第一章 轮胎模型
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详细介绍轮胎模型,主要是自己做课题时,用到的整理汇总出来的,轮胎这部分的资料比较少的,记录下来帮助大家一起学习一起进步;主要分以下两部分介绍一、轮胎模型简介轮胎是汽车重要的部件,它的结构参数和力学特性决定着汽车的主要行驶性能。
轮胎所受的垂直力、纵向力、侧向力和回正力矩对汽车的平顺性、操纵稳定性和安全性起重要作用。
轮胎模型对车辆动力学仿真技术的发展及仿真计算结果有很大影响,轮胎模型的精度必须与车辆模型精度相匹配。
因此,选用轮胎模型是至关重要的。
由于轮胎具有结构的复杂性和力学性能的非线性,选择符合实际又便于使用的轮胎模型是建立虚拟样车模型的关键。
一、轮胎模型简介轮胎建模的方法分为三种:1)经验—半经验模型针对具体轮胎的某一具体特性。
目前广泛应用的有Magic Formula公式和吉林大学郭孔辉院士利用指数函数建立的描述轮胎六分力特性的统一轮胎半经验模型UniTire,其主要用于车辆的操纵动力学的研究。
2)物理模型根据轮胎的力学特性,用物理结构去代替轮胎结构,用物理结构变形看作是轮胎的变形。
比较复杂的物理模型有梁、弦模型。
特点是具有解析表达式,能探讨轮胎特性的形成机理。
缺点是精确度较经验—半经验模型差,且梁、弦模型的计算较繁复。
3)有限元模型基于对轮胎结构的详细描述 ,包括几何和材料特性,精确的建模能较准确的计算出轮胎的稳态和动态响应。
但是其与地面的接触模型很复杂,占用计算机资源太大,在现阶段应用于不平路面的车辆动力学仿真还不现实,处于研究阶段。
主要用于轮胎的设计与制造二、ADAMS/TIRE轮胎不是刚体也不是柔体,而是一组数学函数。
由于轮胎结构材料和力学性能的复杂性和非线性以及适用工况的多样性,目前还没有一个轮胎模型可适用于所有工况的仿真,每个轮胎模型都有优缺点和适用的范围。
必须根据需要选择合适的轮胎模型。
ADAMS/TIRE分为两大类:一).用于操稳分析的轮胎模型魔术公式是用三角函数的组合公式拟合轮胎试验数据,用一套形式相同的公式完整地表达轮胎的纵向力、侧向力、回正力矩、翻转力矩、阻力矩以及纵向力、侧向力的联合作用工况,主要包括以下的前四种模型。
目录1.1 轮胎侧偏特性介绍 (1)1.2 轮胎纵滑与侧滑下的简化理论模型 (1)1.2.1轮胎坐标系 (1)1.2.2 理论模型推导 (2)1.2.2.1 接地印迹不存在滑移的情况 (4)1.2.2.2 接地印迹存在滑移的情况 (6)1.2.2.3 两种特殊载荷分布函数下的轮胎模型 (9)1.3 轮胎侧偏特性的半经验模型 (12)1.3.1“统一模型”(Unitire Model) (13)1.3.2“魔术模型”(Magic Formula Tire Model) (14)1.4 轮胎的“环模型” (16)1.4.1坐标系、位移和应变 (17)1.4.1.1 坐标系的建立 (17)1.4.1.2 任意点的位移 (18)1.4.1.3 应变-位移关系 (19)1.4.2动力学方程 (23)1.4.2.1 哈密尔顿原理 (23)1.4.2.2 轮辋-轮胎系统的动能 (23)1.4.2.3 非保守力做的功 (24)1.4.2.4保守力做的功 (26)1.4.2.5 环模型的动力学模型 (28)1.4.2.6 复习-复合函数的变分 (29)1.5 基于环模型的“swift模型” (30)简单说明轮胎分析对车辆动力学特性研究中的作用1.1 轮胎侧偏特性介绍(引入为何要介绍复杂的轮胎模型)1、先介绍为何轮胎在车辆动力学特性分析中的重要作用车辆受到的外力,除了空气阻力和重力外,其它的力都通过轮胎作用于车辆,因此轮胎的特性,很大程度上影响着外力对车辆的作用结果,轮胎好比人脚上所穿的鞋,鞋的特性影响着人的行走效果,例如,不能在该穿跑步鞋的时候穿拖鞋。
2、本科阶段所学的知识太过简化,没能反应出真实特性。
1.2 轮胎纵滑与侧滑下的简化理论模型1.2.1轮胎坐标系1、车轮平面,左边的图给出了车轮平面,即垂直于车轮旋转轴的轮胎中分平面;2、X轴,车轮平面与地面的交线,沿车辆前进方向为正向;3、坐标原点O ,X 轴与车轮旋转轴线在地面投影线的交点。
轮胎模具培训教材轮胎是汽车的主要零件之一,它是车与路面唯一的接触。
配合轮圈使用,要负汽车行驶、转弯、减震、剎车及操控等任务。
现时的新一代汽车,性能不断提高,而配备的原裝轮胎,均偏向舒适及耐用。
轮胎模具作为轮胎制品加工最重要的成型设备之一,其质量要求也越来越高。
第1章: 轮胎基本知识轮胎的种类有很多种,也有很多种分法:有按车种分类的,有按用途分类的,有按大小分类的,有按花纹分类的,有按构造分类的。
●按汽车种类分类轮胎按车种分类,大概可分为8种。
即:PC——轿车轮胎;LT——轻型载货汽车轮胎;TB——载货汽车及大客车胎;AG——农用车轮胎;OTR——工程车轮胎;ID——工业用车轮胎;AC——飞机轮胎;MC——摩托车轮胎。
●按轮胎用途分类轮胎按用途分类,包括载重轮胎、客车用轮胎及矿山用轮胎等种类。
●按轮胎大小分类轮胎按大小分类,一般是指外胎的断面宽度在17in(英寸,1in=25.4mm)以上的轮胎,这种轮胎属于巨型轮胎;外胎断面宽度在17in以下、10in以上的轮胎属于大型轮胎;外胎断面宽度在10in以下的轮胎属于中小型轮胎。
●按轮胎花纹分类轮胎按花纹分类有很多种,但大体上可以分为五种:①直沟花纹,也叫普通花纹。
这种花纹操纵安定性优良,转动抵抗小,噪声低,特别是排水性能优秀,不容易横向滑移。
②横沟花纹。
横沟花纹的驱动力、制动力和牵引力特别优秀,而且其耐磨性能极佳,因此,十分适合如推土机、挖掘机等工程车辆使用,但横沟花纹的操纵性和排水性能较差。
③纵横沟花纹。
纵横沟花纹也叫综合花纹,它兼备了纵沟和横沟花纹的优点④泥雪地花纹。
泥雪地花纹,顾名思义,是指专为适于泥地和雪地使用而设计的花纹。
它用字母“M+S”表示,“M”指泥地,而“S”指雪地。
⑤越野花纹。
越野花纹是专门为适应干、湿、崎岖山路和泥泞、沙路而设计的花纹。
●按轮胎结构分类轮胎按照构造分类,以目前广泛使用的情况来分,可分为斜交轮胎和子午线轮胎两大类。
详细介绍轮胎模型,主要是自己做课题时,用到的整理汇总出来的,轮胎这部分的资料比较少的,记录下来帮助大家一起学习一起进步;主要分以下两部分介绍一、轮胎模型简介轮胎是汽车重要的部件,它的结构参数和力学特性决定着汽车的主要行驶性能。
轮胎所受的垂直力、纵向力、侧向力和回正力矩对汽车的平顺性、操纵稳定性和安全性起重要作用。
轮胎模型对车辆动力学仿真技术的发展及仿真计算结果有很大影响,轮胎模型的精度必须与车辆模型精度相匹配。
因此,选用轮胎模型是至关重要的。
由于轮胎具有结构的复杂性和力学性能的非线性,选择符合实际又便于使用的轮胎模型是建立虚拟样车模型的关键。
一、轮胎模型简介轮胎建模的方法分为三种:1)经验—半经验模型针对具体轮胎的某一具体特性。
目前广泛应用的有 Magic Formula公式和吉林大学郭孔辉院士利用指数函数建立的描述轮胎六分力特性的统一轮胎半经验模型UniTire ,其主要用于车辆的操纵动力学的研究。
2)物理模型根据轮胎的力学特性,用物理结构去代替轮胎结构,用物理结构变形看作是轮胎的变形。
比较复杂的物理模型有梁、弦模型。
特点是具有解析表达式,能探讨轮胎特性的形成机理。
缺点是精确度较经验—半经验模型差,且梁、弦模型的计算较繁复。
3)有限元模型基于对轮胎结构的详细描述 , 包括几何和材料特性,精确的建模能较准确的计算出轮胎的稳态和动态响应。
但是其与地面的接触模型很复杂,占用计算机资源太大,在现阶段应用于不平路面的车辆动力学仿真还不现实,处于研究阶段。
主要用于轮胎的设计与制造二、 ADAMS/TIRE轮胎不是刚体也不是柔体,而是一组数学函数。
由于轮胎结构材料和力学性能的复杂性和非线性以及适用工况的多样性,目前还没有一个轮胎模型可适用于所有工况的仿真,每个轮胎模型都有优缺点和适用的范围。
必须根据需要选择合适的轮胎模型。
ADAMS/TIRE分为两大类:一) .用于操稳分析的轮胎模型魔术公式是用三角函数的组合公式拟合轮胎试验数据,用一套形式相同的公式完整地表达轮胎的纵向力、侧向力、回正力矩、翻转力矩、阻力矩以及纵向力、侧向力的联合作用工况,主要包括以下的前四种模型。
详细介绍轮胎模型,主要是自己做课题时,用到的整理汇总出来的,轮胎这部分的资料比较少的,记录下来帮助大家一起学习一起进步;主要分以下两部分介绍一、轮胎模型简介轮胎是汽车重要的部件,它的结构参数和力学特性决定着汽车的主要行驶性能。
轮胎所受的垂直力、纵向力、侧向力和回正力矩对汽车的平顺性、操纵稳定性和安全性起重要作用。
轮胎模型对车辆动力学仿真技术的发展及仿真计算结果有很大影响,轮胎模型的精度必须与车辆模型精度相匹配。
因此,选用轮胎模型是至关重要的。
由于轮胎具有结构的复杂性和力学性能的非线性,选择符合实际又便于使用的轮胎模型是建立虚拟样车模型的关键。
一、轮胎模型简介轮胎建模的方法分为三种:1)经验—半经验模型针对具体轮胎的某一具体特性。
目前广泛应用的有Magic Formula公式和吉林大学郭孔辉院士利用指数函数建立的描述轮胎六分力特性的统一轮胎半经验模型UniTire,其主要用于车辆的操纵动力学的研究。
2)物理模型根据轮胎的力学特性,用物理结构去代替轮胎结构,用物理结构变形看作是轮胎的变形。
比较复杂的物理模型有梁、弦模型。
特点是具有解析表达式,能探讨轮胎特性的形成机理。
缺点是精确度较经验—半经验模型差,且梁、弦模型的计算较繁复。
3)有限元模型基于对轮胎结构的详细描述,包括几何和材料特性,精确的建模能较准确的计算出轮胎的稳态和动态响应。
但是其与地面的接触模型很复杂,占用计算机资源太大,在现阶段应用于不平路面的车辆动力学仿真还不现实,处于研究阶段。
主要用于轮胎的设计与制造二、ADAMS/TIRE轮胎不是刚体也不是柔体,而是一组数学函数。
由于轮胎结构材料和力学性能的复杂性和非线性以及适用工况的多样性,目前还没有一个轮胎模型可适用于所有工况的仿真,每个轮胎模型都有优缺点和适用的范围。
必须根据需要选择合适的轮胎模型。
ADAMS/TIRE分为两大类:一).用于操稳分析的轮胎模型魔术公式是用三角函数的组合公式拟合轮胎试验数据,用一套形式相同的公式完整地表达轮胎的纵向力、侧向力、回正力矩、翻转力矩、阻力矩以及纵向力、侧向力的联合作用工况,主要包括以下的前四种模型。