輪胎結構不對稱性對其力學特性建模的影響

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1、第34卷第2期吉林大學學報(工學版)Vol.34No.22004年4月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)Apr.2004文章編號:1671-5497(2004)02-0185-04輪胎結構不對稱性對其力學特性建模的影響盧蕩,郭孔輝(吉林大學汽車動態(tài)模擬國家重點實驗室,吉林長春130022)摘要:輪胎因其結構不對稱性導致的胎體錐度及簾布層轉向效應,顯著影響輪胎的力學特性。對于某一輪胎的試驗數(shù)據(jù),考慮胎體錐度及簾布層轉向效應,

2、是建立正確的經(jīng)驗及半經(jīng)驗輪胎力學特性模型的關鍵。本文對胎體錐度及簾布層轉向效應進行了深入分析,提出了胎體錐度及簾布層轉向效應等效處理及相應的試驗辨識方法。指出輪胎模型的有效輸入,是研究輪胎結構不對稱性對其力學特性建模影響的有效方法。關鍵詞:輪胎模型;胎體錐度;簾布層轉向中圖分類號:U461文獻標識碼:AStructureunsymmetryeffectontiremechanicalbehaviormodelingLUDang,GUOKong2hui(StateKeyLaboratoryofAutom

3、obileDynamicSimulation,JilinUniversity,Changchun130022,China)Abstract:Tirestructureunsymmetryresultsinconicityandply2steering,andhassignificantinfluenceontiremechanicalbehavior.Takingthetireconicityandply2steeringintoaccountisveryimportanttodevelopetire

4、empiricalorsemi2empiricalmodelfromtireexperimentaldata.Inthispaper,theeffectsofconicityandply2steeringontireforceandmomentcharacteristicswereinvestigatedindetail,theconceptofequivalentslipandcamberangleswereintroduced,andcorrespondingidentificationproce

5、durewaspresented.Itisconcludedthatintroductionoftheeffectiveinputoftiremodelisthereasonableapproachtoconsiderstructureunsymmetryeffectontiremodeling.Keywords:tiremodel;tireconicity;ply2steering[1]研究輪胎的力學特性對汽車動力學的發(fā)展有重要意義。建立能精確描述輪胎力學特性的模型是汽車動力學仿真研究應首先解決的問

6、題。由于輪胎結構的不對稱性導致的胎體錐度(Tireconicity)[2]及簾布層轉向效應(Ply2steering),顯著影響輪胎的力學特性,也是造成汽車在無外部擾動情況下直線[3]跑偏(TireorVehiclePull)的主要因素。在輪胎力學特性研究中,如何考慮胎體錐度及簾布層轉向效應,是建立正確的基于試驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗及半經(jīng)驗輪胎力學特性模型的關鍵。為此,作者對胎體錐度及簾布層轉向效應進行了深入分析,提出了胎體錐度及簾布層轉向效應等效處理及相應的試驗辨識方法。收稿日期:2003209211.基金項

7、目:國家863高技術研究發(fā)展計劃資助項目(2003AA501950);國家自然科學基金資助項目(50175044).作者簡介:盧蕩(1972-),男,博士,講師.E2mail:Lu.dang@ascl.jlu.edu.cn通訊聯(lián)系人:郭孔輝(1935-),男,教授,博士生導師,中國工程院院士.E2mail:guo.konghui@ascl.jlu.edu.cn·186·吉林大學學報(工學版)第34卷1胎體錐度及簾布層轉向輪胎與路面的接觸區(qū)域稱為輪胎的接地印跡。輪胎與路面正是在這個區(qū)域內(nèi)相互作用,產(chǎn)生使

8、汽車實現(xiàn)各種運動(如轉向、驅動、制動)的力,圖1為輪胎ISO坐標系。圖1輪胎ISO坐標系圖2胎體錐度Fig.1TireISOCoordinatesSystemFig.2Tireconicity當輪胎以零度側傾角直線行駛時(α=γ=0),輪胎的側向力及回正力矩具有一定的初始值,這些初始的輪胎力就是由胎體錐度及簾布層轉向形成的,是輪胎結構不對稱的結果。試驗研究證明,胎體錐度及簾布層轉向對輪胎力學特性的影響是不同的。胎體錐度的形成與子午線輪胎胎體帶束偏離中心位