轮胎对整车本能、整车操控的苛重性是显而易见的,一个轮胎的构造、原料、工况、工艺、 激发源等城市影响轮胎的运动状况。轮胎正在区别工况下阐扬出区别的力学特色
轮胎对整车本能、整车操控的苛重性是显而易见的,一个轮胎的构造、原料、工况、工艺、 激发源等城市影响轮胎的运动状况。轮胎正在区别工况下阐扬出区别的力学特色,要行使区别的修模手腕,Pacejka 教导提出了三种轮胎修模工况:
1、正在平面内安宁面外小于8Hz,途径波长大于10倍印迹长度,轮胎阐扬为整个弹性,侧向和纵向能够用非稳态特色形容;
2、正在平面内小于80Hz,平面外小于60Hz,短波长途面,即途径波长亲昵一倍印迹长度,轮胎振动以刚体模态为主;
轮胎正在各式激发下的振动特征,下图是轮胎模态试验的试验结果,区别的振动频率下,它的振型、固有频率、阻尼比(T显示平面外的振型,R显示平面内的振型)。能够发掘正在必然频率规模内,胎体和带束会连结一个整个的振动模态,正在更高的频率激发下,轮胎会崭露弯曲模态,更高阶次的振型。轮胎的模态与轮胎的管理状况是相闭系的,这个模态试验是正在自正在状况下,轮胎接地之后,各阶振型的固有频率会发作改观。H.P. Willumeit和F. Böhm学者以为,平面内的振动模态只崭露正在最高8阶(大略250Hz),更高的频率振动属于胎侧的颠簸,况且具有强阻尼特色。
这是刚性环模子的一个构造简图(囊括轮辋),左图是显示带束的刚性环,轮辋与刚性环之间有简化的、三个倾向的、轮环之间的弹簧和阻尼,带束环与地面有接地弹簧、切向倾向是败坏、滑移模子。这个刚性环模子采用的是单点接触模子,轮辋与带束环之间的弹簧通过模态剖判,大略估算出它的数目级正在 10^6,而轮胎的整个弹性,从轮心到地面的刚度正在10^5,是以引入了接地弹簧来显示轮胎的整个弹性。正在水准的切向,采用的是UniTire修模手腕,SWIFT内部采用的是MF修模手腕。不管是刚性环模子仍旧离散胎体模子都阐扬带束与轮辋之间的一种相对运动,咱们必要把轮胎的整个质料做一个分派假设,胎圈这片面属于轮辋的质料,胎面属于带束,胎侧一片面分派到轮辋上,一片面分派到带束环上。
从这个刚性环动力学方程能够发掘,这两个倾向的耦合量原来便是Z 向,相对是比力小的。正在用刚性环模子的工夫会把这项粗心掉,正在必然的规模内,偏差也不是太大。
轮胎正在比力高频的激发下,带束有弯曲的模态,是以咱们把带束离散成一系列质料点,质料点只要挪动自正在度,这些质料点与轮辋之间有相应的径向、切向弹性和阻尼相连,质料点之间也有弹簧单位相连。为了模仿带束的抗弯特色,正在三个质料点之间参与了弯曲弹簧,由于质料点的相对变形比力小,是以咱们引入一个相对坐标系,相对坐标系里来显示质料点的相对变形,正在绝对坐标系里显示质料点的动力学方程。为了企图胎面的接触,还要引入一个地面的部分坐标系。
下图是质料点绝对位移矢量加快率的表达式,这内部包括了质料点相对位移矢量、部分坐标的转动、部分坐标原点的位移,咱们用这个动力学闭连求解每个质料点的动力学方程。
正在平面内模子中,由于一个质料点就有两个自正在度,质料点越众,自正在度就越众,动力学方程越众,企图量就越大,是以咱们要合理的拣选质料点的个数,然则咱们又指望接触的工夫企图结果更确切,咱们正在质料点之间插入了无质料的胎面接触单位,来企图胎面与途面的接触特色。这是接触单位接触工夫终局点改观的示妄思,正在企图的工夫要用接触和附着来剖断每个企图点确当前名望。
由于胎面单位的摩擦特色,它不是效力古板的库伦摩擦,比力繁复,受许众身分:譬喻说温度、滑移速率、压强等众个身分影响。咱们目前采用的是一个经典的savkoor公式来形容橡胶的动摩擦系数。
咱们目前是采用Newmark和牛顿迭代相维系的手腕。Newmark手腕是一种直接积分法,基础思思是将工夫离散化并使工夫间隔足够小,将微分方程组近似为代数方程组,由已知的t时辰反应求解t+Δt时辰的反应,从而求出整个时辰的反应。
Newmark手腕将求解轮胎动态模子动力学方程题目转换为求解代数方程题目:即求解方程。牛顿迭代法具有收敛速率速的好处,然则该手腕是受初值拣选的影响较大。
所修轮胎动态模子正在时域和频域都有较好的表达精度。低频区动态模子和试验数据的频率特色相仿,正在高频区域,两者的频率特色有必然区别,但趋向相仿。因为该区域的振动能量很小, 是以这种区别对轮心的力学输出影响也可粗心。所修筑模子频率实用规模能够抵达200Hz。正在该模子构造下,采用C讲话实行运算,解算速率能够抵达约0.95倍的及时工夫。
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