时变垂直载荷及时变滑移率下轮胎的纵滑特性

在稳态半经验模型的基础上,根据松弛长度和有效滑移率的概念建立了能表达时变垂直载荷及时变滑移率低频输入下的轮胎纵滑特性非稳态半经验模型。该模型用一个弹簧(代表胎体的平移弹性)和稳态模型(代表胎面与路面的接触作用,也称接触模型)串联来近似表达轮胎的动态响应。试验表明,该模型的仿真结果与试验结果吻合,可以比较精确地表达轮胎非稳态纵滑特性。该模型满足一定理论边界条件,精度高且形式简单,易于车辆动力学应用。     

基于抗滑降噪性能的沥青路面表面构造评价指标

为了揭示沥青混合料表面构造对路面抗滑降噪性能的影响机理,运用频谱分析法计算得到各级倍频程中心频率对应波长处的沥青混合料(HMA)表面构造水平;通过室内试验(二维表面构造测试法(2D-ITAM),动态旋转摩擦系数测试仪法(DFT)及室内轮胎加速下滚噪声测试法),分析表面构造水平及分布特性表征指标和沥青混合料表面摩擦系数及轮胎/路面噪声水平之间的相关关系.结果表明:表面构造特征波水平可以表征沥青混合料表面宏观构造和短波段大构造水平及分布特性;且与安装有ABS防抱死系统车辆在沥青混合料表面行驶时的抗滑性能之间有良好的相关性,与轮胎/路面噪声水平之间具有一定的相关性.     

按体积法设计沥青混合料

随着道路交易量增加，轴载和轮胎压力的增大，沥青混合料级配设计方法也有必要更新。本文提出了一种新的沥青混合料设计方法－体积法。根据这种方法设计的沥青混合料粗集料含量高。室内试验和试验路结构表明这种混合料能够提高柔性路面抵抗高温变形的能力，减少低温开裂。当用作表面层时，还具有良好的表面构造和抗滑性及不透水性。     

采用UKF算法估计路面附着系数

为了能够迅速准确获取当前道路信息以提高汽车主动安全性能,提出一种实时跟踪路面附着系数变化的汽车状态估计方法.建立包含Pacejka 89轮胎模型的七自由度非线性汽车动力学模型,通过动力学模型估算出前后车轮垂直载荷,结合轮胎力学模型和UKF(Unscented卡尔曼滤波)算法对轮胎纵向力和滑移率进行估计,进而得到不同附着系数路面条件下的Slip-slope(ρ-S曲线斜率),建立了几种典型路面附着系数与Slip-slope之间的映射关系.应用ADAMS/Car中的路面编辑器构造具有不同附着系数的路面测试环境,验证了提出的方法对突变附着系数估计的可靠性和有效性,表明Slip-slope理论在ADAMS/Car的虚拟试验中同样可以再现.     

由路面养护问题引起的特大交通事故分析

通过分析一起特大交通事故可知 :路面抗滑能力与汽车行驶速度不适应是造成交通事故的重要原因 ,特别是当不能正确地养护公路 ,使路面抗滑能力减弱时 ,无论是左右轮的附着系数的分离还是前后路段附着系数的下降 ,均能导致汽车失控 ,很容易造成交通事故。本文案例虽为施工所致 ,但具有典型意义。     

由路面养护问题引起的特大交通事故分析

通过分析一起特大交通事故可知;路面抗滑能力与汽车行驶速度不适应是造成交通事故的重要原因,特别是当不能正确地养护公路,使路面抗滑能力减弱时,无论是左右轮的附着系数的分离还是前后路段附着系数的正确,均能导致汽车失控,很容易造成交通事故,本文案例虽为施工所致,但具有典型意义。     

石墨烯对车辆轮胎胎面的力学性能及抗滑性能影响研究

石墨烯与橡胶复合强化是近年来研究热点问题,为了进一步提高车辆轮胎的力学性能、耐磨性能及冰路面抗滑性能,将石墨烯作为车辆轮胎胎面增强体材料,进行了石墨烯增强车辆轮胎胎面配方及制备工艺设计,对石墨烯不同含量下的胎面拉伸强度、撕裂强度、100%定伸应力、300%定伸应力、耐磨指数等物理机械力学性能进行了测试,并对石墨烯强化后的车辆轮胎进行了冰路面抗滑性能实车试验,获得了不同质量分数下的石墨烯增强材料对车辆轮胎胎面的性能影响规律,并应用分子链滑动理论对石墨烯强化车辆轮胎胎面橡胶机理进行了分析。测试及分析结果表明:当石墨烯质量分数约为7%左右,对车辆轮胎胎面橡胶的性能强化效果较为理想,其主要物理机械力学性能指标良好,车辆轮胎的耐磨性能和抗滑性能得到了较大提高。     

汽车最大爬坡度测试方法的探讨

本文分析了目前采用的陡坡试验法测定汽车最大爬坡度存在的问题和困难,从理论上和试验方法上探讨了一种在水平路面上测定汽车最大爬坡度的新方法。     

动态称重中动态轮胎力的特性

动态轮胎力是影响汽车动态称重的重要因素.基于1/4车辆模型推导了动态轮胎力方程,依据路面不平度模型,仿真计算了动态轮胎力的频率特性.考察了路面、速度、载重、轮胎和悬架等因素对动态轮胎力的影响程度,为动态称重系统的设计和称重信号的处理提供依据.     

微表处混合料室内加速加载试验

针对现有微表处性能实验评价方法的不足,提出基于“轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统”的材料性能评价方法,对掺加不同改性乳化沥青的微表处混合料进行室内加速加载试验.结果表明,改性乳化沥青残留物性质对微表处混合料性能有直接影响,适宜的沥青能够延长使用年限73%,提升长期效益60%;摆值、构造深度指标与宽度变形率间相关系数为0.74与0.77;“微表处混合料蠕变度”K指标反映材料抗滑性能变化的敏感度,可用以描述混合料蠕变与矿料重分布.试验也表明“轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统”可真实模拟轮胎与路面间的相互作用．     

UniTire轮胎稳态模型的速度预测能力

为了降低轮胎高速试验的条件限制与成本,通过利用TNO不同速度下的侧偏试验数据,研究了统一轮胎模型UniTire从低速试验数据预测高速轮胎力学特性的能力。其中包括速度对动摩擦系数的影响;速度对侧偏和纵滑刚度的影响;速度对气胎拖距的影响。试验结果证明了UniTire轮胎模型在从低速轮胎试验预测高速轮胎力学特性方面具有很高的预测精度。     

长江隧道刚性基层沥青路面的抗车辙性能

以国家863项目"抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面结构设计与铺装技术"为依托,以武汉长江隧道工程为背景,根据长江隧道路面大纵坡、刚性基层的特点,采用德国汉堡车辙试验方法分析了应用于武汉长江隧道沥青路面面层新型材料AFNA-13和普通沥青混合材料SMA-13的抗车辙性能,并运用有限元方法计算比较了2种材料结构的抗车辙性能,同时对长江隧道路面结构的抗车辙性能进行了有限元模拟分析.得出在相同循环车载作用下,AFNA-13材料比SMA-13材料具有较好的抗车辙性能,沥青路面面层厚度是影响路面的抗车辙性能的主要因素.武汉长江隧道所采用的路面结构具有较好的抗车辙性能.     

轮胎花纹泵浦噪声评价方法及降噪结构设计

以轿车子午线轮胎205/55R16为研究对象,建立了具有复杂花纹的轮胎有限元模型,利用Abaqus有限元软件模拟轮胎在路面上滚动的过程,得到轮胎滚动过程中接地区域花纹沟的体积变化情况,以此作为轮胎泵浦噪声分析的边界条件。在此基础上利用流体力学方法(CFD)对花纹沟槽的流场特性进行分析,并应用FW-H方程计算花纹的泵浦噪声。通过分析接地区花纹变形特点,提出将花纹沟体积变形速率作为花纹泵浦噪声的评价方法。结果表明,花纹沟体积变形速率可以准确地预测花纹泵浦噪声性能,在此基础上提出了花纹沟加强筋降噪结构,花纹沟加强筋可以增大花纹刚度、减小花纹变形,具有明显的降噪作用,泵浦噪声降低了3.68dB。     

基于路面识别的汽车驱动力模糊滑模控制

为适应路面附着条件的变化对车辆驱动力控制系统的要求,设计了基于纵滑侧偏组合刷子轮胎模型的路面识别算法,采用卡尔曼滤波方式估算轮胎与路面间的附着力,应用最小二乘法估算路面附着系数,进而确定当前路面对应的最佳车轮滑转率;在此基础上,设计了基于路面自适应的驱动力模糊滑模控制算法,并在Matlab/Simulink与CarSim联合仿真环境下进行了仿真验证。结果表明,本文算法能快速准确地识别路面变化,并根据路面附着情况有效调节车轮滑转率,改善车辆驱动性能。     

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。     

基于环模型的轮胎滚动接触有限元分析

以弹性环模型理论为基础,建立了轮胎面内力学特性的有限元模型.通过不同载荷和速度下的轮胎在转毂上通过障碍物的仿真,分析了载荷与速度对轮胎轴荷响应的影响.计算结果与试验结果的对比验证了有限元模型在轴荷响应预测上的精度.该模型对于汽车的振动噪声分析以及耐久性分析具有重要的意义.     

正交试验设计的理论分析方法及应用

以四因素三水平正交试验设计为例,详细讲述了正交试验表的具体使用方法以及本方法在设计中的应用,并通过四因素三水平向大家介绍了该试验的原理、优点及数据处理方法.     

匹配机械弹性车轮的汽车稳定性分析

为深入研究匹配机械弹性车轮(MEW)的某越野车的横摆与侧翻稳定性,利用刷子理论模型,建立MEW纵滑与侧偏理论模型;利用平板式轮胎力学特性试验台分别对MEW和普通子午线充气轮胎进行了对比试验,验证了理论模型的正确性.以横摆角速度和预测载荷转移率(PLTR)分别作为横摆稳定性和侧翻稳定性的评价指标,并建立匹配MEW的整车非线性Carsim仿真模型,基于相平面分析方法研究MEW侧偏力学特性对汽车横摆与侧翻稳定性的具体影响规律.结果表明:MEW与子午线充气轮胎侧偏特性曲线的变化趋势基本一致,侧向力峰值基本相同,但MEW的侧偏刚度较大,匹配MEW的整车侧翻稳定性较好,横摆稳定性较差;增大MEW的侧向力峰值的同时适当减小侧偏刚度值,可以提高匹配MEW汽车的横摆与侧翻稳定性.研究结果可为车轮侧偏性能的改进及车轮结构优化提供相应的理论依据.     

长大上坡沥青路面抗剪强度设计方法研究

为了研究多种因素与长大上坡沥青路面面层内部剪应力的关系,以我国高速公路最常见的二轴车和四轴车为例,通过分析沥青路面剪切流动变形及影响因素,建立了一种移动荷载下长大上坡沥青路面的动力学响应模型.基于正交试验方法对多变量进行了交叉组合计算,通过对计算结果的分析,建立了包括载重、速度、坡度和温度等主要影响因素的长大上坡沥青路面最大横向剪应力综合计算模型.根据长大上坡路段的受力特点,建议在长大上坡沥青路面的设计和施工中增加面内最大剪应力和路面材料抗剪强度控制指标,并给出了多因素综合影响下的长大上坡沥青路面车辙预测模型.     

虚拟环境下轻型越野汽车限滑差速装置仿真

在对限滑差速装置进行分类与选型的基础上,以摩擦片式、变传动比和托森式等限滑装置为分析对象,在虚拟环境中建立了包括前后双横臂独立悬架模型、转向系模型、传动系简化模型、轮胎模型、路面模型和车身模型的整车动力学模型。在该模型中加入限滑差速器的扭矩分配模型,对铺装路面与冰雪路面两种状态下的稳态回转、角阶跃、稳态转向急加速、稳态转向油门抬起、对开路面起步加速能力、挂钩牵引力、爬坡度等做了仿真试验,并与普通差速器做了对比。结果表明:托森式、变传动比、摩擦片式等限滑差速装置都可以明显改善车辆在对开路面上的牵引通过性,还可以增加车辆稳态回转的不足转向趋势。其效果显著性排序为:托森(变传动比)式、摩擦片式和普通差速器。