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1、汽車上程年第卷第期毗!利用試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)對(duì)輪胎垂直特性建模清華大學(xué)管迪華吳衛(wèi)東張艾謙〔摘要〕本文用試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)建立輪胎模型。通過對(duì)輪胎的徑向和切向激振試驗(yàn)獲取模態(tài)參數(shù),將地面對(duì)輪胎的作用當(dāng)作輸人。采用迭代算法計(jì)算了靜態(tài)垂直特性,即垂直剛度、印跡長(zhǎng)。。度及摩擦力在縱向的分布然后計(jì)算了考慮輪胎預(yù)載的〕內(nèi)的垂直振動(dòng)特性采用模態(tài)綜合’方向?qū)④囕?、懸架及車身組合成一個(gè)系統(tǒng),計(jì)算出了該系統(tǒng)的垂直振動(dòng)特性。研究顯示了這種方法的可行性和優(yōu)越性?！?敘詞輪胎平面
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4、以刀匕約島姍刊.哪the七巧iblityanda(ivantagesofthisnInetllodewo一Keyw,Innereoo日落川PlatimdelExP州m份飯1mdalPammetV。七CalPmPel七es引言輪胎是汽車重要的部件之一。由于其結(jié)構(gòu)和工況的復(fù)雜性,對(duì)其建立模擬計(jì)算模型一直是一個(gè)難題。近十多年來隨著對(duì)汽車動(dòng)特性要求的提高,
5、對(duì),輪胎的研究亦進(jìn)人了動(dòng)態(tài)領(lǐng)域這無疑更增加了對(duì)輪胎研究的難度。以往的研究將輪胎的固有特性與輪胎同地面相互作用后,工況的任何變化均導(dǎo)致重新做試驗(yàn),。由于表現(xiàn)出來的特性混淆不分造成試驗(yàn)工作繁重輪胎研究的歷史發(fā)展造成了人們將靜特性與動(dòng)特性分別進(jìn)行研究,使得所建模有很大的局限原稿收到日期為197年4月3日,修改稿收到日。日期為197年6月3··3場(chǎng)汽車工程1卯7年(第19卷)第6期,。性且不能更科學(xué)地描述其特性本研究首先認(rèn)為在自由懸置下對(duì)輪胎做激振試驗(yàn)所獲取的模態(tài)參數(shù)是其固有特性,在建模時(shí)利用輪胎的模態(tài)參數(shù)對(duì)其特性進(jìn)行表征。而將外界對(duì)輪胎的作用
6、當(dāng)作模型的輸人,不同輸人導(dǎo)致輪胎表現(xiàn)出不同特性。將輪胎在O頻率下的柔度特性表征輪胎的靜特性,這樣可以將輪胎的靜、動(dòng)特性建模統(tǒng)一進(jìn)行處理,能很容易得到其動(dòng)特,.。,性無疑更具科學(xué)性所建模型是以傳遞矩陣的形式表達(dá)的容易與汽車其它部分模型相綜合應(yīng)用于整車的模擬計(jì)算。LZ靜態(tài)垂直特性的計(jì)算,因此靜態(tài)特性可以采用輪胎在0頻率處的傳遞函數(shù)進(jìn)行分析。靜態(tài)對(duì)應(yīng)于0頻率所用,。,二是通的模態(tài)參數(shù)過對(duì)子午線輪胎205/7峪R14實(shí)測(cè)獲得的在試驗(yàn)中作用于胎面的徑向力能同時(shí)激起徑向與切向響應(yīng),切向力也如此(l,2)。這些模態(tài)參數(shù)構(gòu)成建模所需的導(dǎo)納矩,::,陣它
7、們是徑向激振時(shí)的徑向位移導(dǎo)納矩陣凡和切向位移導(dǎo)納矩陣Hr切向激振時(shí)的切,r。,向位移導(dǎo)納矩陣從和徑向位移導(dǎo)納矩陣且因此印跡內(nèi)胎面上所受的地面乖直反力凡與摩擦力凡都分解為徑向力和切向力,如圖1。按照彈性的不同,輪胎被分為兩部分,即胎體和胎冠。胎體的整體彈性完全由模態(tài)參數(shù)表征,胎冠承受擠壓變形,其彈性由胎冠橡膠的彈性模量表征。輪胎模型是以離散化的方式建立的,表達(dá)式的一般形式為:刀=萬l)*f(式中:D是輪胎位移列矢量;H是輪胎位移導(dǎo)納矩陣,其中元素是,,位移導(dǎo)納由模態(tài)參數(shù)構(gòu)成且是頻率的函數(shù)當(dāng)頻率為O時(shí)就是靜態(tài)位移導(dǎo)納;f是印跡內(nèi)作用力列矢量
8、。圖l垂直反力式和摩擦,‘:。徑向力fr激起的徑向位移D和切向位移D分別為力F向徑向和切向分解,*、了尹.D=凡關(guān)(23、D“月尹fra.無載荷,,,:切向力關(guān)激起的切向位移D和徑向位移眾分別為,眾=且了關(guān)
