基于胎面-路面摩擦自激的轮胎非线性振动建模仿真

轮胎的多边形磨损是汽车研发设计过程中迫切需要解决的问题之一。考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,建立了悬架-轮胎-胎面系统的考虑时间延迟的两自由度动力学振动模型,研究基于自激振动理论的轮胎多边形磨损现象。通过matlab/simulink进行仿真试验,验证了汽车中高速行驶时硬自激振动现象的存在,并给出了能够引起自激振动的敏感参数及车速范围。所建立的动力学振动模型可以帮助分析悬架动力学特性对轮胎多边形磨损的影响,为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据。     

滚动汽车轮胎自激振动仿真及其影响因素分析

以高速行驶汽车产生的轮胎周向多边形磨损现象为背景,通过建立轮胎的有限元模型以及轮胎-路面的LuGre摩擦模型实现了汽车轮胎高速滚动过程有限元模型的建立,应用该模型进行了轮胎侧向自激振动的仿真分析及影响因素研究。仿真结果表明滚动汽车轮胎在一定条件下确实出现了侧向自激振动现象,它也是造成轮胎多边形磨损的原因之一。参数灵敏度分析表明：轮胎侧向自激振动随车速的增加先增加后减小,车速过低或过高时均不能形成自激振动;前束角与外倾角对自激振动的影响与 车速相似,两者都存在一个峰值点;另外,大载荷条件下,胎面自激振动会比较剧烈,轮胎的多边形磨损也比较严重。因此,为避免产生轮胎自激振动,减少轮胎多边形磨损,要将设计参数以及使用工况控制在合适的范围内     

轮胎多边形磨损的发生机理及其影响因素分析

考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,采用由能量法确定的胎面单元侧向刚度计算公式,建立了基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损动力学模型,探讨轮胎多边形磨损现象的发生机理,并通过数值仿真分析了车速、轮胎前束角和垂向载荷对轮胎磨损的影响。结果表明：轮胎多边形磨损为胎面均匀磨损和扰动磨损叠加引起的周向不均匀磨损,是一种典型的非线性自激振动现象,其发生与胎面的侧向振动有关;以李雅普诺夫稳定性理论为基础,指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象;高速、较大的前束角和超载是导致轮胎产生多边形磨损的可能原因。     

汽车驱动轮与从动轮胎面自激振动对比研究

为了诠释"汽车轮胎多边形磨损较少发生在驱动轮的轮胎上"这一现象,本文就驱动轮和从动轮的胎面自激振动展开了对比研究。前期研究已经发现胎面自激振动是轮胎多边形磨损的必要条件。本文对驱动轮-悬架-胎面系统进行了理论建模和自激振动的分岔分析,并对比分析了多边形磨损主要影响参数对驱、从动轮胎面自激振动的影响。研究结果表明驱动轮产生的自激振动的车速范围和能量均较小,合理解释了轮胎多边形磨损的特征,研究结果为轮胎多边形磨损机理的研究提供了理论依据。     

基于LuGre摩擦模型的轮胎多边形磨损机理分析

多边形磨损是汽车轮胎磨损研究中的一个新课题,具有重要的理论价值和研究意义。考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,建立了基于LuGre摩擦模型的轮胎多边形磨损的动力学模型。通过仿真给出了能够引起自激振动的车速和轮胎初始前束角范围。这些结果为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据。     

考虑驱动力影响的轮胎侧向自激振动分析

自激振动是多边形磨损的必要条件,根据附着椭圆,驱动力对胎面侧向附着系数有很大的影响,从而改变了轮胎侧向自激振动情况。建立基于LuGre摩擦模型的胎面-路面单自由度系统,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验,并分别以车速和摩擦系数作为分岔参数对系统进行Hopf分岔分析,分析了驱动轮胎面侧向自激振动产生的临界条件。研究表明小侧偏角下,驱动力使得胎面侧向自激振动消失。研究结果为多边形磨损机理的进一步研究提供了理论依据。     

轮胎附着特性的胎面纵向振动建模与分析

通过对接地区域的胎面离散化处理,建立胎面纵向振动模型,引入动态摩擦模型-分布式Lu Gre模型,实现对滚动轮胎接地区域动态附着特性描述。针对某轮胎滚动工况,在Matlab/Simulink中进行数值模拟,通过调整模型参数,获得车速、胎压等对轮胎附着影响,验证模型的正确性、合理性;分析胎面接地区域摩擦力及位移的分布规律,为滚动轮胎纵向振动研究提供理论依据。     

基于摩擦自振的轮胎-悬架振动系统仿真分析

在胎面-路面单自由度模型的基础上,将悬架、轮胎、胎面三者各自的物理特性同时纳入研究范围,运用多刚体系统动力学方法建立起悬架-轮胎-胎面四自由度ADAMS模型。仿真结果表明了当胎面产生剧烈自激振动时,其能量会传递到悬架和轮胎,使得前束角、外倾角和轮胎的垂向跳动都产生频率相同但程度不同的自激振动,证明了理论模型的正确性。并对该四自由度系统进行分岔数值模拟,找出了轮胎胎面产生自激振动的车速区间,为今后进一步的非线性理论研究以及实验研究奠定了理论基础和研究依据。     

不同花纹轮胎噪声辐射特性

轮胎噪声是交通环境噪声的主要来源之一,也是汽车噪声的主要声源。用虚拟模型预测的方法对滚动轮胎的振动辐射噪声进行预测分析。通过对滚动轮胎施加路面简谐激励,获取滚动轮胎表面加速度响应并作为声学分析的边界条件。采用边界元的方法分析不同花纹形式的滚动轮胎在路面激励下振动辐射噪声特性,结果表明花纹形式直接影响着滚动轮胎振动辐射噪声的大小,胎面花纹质量越小,振动辐射噪声越大,研究结果具有工程应用价值。     

大扁平比胎侧解析刚度建模及轮胎动力学分析EI北大核心CSCD

针对重载轮胎大扁平比结构建模问题,从动力学建模、实验模态分析、结构参数辨识等方面,基于解析弹性基础的欧拉梁模型,对重载轮胎的柔性胎体和大扁平比胎侧曲梁的低频动力学特性开展研究,建立了考虑充气预紧力的欧拉梁胎体模型,利用实验模态方法,探究了不同充气压力下的柔性胎体振动特性;考虑胎侧曲梁预紧力弦效应和结构弯曲效应,建立了大扁平比胎侧曲梁解析刚度模型;基于模态测试结果,进行柔性胎体与解析胎侧结构参数辨识。研究结果表明:在0~180 Hz频率范围内,重载轮胎以结构周向弯曲振动为主,可利用基于弹性基础的柔性梁模型表征;大扁平比胎侧曲梁的解析刚度与胎侧的几何、结构和充气压力参数直接相关;轮胎充气压力影响柔性胎体梁的轴向预紧力和胎侧的弦刚度,进而影响轮胎弯曲振动特性。     

The “intelligent tire” utilizing passive SAW sensorsmeasurement of tire friction

The term “intelligent tire” describes tires equipped with sensor systems to monitor thermal and mechanical parameters while driving. Information about temperature, tire pressure, tread wear, etc., is collected and used for car operation and maintenance support. The contact between tire and road surface is a key parameter when characterizing the ability to accelerate, decelerate and steer a vehicle, therefore making contact monitoring important for modern car control systems. Following numerous previous theoretical works, the friction coefficient can be measured by evaluating the mechanical strain in the tire surface contacting the road-utilizing the deformation of the tread elements. A new monitoring method using passive radio requestable SAW sensors is presented. The principle, measurement setup and experimental results are shown     

轮轨横向滑动稳定性对曲线啸叫噪声的影响

车轮相对于钢轨发生横向滑动时,轮轨接触面上的摩擦力变化会引起曲线啸叫噪声。因此首先建立了车轮的状态空间模型和轮轨接触摩擦模型,对轮轨横向接触过程采用4阶Runge-Kutta法进行了时域分析,研究了如横向滑动速度、接触力、阻尼等因素对滑动过程稳定性的影响,并结合实例计算进行了验证,最终得出结论:轮轨横向滑动过程出现不稳定的主要原因是接触面间摩擦系数变化引起的自激振动;当车轮阻尼大于等效阻尼临界值时会使滑动过程稳定;轮轨间的垂向刚度和阻尼会使系统不稳定频率与车轮模态频率产生偏移。     

舵结构系统的飞行自激振动特性

针对舵结构系统在飞行当中出现的自激振动现象,提出了含间隙和库仑干摩擦舵结构系统在非定常气动力作用下的振动力学模型,基于理论分析揭示了舵结构系统飞行自激振动现象的发生机理,并通过数值计算模拟了包含高次谐波的舵结构系统自激振动,得到了与飞行实测结果一致的现象和规律。     

基于橡胶热氧老化规律的压缩机隔振脚垫动态特性研究

以某空调器压缩机橡胶隔振脚垫为研究对象,考虑热氧老化对橡胶隔振脚垫的动态特性影响,采用Arrhenius模型、分数导数Kelvin-Voigt模型和库仑摩擦模型对橡胶隔振脚垫进行动态特性建模,建立了橡胶隔振脚垫热氧老化-动态特性数学模型。基于MTS831弹性体试验台搭建了隔振脚垫静、动态特性测试装置,给出了模型参数的辨识方法,试验验证了热氧老化-动态特性数学模型的正确性。结果表明,在100℃热氧老化7天后,橡胶隔振脚垫静刚度增长19.35%,动刚度最大增长5.3%,损耗因子最大减小11.6%。热氧老化-动态特性模型能够有效地表征橡胶隔振脚垫动态特性的振幅相关性、频率相关性和热氧老化相关性,为深入研究计及外界环境温度因素导致橡胶热氧老化的隔振脚垫服役后动态特性演化规律提供基础。