客车轮胎异常磨损机理与前轮定位参数匹配研究

摘要

随着中国汽车产业的快速发展,分析和解决轮胎磨损尤其是异常磨损的问题对于节能减排和绿色环保,以及车辆使用成本和汽车公司品牌形象都更加重要。
　　 论文基于对简化的轮胎刷子模型的运动学和力学分析,总结了滑磨功的计算模型,较为详细地研究了轮胎磨损的微观机理。通过轮胎基本参数的试验,获得了轮胎滑磨功计算所需的参数,得到了几种主要影响轮胎磨损性能的参数变化时的滑磨功的值,并在这些参数影响滑磨功大小的基础上系统地分析了不同的轮胎参数和车辆底盘结构设计参数对于轮胎磨损尤其是异常磨损的影响方式和程度。结合实际课题,总结得到了所研究的客车底盘前轮胎异常磨损的机理与改进方式。
　　 根据定位参数动态变化和轮胎磨损的关系,基于前轮定位参数的空间几何关系,建立了计算前轮动态外倾角和实际转角值的数值模型,提出了动态的定位参数的优化设计方法,并在MATLAB中编写优化程序对该型客车底盘的设计参数进行了优化,得到了设计值范围内使得轮胎磨损最小的最优解,为研究客车定位参数的选取与优化提供了理论依据。
　　 根据实车参数,在ADAMS/Car中建立了整车的多体动力学模型。对比了优化前后的定位参数对于与轮胎磨损性能的有关参数影响的仿真结果,仿真试验结果表明优化后的参数更好,证明这种优化设计方法可以令定位参数的选择更加合理。
　　 论文的研究工作为相关企业系统地研究客车底盘轮胎异常磨损的机理和定位参数的匹配设计提供了分析依据,对于其他车型的轮胎磨损问题系统解决也有一定的工程应用价值和理论指导意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

致谢

第一章 绪论

1.1 本论文课题的意义和背景

1.2 轮胎磨损领域内国内外研究发展状况

1.2.1 轮胎磨损微观机理与数值计算方法

1.2.2 轮胎磨损的宏观试验方法研究

1.2.3 轮胎异常磨损的研究

1.3 本论文主要研究目的与内容

第二章 轮胎磨损微观机理分析

2.1 简化的轮胎运动学特性与力学模型

2.1.1 轮胎的运动学特性

2.1.2 简化的轮胎力学模型

2.2 印迹上的垂向和切向载荷分布

2.2.1 印迹上的垂向载荷分布

2.2.2 印迹上的切向载荷分布

2.3 滑磨功计算模型

2.3.1 侧向滑移工况的滑磨功计算

2.3.2 纵向滑移工况的滑磨功计算

2.3.3 联合滑移工况的滑磨功计算

2.4 本章小结

第三章 轮胎异常磨损因素分析与异常磨损机理

3.1 轮胎基本参数试验

3.1.1 轮胎接地印迹

3.1.2 轮胎径向和侧向刚度试验

3.1.3 轮胎侧偏刚度值

3.1.4 轮胎最大允许载荷

3.2 不同参数对于轮胎磨损的影响分析

3.2.1 轮胎侧偏角对于滑磨功的影响

3.2.2 轮胎垂直载荷对滑磨功的影响

3.2.3 轮胎气压对滑磨功的影响

3.2.4 车轮定位参数对于滑磨功的影响

3.2.5 转向梯形对于滑磨功的影响

3.2.6 转向侧倾对于滑磨功的影响

3.2.7 转向系与悬架的运动干涉

3.3 某型客车的轮胎异常磨损分析

3.3.1 异常磨损类型与分析

3.3.2 异常磨损的分析

3.4 本章小结

第四章 前轮定位参数的优化与仿真

4.1 前轮定位参数的优化

4.1.1 客车前轮定位参数与轮胎磨损的关系

4.1.2 车轮转向角、外倾角数学模型的建立

4.1.3 前轮定位参数匹配优化设计模型

4.2 动力学建模与仿真分析

4.2.1 ADAMS/CAR建模思路

4.2.2 模型参数获取和确定

4.2.3 仿真模型的建立

4.2.4 整车仿真实验与结果

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

参考文献

硕士期间参与的科研项目

攻读硕士学位期间发表的论文