驱动与制动工况轮胎模型研究

论文摘要

轮胎的驱动与制动特性是影响汽车的制动安全性与行驶稳定性、汽车行驶特性以及传动系统扭转振动等的重要特性。近年来,人们对轮胎的驱动与制动特性做了大量理论研究工作;但是,大多数是把两种特性综合起来作为轮胎的纵滑特性来研究,而很少对二者分别做分析研究。考虑到轮胎在驱动、制动工况下接地印迹内垂直应力分布的不同和胎面滑移速度的不同,本文基于轮胎接地印迹内垂直应力的动态分布和轮胎与路面间的动摩擦特性,建立了轮胎驱动、制动纯工况理论模型和驱动侧偏和制动侧偏联合工况理论模型。论文中还对两种工况下轮胎的力学特性作了对比分析。各种轮胎模型的建立都要依靠轮胎试验数据,试验中,轮胎制动工况的试验对试验设备的要求不高,而驱动工况的试验对试验设备的要求比较高,因此造成了国内轮胎驱动工况试验数据的匮乏,试验数据的缺少必然影响轮胎模型驱动工况力学特性的表达和预测。本文在以上研究的基础上,以郭孔辉院士提出的UniTire半经验轮胎模型为基础,通过轮胎制动工况的力学特性预测其驱动工况的力学特性,从而节约轮胎试验成本,克服轮胎驱动工况试验数据缺乏的缺点,提高轮胎模型的精度和预测能力,为整车动力学建模和仿真提供更加精确,鲁棒性更好的轮胎模型。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的历史及现状
• 1.2 论文的研究内容及结构
• 第二章 轮胎驱动与制动纯工况力学特性
• 2.1 轮胎在驱动与制动工况下的受力分析
• 2.2 轮胎在驱动与制动工况下接地印迹内的垂直应力分布
• 2.2.1 轮胎的简化物理模型
• 2.2.2 驱动力与制动力对轮胎接地印迹内垂直应力分布的影响
• 2.2.3 驱动与制动工况下轮胎接地印迹内垂直应力分布虚拟试验
• 2.2.4 驱动与制动工况下接地印迹内垂直应力分布的模拟
• 2.3 驱动与制动工况下垂直应力分布对轮胎纵向力的影响
• 2.3.1 轮胎接地印迹内纵向剪应力分析
• 2.3.2 轮胎驱动与制动纯工况理论模型
• 2.3.3 制动工况下垂直应力分布的不同对轮胎纵向力的影响
• 2.3.4 驱动工况下垂直应力分布的不同对轮胎纵向力的影响
• 2.4 驱动与制动工况下轮胎纵向力的比较分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 轮胎驱动与制动联合工况力学特性
• 3.1 驱动侧偏与制动侧偏联合工况轮胎物理模型
• 3.2 驱动侧偏与制动侧偏工况下接地印迹内无滑移时的剪应力
• 3.3 驱动侧偏与制动侧偏工况下接地印迹内有滑移时的剪应力
• 3.4 轮胎驱动侧偏力学特性分析
• 3.5 轮胎制动侧偏力学特性分析
• 3.6 轮胎驱动侧偏和制动侧偏力学特性
• 3.7 驱动与制动工况下动态接地印迹垂直应力分布
• 3.8 本章小结
• 第四章 动摩擦特性对驱动与制动工况下轮胎力学特性的影响
• 4.1 动摩擦特性
• 4.1.1 驱动工况下轮胎的动摩擦特性
• 4.1.2 制动工况下轮胎的动摩擦特性
• 4.2 考虑动摩擦特性时轮胎的纯制动工况力学特性
• 4.3 考虑动摩擦特性时轮胎的纯驱动工况力学特性
• 4.4 考虑动摩擦特性时轮胎的制动侧偏力学特性
• 4.5 考虑动摩擦特性时轮胎的驱动侧偏力学特性
• 4.6 考虑动摩擦时轮胎的制动侧偏与驱动侧偏力学特性
• 4.7 本章小结
• 第五章 轮胎驱动工况力学特性的预测
• 5.1 轮胎驱动工况力学特性预测的必要性
• 5.2 UniTire 稳态半经验模型
• 5.3 轮胎纯驱动工况力学特性的预测方法
• 5.3.1 轮胎纯制动工况力学特性的参数辨识及试验验证
• 5.3.2 轮胎纯驱动工况力学特性的理论计算及试验验证
• 5.3.3 轮胎纯驱动工况力学特性的预测
• 5.4 轮胎驱动侧偏联合工况力学特性的预测方法
• 5.4.1 制动侧偏工况下轮胎纵向力的参数辨识及试验验证
• 5.4.2 驱动侧偏工况下轮胎纵向力的预测及试验验证
• 5.4.3 制动侧偏工况下轮胎侧向力的参数辨识及试验验证
• 5.4.4 驱动侧偏工况下轮胎侧向力的预测及试验验证
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT