轮胎三向动态特性试验及非线性建模

摘要

轮胎的刚度和阻尼特性对汽车操纵稳定性、乘坐舒适性及噪声等产生显著影响。目前对轮胎刚度和阻尼的试验及建模研究主要集中在径向或侧偏特性,对轮胎三向动态特性的研究尚不多见。设计制作一种新型轮胎三向动态特性试验机,对重型子午线轮胎进行三向动态刚度及阻尼的测试,分别建立了轮胎侧向、纵向和径向刚度、阻尼非线性模型,分析胎压及激励频率对轮胎性能的影响。研究表明,轮胎三向动刚度随激励频率增加而降低,随胎压升高而增大;轮胎阻尼随激励频率的增加而迅速下降,随胎压的升高而缓慢增大。在此基础上,进一步提出一种统一的四次非线性数学模型,可以描述轮胎侧向、纵向和径向滞迟非线性特性。该模型形式简单,易于参数识别,并且仿真结果与试验数据吻合良好,对于整车动力学分析和轮胎路面相互作用研究具有参考价值。