基于軸頭六分力的輪胎接地性態(tài)建模及其磨損研究.pdf

1、輪胎接地界面是胎面磨損的唯一發(fā)生界面，其性態(tài)對(duì)胎面磨損有著重要影響。軸頭六分力是車輛系統(tǒng)對(duì)輪胎的動(dòng)態(tài)輸入，是影響輪胎接地性態(tài)的重要因素。因此，本文基于軸頭六分力建立輪胎三維解析模型計(jì)算輪胎三維接地性態(tài)，結(jié)合輪胎刷子模型計(jì)算胎面磨損量，分析軸頭六分力對(duì)輪胎接地性態(tài)和胎面磨損的影響。
　　首先，簡化真實(shí)輪胎結(jié)構(gòu)建立輪胎物理模型，將承擔(dān)主要變形的帶束層簡化為具有寬度的三維彈性圓環(huán)，能夠連續(xù)表達(dá)輪胎的變形特性。通過考慮三維彈性圓環(huán)面外應(yīng)力

2、應(yīng)變特性，建立帶束層側(cè)向彈性變形與面內(nèi)變形特性的聯(lián)系，同時(shí)考慮了胎側(cè)預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)了輪胎二維模型到三維模型的轉(zhuǎn)換。利用哈密爾頓原理和拉格朗日方程建立基于軸頭六分力的輪胎運(yùn)動(dòng)微分方程。
　　其次，運(yùn)用二元傅里葉級(jí)數(shù)構(gòu)造帶束層位移函數(shù)，運(yùn)用三角函數(shù)的正交性將輪胎運(yùn)動(dòng)微分方程矩陣化，通過胎面橡膠變形量表達(dá)路面作用力，基于龍格—庫塔法計(jì)算輪胎接地壓力分布的數(shù)值解。運(yùn)用控制變量法討論了軸頭力和力矩對(duì)輪胎接地壓力分布的影響。
　　第三，實(shí)

3、施了輪胎接地壓力的實(shí)車試驗(yàn)。利用六分力測(cè)力輪動(dòng)態(tài)測(cè)量行駛車輛的輪胎軸頭六分力信號(hào)，采用TireScan8050型壓力測(cè)試分析設(shè)備測(cè)定了靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和側(cè)傾三種工況下的輪胎接地壓力分布。通過計(jì)算獲得相同工況下的三維接性態(tài)解析模型的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的一致性。
　　最后，結(jié)合輪胎三維接地性態(tài)模型和輪胎刷子模型建立了胎面磨損解析模型，利用摩擦耗散能計(jì)算了胎面的二維磨損分布，分別討論了軸頭翻轉(zhuǎn)力矩和回正力矩對(duì)胎面磨損的影響。