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。     

三维GVT颗粒轮胎造型研究

颗粒轮胎造型是三维颗粒车辆——地面动力学（Granule Vehicle—Terramechanics,GVT）模型的前期研究,介绍了用颗粒构造三维GVT轮胎初始模型的过程,包括利用CAD实体造型技术建立参数化轮胎实体模型、轮胎颗粒的排布原则及其直径和坐标的计算,为GVT三维轮胎动力学模型提供了研究基础。     

前后轮驱动的拖拉机前轮轮胎偏磨的分析

针对前后轮驱动的拖拉机前轮轮胎偏磨的问题,在前轮与地面非接触的受力情况下,求得前轮摆振的动力学方程及其解,分析了锥齿轮的圆周力、前轮偏心质量产生的惯性力等对轮胎偏磨的影响.结果表明:前轮偏心质量产生的惯性力使左、右前轮摆振的振幅不等及引起前轮轮胎的偏磨及磨损,引起自激振动.前轮自激振动的摆振的振幅突变加剧前轮轮胎的偏磨及磨损.     

橡胶复合材料结构非线性有限元分析

用非线性有限元法对一种典型的橡胶复合材料结构——轮胎的力学性能进行了分析。给出了轮胎滚动边界值问题的数学描述和有限元列式及相应的求解策略。取旋转刚体构形为参考构形, 得到消去时间变量的惯性场和控制方程。用增量约束方法处理轮胎滚动接触问题可以达到收敛快、精度高。研究了滚动参数对轮胎总体和局部变形和受力的影响。计算结果与已有数据和试验相吻合, 对轮胎设计和汽车动力学有指导意义。      

2杆轮式悬架移动刚体机械手动力学瞬态稳定性研究与仿真

研究了2杆轮式悬架移动刚体机械手(平面)在其末端执行器跟踪给定轨迹工况下的动力学瞬态稳定性.在进行系统动力学模型分析的基础上,综合考虑了轮胎与路面作用力,给出了系统瞬态动力学稳定性评价准则,并进行了数值仿真,仿真结果真实反映了系统在执行任务时动力学瞬态稳定性分布情况及悬架对系统整体稳定性的影响.该准则适用于移动机械手轨...     

考虑面外振动的轮胎三维环模型

提出了包含面外扭转和面外弯曲振动的三维环模型,并应用于卡车子午线轮胎振动模态分析。在综述轮胎环模型发展的基础上,考虑了大变形应变和非线性应变项、面内面外弯曲和面外扭转三维位移模式,修正文献中的轮胎初始应力和气压功表达式,利用Hamilton变分原理首次建立了三维轮胎环模型的动力学控制方程,并利用模态展开技术得到了三维环模型面内和面外振动固有频率的解析解。该解析解首次建立了轮胎物理参数和轮胎三维振动固有频率之间的解析表达式,为轮胎的动态设计提供了理论指导。为验证三维环模型的准确性,对比了环模型分析、有限元模型和实验模态分析的结果,发现三者之间吻合良好,这证明文中建立的轮胎三维环模型的可靠性和准确性,能抓住子午线轮胎振动的本质规律。     

轮胎模具表面处理对轮胎表面质量的影响

汽车是现代工业的重要产物。近些年来随着我国经济的快速发展,我国的汽车销售量和保有量逐年增加,以2016年为例,我国实现了各类汽车2000多万量的销售额。轮胎作为汽车中的重要组成部分,每年的需求量极为巨大。做好轮胎的生产加工对于确保车辆的正常运行有着十分重要的意义。在轮胎的生产中,轮胎模具是其中最重要也是最为关键的部件之一,轮胎模具表面的质量直接影响到汽车轮胎的外观、生产效率以及模具的使用寿命。如何延长轮胎模具的使用寿命是长期以来轮胎生产厂商一直致力的事业。做好轮胎模具的表面处理提高轮胎模具的表面质量能够有效提升轮胎的加工质量,本文在分析影响轮胎模具表面质量的影响因素的基础上对如何提升轮胎模具的表面质量进行分析阐述。     

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。     

基于柔性环轮胎模型的电动轮固有特性分析

为分析分布式驱动电动车用电动轮固有特性,本文基于轮胎柔性环理论建立了电动轮柔性环轮胎模型,计算了电动轮固有频率及各阶振型,说明了电动轮在车轮横断面内模态特性,并根据电动轮自由模态试验对电动轮柔性环模型进行了参数识别。电动轮固有特性分析表明,电动轮零阶模态为与轮胎环切向变形有关的轮胎周向旋转,一阶模态为轮胎环变形和轮胎运动耦合,而高阶模态只与轮胎环变形有关。驱动电机对电动轮固有特性的影响分析表明,引入驱动电机后轮辋质量参数的变化对高阶模态没有影响,而零阶、一阶频率分别随驱动电机转动惯量、质量增大而逐渐减小,且自由模态频率高于轮心固定的约束模态频率。最后通过电动轮约束模态试验验证了上述结论,为电动轮动力学分析、选型及使用提供参考。     

汽车轮胎动特性的理论评价

在汽车动力学中，汽车轮胎是最重要的零件之一，从汽车轮胎设计观点来看，轮胎动特性的模式化是非常重要的。因为这些轮胎特性影响着汽车操纵稳定性和操纵灵活性，提供了一种轮胎动特性的模型，它是在Fiala提出的稳定状态轮胎模型和Pacejka提出的组合型基模础上建立的。被提出的模型是用轮胎物理参数和两个动特性指数来表示的。     

轮胎硫化过程的数值模拟技术

把轮胎硫化热传导作为轴对称问题处理,从用热流密度表示的轴对称问题的有热源的非稳态热传导方程出发,建立了复合材料轴对称结构热传导分析有限元列式,进而结合轮胎硫化生热机理及变化的轮胎硫化加温历程研制了一个较全面地考虑胎硫化过程复杂性的有限元分析软件。用该软件对某轮胎的硫化过程进行了仿真计算,得到了一系列的数值计算结果。可以看出这些数值计算结果是符合实际的。     

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。     

轮胎非线性对悬架系统振动影响的研究

建立轮胎线性和轮胎非线性的两组1／4车振动模型，并在Simulink中进行了仿真，仿真的结果表明：1、轮胎的非线性在高频区域对轮胎动位移和车身加速度有一定的抑制作用；2、轮胎非线性项系数ks的增大会使车身加速度的标准差下降，轮胎动位移的标准差增大；悬架动行程的变化则较为复杂，但在ks大于2230000N／m^2时增长的幅度较快，造成悬架的安全性下降；3、该振动系统存在着次共振和倍周期分岔等复杂的非线性动力学行为。     

转向姿态下车辆主动悬架系统的LQG控制研究

轮胎由于所受垂直载荷变化会引起其侧偏特性的变化,在此基础上建立起八自由度转向状态下主动悬架控制的整车动力学模型,设计了LQG控制器,运用仿真软件进行了数值仿真。计算结果表明：该模型较好的反映了汽车转向时的实际状态;通过选用合适的加权矩阵生成反馈矩阵控制器显著提高了转向姿态下汽车的行驶平顺性和稳定性。     

非平稳行驶条件下重型汽车轮胎动载特性分析

为分析非平稳行驶条件下重型汽车轮胎附加动载特性、探讨与匀速平稳行驶工况下的差异,基于车辆行驶动力学理论,建立三轴重型汽车系统动力学模型和路面非平稳随机激励时域模型,采用MATLAB/Simulink软件仿真分析了车辆非平稳行驶条件下轮胎动载的响应规律,并与匀速平稳行驶条件下的分析结果进行比较。结果表明:车辆加速时轮胎动载荷幅值变大、减速时动载荷幅值减小;车辆等时通过同一段道路时,匀速平稳行驶时的动载荷较小;随着加速度、初速度和路面不平度的增加,动载荷幅值变大。研究结果可为精确模拟车辆轮胎动载荷、道路友好性分析和路面损伤破坏预测提供参考。     

航空轮胎爆破气流场测试方法

航空轮胎对于飞机安全性有着重要的意义,若发生轮胎爆破,起落架舱内的设备及管路系统会发生破坏从而引发重大航空事故,因此在设计阶段需要对起落架舱内结构进行优化设计,而飞机轮胎爆破过程中气流场分布规律显得至关重要。基于国产某定型客机进行轮胎爆破空气喷流模式压力场测试,采用翼型支架对气压传感器进行支撑。通过实验发现,采用翼型截面支架安装高频动压传感器可得到有效的气流场压力,实验结果得到了中国民用航空局适航审查认证。轮胎爆破是瞬时释放巨大能量的过程,对周围结构的破坏是灾难性的,因此在设计中必须考虑轮胎爆破的影响。     

基于非线性黏弹性本构模型的轮胎滚动和生热

轮胎的滚动阻力和自生热是造成轮胎失效的原因之一,轮胎内部能量的产生主要取决于轮胎中橡胶材料的黏弹性能量耗散。文中基于超弹性模型和并行流变模型(PRF)描述了橡胶材料的非线性黏弹性响应特征,提出了一种预测实心轮胎温度分布和滚动阻力的方法。首先将线性黏弹性Prony级数转化为PRF模型的初始参数,并利用Isight软件根据多应变工况加载得到的应力松弛测试数据来校准材料参数,然后采用显式-热力耦合分析方法分析基于Prony级数和PRF模型的实心轮胎滚动过程的差异。结果表明,Prony级数无法描述橡胶材料的非线性行为,在显式动力学下计算的轮胎生热结果为0;PRF模型可以表征橡胶材料的非线性行为,并且计算的轮胎模型在0.3s内温度上升了0.14℃。     

防爆胶轮车动态特性研究

为掌握防爆胶轮车的动态特性,了解其动态应力、应变情况,应用多体系统动力学以及有限元法对其动态特性进行了研究．基于ADAMS建立了胶轮车的虚拟样机模型, 利用多体动力学仿真得到胶轮车在矩形坑路谱下各部件与车架铰接点的动态载荷曲线;基于ANSYS建立了胶轮车车架的有限元模型,并将动力学仿真得到的随机激励峰值加载到典型工况约束下的有限元分析模型,从而计算得到车架的动态应力分布, 并找出了应力集中的位置．动态分析结果可用于评价车架的动载峰值应力、应变,并对车架的轻量化改进设计具有一定的指导意义．     

Damage Detection in Tires Using Image-Based Strain Measurements

Tire failure in mining operations can be hazardous, resulting in financial and productivity losses. There are opportunities to improve tire monitoring systems by safely and remotely providing full-field measurements of tire properties. An optical fault detection system has been developed to investigate the feasibility of using digital image correlation to measure displacement and strain on a tire surface with the aim of detecting tire damage. This study defines metrics for damage visibility and examines the visibility of different damage types at multiple orientations in a laboratory setting. Internal and external damage was successfully detected from changes in surface strain. Knowledge gained from this investigation can be used to drive the future development of industrial tire monitoring solutions.