步驟37-38
• 2.3.3 仿真結(jié)果38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第3章 PAC2012模型研究41-63
• 3.1 模型描述41-49
• 3.1.1 坐標系41-42
• 3.1.2 建模思路42-47
• 3.1.3 PAC2012側(cè)偏側(cè)傾模型47-49
• 3.2 PAC2012模型精度驗證49-61
• 3.2.1 穩(wěn)態(tài)模型精度驗證49-59
• 3.2.2 非穩(wěn)態(tài)模型精度驗證59-61
• 3.3 本章小結(jié)61-63
• 第4章 考慮胎壓輸入的Uni Tire模型63-99
• 4.1 Uni Tire輪胎模型建模基礎(chǔ)63-70
• 4.1.1 輪胎坐標系63-64
• 4.1.2 輸入及輸出64
• 4.1.3 滑移率64-65
• 4.1.4 模型建模思路65-68
• 4.1.5 具體模型表達式68-70
• 4.2 試驗數(shù)據(jù)的處理及分析70-78
• 4.2.1 側(cè)向力70-74
• 4.2.2 回正力矩74-78
• 4.3 辨識Uni Tire模型參數(shù)78-89
• 4.3.1 側(cè)偏剛度79-83
• 4.3.2 摩擦系數(shù)83-85
• 4.3.3 側(cè)傾剛度85-86
• 4.3.4 拖距86-88
• 4.3.5 松弛長度88-89
• 4.4 建模89-92
• 4.4.1 標準化胎壓89-90
• 4.4.2 側(cè)向力建模90-91
• 4.4.3 回正力矩建模91
• 4.4.4 側(cè)偏角階躍模型91-92
• 4.5 與PAC2012進行精度對比92-98
• 4.6 本章小結(jié)98-99
• 第5章 全文總結(jié)與展望99-101
• 5.1 全文總結(jié)99-100
• 5.2 展望100-101
• 參考文獻101-104
• 致謝104

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本文編號：976956