輪胎結(jié)構(gòu)不對稱性對其力學(xué)特性建模的影響

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1、第34卷第2期吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)Vol.34No.22004年4月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)Apr.2004文章編號:1671-5497(2004)02-0185-04輪胎結(jié)構(gòu)不對稱性對其力學(xué)特性建模的影響盧蕩,郭孔輝(吉林大學(xué)汽車動態(tài)模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林長春130022)摘要:輪胎因其結(jié)構(gòu)不對稱性導(dǎo)致的胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng),顯著影響輪胎的力學(xué)特性。對于某一輪胎的試驗(yàn)數(shù)據(jù),考慮胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng),

2、是建立正確的經(jīng)驗(yàn)及半經(jīng)驗(yàn)輪胎力學(xué)特性模型的關(guān)鍵。本文對胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng)進(jìn)行了深入分析,提出了胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng)等效處理及相應(yīng)的試驗(yàn)辨識方法。指出輪胎模型的有效輸入,是研究輪胎結(jié)構(gòu)不對稱性對其力學(xué)特性建模影響的有效方法。關(guān)鍵詞:輪胎模型;胎體錐度;簾布層轉(zhuǎn)向中圖分類號:U461文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)特性對汽車動力學(xué)的發(fā)展有重要意義。建立能精確描述輪胎力學(xué)特性的模型是汽車動力學(xué)仿真研究應(yīng)首先解決的問

6、題。由于輪胎結(jié)構(gòu)的不對稱性導(dǎo)致的胎體錐度(Tireconicity)[2]及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng)(Ply2steering),顯著影響輪胎的力學(xué)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(xué)特性研究中,如何考慮胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng),是建立正確的基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)及半經(jīng)驗(yàn)輪胎力學(xué)特性模型的關(guān)鍵。為此,作者對胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng)進(jìn)行了深入分析,提出了胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向效應(yīng)等效處理及相應(yīng)的試驗(yàn)辨識方法。收稿日期:2003209211.基金項(xiàng)

7、目:國家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2003AA501950);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)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(dǎo)師,中國工程院院士.E2mail:guo.konghui@ascl.jlu.edu.cn·186·吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)第34卷1胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(如轉(zhuǎn)向、驅(qū)動、制動)的力,圖1為輪胎ISO坐標(biāo)系。圖1輪胎ISO坐標(biāo)系圖2胎體錐度Fig.1TireISOCoordinatesSystemFig.2Tireconicity當(dāng)輪胎以零度側(cè)傾角直線行駛時(α=γ=0),輪胎的側(cè)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(zhuǎn)向形成的,是輪胎結(jié)構(gòu)不對稱的結(jié)果。試驗(yàn)研究證明,胎體錐度及簾布層轉(zhuǎn)向?qū)喬チW(xué)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