轮胎与路面包容特性建模

在轮线性包容模型的基础上，把轮胎与路面的接触描述为面接触过程，建立轮胎包容特性的计算模型。     

工程车辆轮胎滚动状态下与土壤接触有限元分析

工程车辆轮胎与土壤相互接触作用,对工程车辆性能具有重要影响.应用三重非线性有限元分析方法,利用非线性有限元软件ABAQUS建立轮胎与地面接触三维有限元模型,分析了稳态滚动轮胎在不同胎压、载荷下与土壤接触问题,对比了不同载荷、胎压下轮胎及地面的变形、应力和应变情况.数值计算结果表明,该轮胎/土壤接触有限元模型是合理的.     

工程车辆轮胎滚动状态下与土壤接触有限元分析

工程车辆轮胎与土壤相互接触作用,对工程车辆性能具有重要影响。应用三重非线性有限元分析方法,利用非线性有限元软件ABAQUS建立轮胎与地面接触三维有限元模型,分析了稳态滚动轮胎在不同胎压、载荷下与土壤接触问题,对比了不同载荷、胎压下轮胎及地面的变形、应力和应变情况。数值计算结果表明,该轮胎／土壤接触有限元模型是合理的。     

采用ABAQUS/Explicit分析滚动轮胎与变形地面相互作用

建立三维土壤弹塑性模型与轮胎模型,通过试验验证模型的可靠性,并用显示算法计算滚动轮胎与变形地面间接触时的相互作用,获得了滚动轮胎与地面接触时力与变形情况。有限元计算结果表明,此方法可以有效地分析轮胎与变形地面相互作用的问题。     

轮胎-地面接触模型研究现状与展望

介绍了轮胎-地面接触模型的研究现状、研究手段及方法。指出了该领域发展存在的问题,提出有限元方法是轮胎-地面接触模型今后研究的重要方向。     

汽车轮胎的有限元分析

利用SolidWorks三维设计软件根据汽车子午线轮胎的实际结构特征,经过合理简化,建立汽车轮胎实体简化模型,然后运用ANSYS有限元仿真软件,通过对轮胎模型定义单元属性、接触状态和载荷状态建立合理的轮胎有限元模型,并对模拟轮胎与路面在不同充气压力接触状态下产生的接触应力进行分析,得出汽车轮胎在不同充气压力状态下应力主要分布在轮胎与路面的静态接触部分,且胎侧和胎冠部分变形较大。由不同充气压力变形情况得出轮胎使用充气压力应在220 kPa左右。     

基于SWIFT轮胎模型的车辆行驶平顺性仿真

ADAMS软件是世界范围内广泛使用的机械系统仿真分析软件,该软件的12.0版本开始提供SWIFT轮胎模型。介绍了SWIFT轮胎模型及其包容特性。将三维CAD软件PRO/E和多体动力学软件AD-AMS结合起来,构建了1/2车辆模型,进行平顺性仿真,并对结果作简要分析。     

无气轮胎几何非线性的有限元分析

为了获得无气轮胎在静态固定载荷下的材料与变形特性,利用有限元几何非线性理论对其进行了非线性大变形接触分析.建立了无气轮胎与硬路面的三维有限元模型,在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性及轮胎接触非线性,计算了无气轮胎在径向位移下的变形情况、应力分布和接地压力、径向刚度等.分析结果可作为无气轮胎的设计及优化依据.     

滚动轮胎侧倾接地性能有限元分析

建立子午线轮胎滚动分析的三维有限元模型,在模型中充分考虑轮胎材料和结构的复杂性,轮胎与轮辋过盈配合以及轮胎与轮辋、地面的接触摩擦等状况,研究轮胎侧倾滚动状态下的速度和外倾角对轮胎变形、接地区应力和帘线的应力分布规律的影响.     

用ANSYS分析工程车辆轮胎与路面接触的问题

在模拟工程车辆轮胎和路面的接触关系中,如何选择更精确的分析算法,一直是研究工程车辆对路面的作用的关键问题.在ANSYS中建立好工程车辆轮胎和路面的等效有限元模型之后,通过接触对工具建立轮胎和路面之间的接触关系,并且对ANSYS提供的各种分析算法进行分析对比.结果表明,工程车辆轮胎与路面接触问题最好的接触算法是Lagrange算法,接触行为是粘接(bonded).分析思路可以为以后的研究人员提供一定的借鉴和参考.     

Heavy vehicle dynamics with balanced suspension based on enveloping tire model

The tire-road contact mechanics is the key problem in vehicle ride comfort and road-friendliness research. A flexible roller contact (FRC) tire model with the enveloping property is introduced to reflect the contact history between the tire and the road. Based on D’Alembert principle, an integral balanced suspension (IBS) model is established, considering mass and moment of inertia of the stabilizer rod. The sprung mass acceleration and tire dynamic force for balanced suspension and the traditional quarter-vehicle model are compared respectively for frequency and time domain responses. It is concluded that the quarter-vehicle model can be used to evaluate the ride comfort of vehicles; however, it has some limitations in evaluating the vehicle road-friendliness. Then, the dynamics performances for IBS model are analyzed with the single point contact (SPC) model and FRC model, respectively. These works are expected to propose a new idea for the vehicle-road interaction research.     

UniTire统一轮胎模型

UniTire模型是用于车辆动力学仿真和控制的非线性非稳态轮胎模型,能够准确描述轮胎在复杂工况下的力学特性。UniTire模型以理论模型为基础,采用无量纲的表达形式,具有统一的滑移率定义;统一的无量纲印迹压力分布表达;统一的各向轮胎力无量纲建模;统一的各向摩擦系数表达;无量纲边界条件的统一满足;不同速度下轮胎模型的统一表达;稳态与非稳态特性的统一;侧倾、转偏作用与侧偏特性的统一。不仅能够对各种工况下的轮胎力学特性进行高精度的表达,还具有良好的外推能力和预测能力,能够对复合工况、不同路面和不同速度下的轮胎特性进行准确的预测。本研究围绕UniTire的建模思想,介绍UniTire建模的理论基础、稳态和非稳态模型以及模型的表达和预测能力并进行试验验证。     

一种非充气机械弹性安全车轮的研究进展

轮胎是汽车与路面之间接触并产生相互作用的唯一媒介,直接影响着汽车的操纵稳定性、行驶安全性及乘坐舒适性等。然而,传统充气轮胎往往存在爆鼓、爆胎、泄气以及胎压不稳等安全隐患,严重影响汽车行使的安全性。为此,提出安全车轮基本概念,概述安全车轮的发展现状,阐述机械弹性安全车轮的结构和原理;介绍机械弹性安全车轮的数值计算模型、简化解析模型,以及相应的机械弹性安全车轮的垂向力、纵向力、侧向力、侧偏特性、侧倾特性、动态特性、响应特性、牵引特性、包容特性等的计算,和台架或者装车试验验证;研究结果揭示了机械弹性安全车轮的基本特性,为机械弹性安全车轮的研发与推广应用奠定一定的理论基础,期望促进非充气安全车轮的发展。     

Development and comparative study on tire models in the AutoDyn7 program

In this paper, several tire models (Magic formula, Carpet plot, UA tire, DADS tire and STI tire) are implemented and compared. Since the STI (System Technology Inc.) tire model in the AutoDyn7 program is in a good agreement to NADSdyna STI tire model and experiment, it is selected as a reference tire model for the comparison. To compare tire models, input parameters of each tire model are extracted from the STI tire model to preserve the same tire properties. Several simulations are carried out to compare performances of tire models, i. e., bump simulation, lane change simulation, and pulse steering simulation. The performances in vehicle maneuverability are also compared with the four parameter evaluation method.     

汽车动力学仿真中轮胎模型的建模

针对当前车辆动力学模拟与动态控制研究中所采用的经验轮胎模型需要大量实验数据的情况,探讨了利用理论轮胎模型来进行车辆动力学建模与仿真的实现方法,以改善轮胎经验模型对实验数据过于依赖的不足。通过研究,利用MATLAB／Simulink软件实现了Gim理论轮胎模型的模块化建模和动力学仿真分析。仿真结果和实验数据的对比表明：Gim理论轮胎模型的精度高,能准确预测轮胎的力学特性;所建立的Simulink轮胎子模块通用性强,所需参数少,运算快,为车辆动力学的实时仿真提供了很大方便。     

基于Matlab系统函数法的汽车轮胎力计算研究

针对轮胎力在汽车动力学模拟及控制系统开发中的重要作用,研究了利用Matlab/Simulink软件中的系统函数来建立Gim理论轮胎模型的模块化实现方法,所建立的轮胎模块在车辆动力学模拟中可直接作为Simulink中的子模块被调用来计算地面作用于汽车轮胎的纵向与横向力。通过动力学数值仿真与实验测试结果的对比分析表明:Gim理论轮胎模型具有很高的精度,能准确的预测轮胎的力学特性,所建立的轮胎子模块通用性强,所需参数少,可直接应用于各种车辆动力学分析与控制系统的研究中。     

滚动轮胎接地性能有限元分析

为深入理解轮胎滚动运动学机理，建立了轮胎在平面上滚动的三维非线性有限元模型。在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性，计算了子午线轮胎195／60R14在不同速度滚动时的变形情况、接地区压力分布、摩擦力分布、带束层应力分布等滚动特性。重点对轮胎胎面的变形情况进行了分析，为轮胎结构设计、振动与噪声分析提供了依据。     

轮胎非稳态侧偏特性对汽车操纵性的影响

以考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏特性理论模型为基础,建立考虑轮胎非稳态侧偏特性的角输入汽车模型,分析轮胎非稳态侧偏特性对汽车操纵性的影响。     

子午线轮胎静态侧倾性能有限元分析及试验研究

采用三维非线性有限元分析方法,在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性,计算了子午线轮胎195/60R14在不同角度侧倾接地时的变形情况,与试验结果进行了比较。分析了轮胎在静态不同角度侧倾接地状况下载荷-下沉量变化、接地区压力分布、接地区摩擦力分布、侧倾侧向力-侧倾角变化关系;采用连续加载-卸载方式,开展了轮胎侧倾接地试验,实时记录了轮胎受力与变形关系,采用压力敏感膜测量了轮胎侧倾接地时的接地区压力分布状况。结果表明,轮胎侧倾接地状况下的变形及接地区压力分布趋势的计算结果与试验测试结果一致。     

ADAMS在汽车轮胎动力学研究的应用

汽车轮胎的力学特性是优化轮胎设计,提高轮胎性能的重要依据。然而汽车轮胎的行驶条件的复杂多变,给轮胎的力学特性的掌握和计算带来不少困难。将ADAMS应用于汽车轮胎的动力学研究,可以利用软件来模拟汽车轮胎的各种行驶条件,并利用数学模型计算出汽车轮胎在各工况下的力学特性参数。通过这一过程,工程技术人员可以减少汽车轮胎设计过程中试制试验的轮次,从而达到降低轮胎试验成本,并优化轮胎设计的目的。