轮胎与土壤变形的试验研究

车轮的下陷和轮胎的变形,对汽车的动力性和行驶经济性有重要影响。测试轮胎和土壤的变形是研究轮胎接触地面的形状、压力分布、滚动阻力等的主要环节,而变形传感器则是这一研究需用的手段。本文论述了轮胎变形和车轮下陷传感器的研制,并在静、动态试验中对轮胎变形与充气压力间的关系,作了初步分析。     

车轮与地面间接触应力测量传感器的研究

为測定车轮与地面间的法向应力,切向应力,侧向应力的大小及其分布,分别研制了膜片式压力传感器、简支梁式力传感器、环梁式三向力传感器。本文论述了三种传感器的基本结构原理,受力分析,应变片的布置,主要尺寸,传成器的标定等。     

膜片式压力传感器——在测量轮胎与地面接触面间法向应力中的应用

轮胎与地面接触面间应力分布对越野汽车行驶性能有很大影响。因此,在进行轮胎与地面接触面间应力分布理论研究的同时,也广泛开展试验测定。本文所论述的膜片压力传感器是用来测定轮胎与地面接触面间法向应力的。文中讨论了膜片式压力传感器的基本原理、主要尺寸的确定、传感器的标定及其在轮胎胎面上的安装与试验。经实测使用表明,此传感器具有结构简单,灵敏度高及使用性能良好等特点。     

机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响

为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题,提高车辆通过性能,对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析,建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型,推导了车轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式;对机械弹性车轮和普通充气轮胎的牵引性能进行了对比,结果表明与普通轮胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能;研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律,为车轮结构设计及整车动力学优化提供了参考。     

车轮旋转传感器用高磁力橡胶磁环

日本恩梯恩（NTN）公司开发出了用于车轮旋转传感器的高磁力橡胶磁环,可安装在车轮的轴承上使用。车轮旋转传感器由磁性检测传感器和环状磁环构成,通过将磁环内置于车轮轴承中与轮胎一同旋转,并由磁性检测传感器感知此旋转引起的磁极变化,以对车轮的速度进行测量。     

车轮——地面[砂]接触面间的法向应力分布及轮胎选择的初步探讨

研究车轮——地面接触面间应力和应变关系,是汽车——地面力学重要内容之一。为此,各国学者相继作了很多的努力,但到目前为止,尚未建立完善的理论。本文通过试验的方法,着重研究了BJ—212轻型越野汽车的两种轮胎,在各种不同情况下的法向应力的分布和数值,进行了载荷,轮胎气压和工况对轮胎——地面接触面间法向应力影响的初步分析。并在此基础上,同时研究了BJ—212轻型越野汽车的轮胎刚度和气压对行驶阻力的影响,对该汽车轮胎的合理选择提出了初步意见。     

动态车轮模型的胎体刚度解算

吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室于20世纪90年代提出的动态车轮模型,根据经验估计胎体刚度参数缺乏理论依据,为此本文提出了轮胎胎体六向刚度的解算方法。利用悬架试验台上垂向力、侧向力、纵向力、回正力矩加载试验的数据,计算出轮胎胎体的六向刚度,保证了动态车轮模型的仿真精度。     

鼓形驱动轮与松散沙土相互作用力学分析

为给月球车结构设计、运动控制和模拟仿真等提供必要的轮-地相互作用理论模型,基于车轮与松散沙土间的承压、剪切特性理论,建立了鼓形驱动轮与松散沙土相互作用力学模型.通过分析轮-地接触法向应力与切向应力分布,考虑最大法向应力向车轮前方偏移的现象,引入最大法向应力角随滑转率变化的理论公式,分析鼓形轮运动特性指标与松散沙土力学参数及车轮参数间的定量关系.依据松散沙土力学参数测量,指出剪切变形模量与接地比压的定量表达式,通过分析鼓形轮的接地面积,确定对应于载荷的剪切变形模量值.利用月球车车轮运动性能综合测试系统进行了鼓形轮在松散沙土上的滚动力学实验,结果验证了利用该理论模型预测鼓形轮运动性能的可行性.     

弹性车轮纵向力刷子模型分析

为研究弹性车轮结构特点与驱动性能关系,根据刷子模型,将弹性车轮的弹性梁看做连接在刚性轮毂上的一系列可以产生伸缩变形的弹性刷毛组成,这些刷毛能起到承受垂向载荷以及产生车轮纵向和侧向力的作用,然后对弹性车轮纵向力进行深入研究。在刚性路面,建立垂向和纵向力分布函数,根据地面接触情况积分求解纵向合力,并研究了弹性车轮弹性梁厚度与纵向合力的关系及弹性梁滑移率与纵向合力的关系。这为弹性车轮的优化设计提供一定的帮助。     

轮胎印痕识别算法及实例分析

为了更好地进行轮胎印痕识别,首先利用MATLAB建立的用户图形界面将轮胎印痕图像标准化,然后利用补偿模糊神经网络模型根据轮胎与地面接触的宽度来推算标准轮胎宽度,既可以粗略判断车型,又能同时得到伸缩因子,为轮胎的进一步匹配提供了重要的参数。为了解决轮胎印痕图像的点匹配问题,采用遗传算法并引入初步匹配算法来缩小搜索空间,有效地提高了匹配速度。该算法不依赖于轮胎印痕图像的中心区域,并能很好地抵抗轮胎印痕图像的噪声与非线性变形,且能识别残缺的轮胎印痕。同时,给出了应用实例并进行了分析。     

变形路面上越野汽车悬架优化的仿真分析

为了提高越野汽车的平顺性，研究了不同类型越野路面变形程度与悬架振动参数之间的关系.应用载荷沉陷理论建立了地面非线性离散模型.综合动态轮胎力、悬架动挠度、越野地面沉陷等因素建立了简化越野车辆模型的动力学方程.通过改变土壤类型和越野路况，对松软路面上悬架参数与车身垂向加速度的关系进行仿真.以平顺性为目标，分析了松软路面不同变形程度对优化的悬架阻尼值的影响.仿真结果表明，增大系统刚度比可以显著减小车身垂向加速度，但刚度比不宜超过临界值；在变形较大的路面上行驶时，应采用较大的悬架阻尼以改善平顺性.     

CAPE封层沥青路面剪应力数值分析

目的对CAPE封层沥青路面的剪应力进行数值分析,研究CAPE封层的脱皮、推挤和滑移现象,以期得出CAPE路面的合理设计.方法采用有限元方法,把轮胎简化为实心弹性体,采用变形等效原则拟合轮胎计算参数,考虑轮胎与路面的相互接触,对CAPE封层路面中产生的剪应力进行数值分析.结果低胎压的195/60R14轿车轮胎接地形状可近似为梯形,高胎压的315/80R22.5货车轮胎接地形状可近似为矩形;轿车轮胎与货车轮胎刹车时在路面中产生的剪应力分布规律基本类似,但货车轮胎影响深度大于轿车轮胎,在封层与下面层界面处引起的剪应力也大于轿车轮胎;剪应力的大小随着胎压、路面水平力系数、车轮负荷的增大而递增,而随着气温的升高却降低,但气温升高时路面发生层间剪切破坏的可能性却增大.结论采用变形等效原则拟合得出的轮胎计算参数进行CAPE封层沥青路面的剪应力分析是可行的,计算结果与CAPE封层在实际运营中表现出的规律相同,可用于指导工程实践.     

汽车轮胎与道路接触应力有限元分析

利用有限元软件的接触单元和非线性分析技术,建立汽车轮胎与道路接触的有限元分析模型,研究了在一定胎压、车身自重及一定水平加速度的作用下,轮胎与道路接触的应力及其应变分布情况.研究结果表明:轮胎接地部分接触应力最大,轮胎两侧位移呈对称分布,胎侧下端中部变形最为明显; 在轮胎周向,横向变形从轮胎接触部分向胎圈部位逐渐过渡,变形逐渐减小.     

轮胎-路面侧向附着动力学数学模型

轮胎-路面侧向附着动力学数学模型用来描述侧向附着系数与车轮滑动率的关系.通过把侧向附着系数表述为车轮滑动率的函数及全面考虑各种基本参数,如路面状况、车速、侧偏角、法向载荷、车轮外倾角和车轮滑动率等对侧向附着系数的影响,对 Pacejka 的模型进行了根本的变革.从而能使它们适用于轿车各种制动工况的研究.和前人有关的数学模型相比较,新模型具有实际应用意义.     

不对称带束层11.00R20全钢载重子午线轮胎有限元分析

借助ABAQUS有限元软件,建立一个带束层不对称的轮胎结构有限元分析模型,考虑了轮胎变形的几何非线性、轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触,轮胎材料的非均匀性、橡胶材料的不可压缩性和物理非线性及橡胶基复合材料的各向异性。通过有限元分析,得到了带束层不对称的子午线轮胎在充气压力下的变形和应力分布情况,带束层和胎体帘线的受力状况和分布特征,并对计算结果进行了分析,以期验证二维模型,为轮胎设计提供参考。     

月球车不等径车轮在土壤上滚动的力学分析与实验

月球车车轮的结构特征及其与土壤相互作用的力学特性对月球车的运动性能有着重要的影响.文中研制了一种具有抗侧滑特性的月球车不等径刚性车轮.基于车辆地面力学中车轮与土壤间的承压、剪切特性理论,提出了该不等径刚性车轮与松软土壤上滚动作用的修正模型,并采用迭代算法对车轮外形参数与力学特性参量的相互关系进行了计算和对比分析.利用Reece强制滑转原理设计了一套实验装置,进行了不等径刚性车轮在松软土壤上滚动的力学特性参量测试,验证了所建立模型的正确性.     

钢丝增强橡胶复合材料结构的有限元分析模型

为橡胶复合材料的结构分析，结构优化设计奠定一定的理论的理论基础，建立了一个钢丝增强橡胆轮胎结构的有限元分析模型，考虑了轮胎变形的几何非线性，轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触，轮胎材料的非均匀性，橡胶材料的不可压缩性和物理非线性及橡胶基复合材料的各向异性，结果表明，该模型非常有效可靠。     

车轮传感器电磁分布研究

针对车轮传感器是保证铁路运输安全、提高运输效率及管理系统自动化所必需的一种核心设备问题.通过分析了车轮传感器的工作原理,利用Ansoft Maxwell 3D有限元仿真软件对传感器电磁系统进行了仿真.在建立合理的车轮传感器电磁仿真模型的基础上,分析了线圈的位置和角度对传感器电磁分布产生的影响,优化了发送和接收线圈的结构,对车轮传感器的设计和研制具有一定的指导意义.     

越野汽车轮胎合理选用的初步研究

轮胎足越野汽车重要的组成部分。本文通过分析研究,提出了轮胎在松软地面上使用时的评价指标,分析了评价指标的影响因素,探讨了轮胎在松软地面上使用时合理选用的问题。并对BJ212越野汽车四种轮胎进行了性能分析和评价,对该车在松软地面上使用时,轮胎合理选用问题提出想法。     

基于有向感知模型的无线传感器网络节点部署

针对随机部署的有向传感器节点,建立基于有向传感器节点的感知概率模型.采用分布式算法,通过节点间的联合感知概率移动有向传感器节点,提高待监测区域内目标点被感知到的概率.本文提出可移动的节点部署算法,该算法使用较少的节点实现对目标区域的合理覆盖,并提高总体覆盖效果.仿真结果表明,该算法有效地减少了有向传感器节点的使用,同时保证了较好的覆盖效果.