[發明專利]基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法

有效

• 申請號: 201410728727.1
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104390794A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 盧蕩;許飛;徐婷;王川;李超;張海濤;吳文天
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01M17/02
• 分類號: G01M17/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

1.一種基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法，其特征在于：在設定的載荷、胎壓、路面粗糙狀態、滾動速度和運動工況下，用測試輪胎在內轉鼓路面和外轉鼓路面上的測試數據同時修正輪胎有限元模型，得到精確的輪胎有限元模型，再用此修正后的精確輪胎有限元模型在平路面上仿真此設定條件下的輪胎運動，精確預測其平路面力學特性，此方法將試驗與仿真相融合，從而達到消除路面曲率對輪胎力學特性的影響的目的，為重載輪胎力學特性獲取提供了一種全新的方法，至少包含以下步驟：

第一步：設定要預測的平路面力學特性時的測試輪胎的載荷、胎壓、路面粗糙狀態、滾動速度和運動工況(側偏、側傾等)，以下步驟中的試驗和仿真都在此設定條件下實施；

第二步：利用輪胎內轉鼓試驗臺和外轉鼓試驗臺分別完成第一步設定的條件下的輪胎力學特性試驗，得到輪胎在內轉鼓及外轉鼓路面上的測試數據；

第三步：依據輪胎的設計幾何參數及材料特性，利用有限元軟件ABAQUS對測試輪胎建模，生成輪胎有限元模型；

第四步：利用有限元軟件ABAQUS對外轉鼓路面建模，使其路面狀態符合第一步設定的路面粗糙狀態，并組合第三步生成的輪胎有限元模型和外轉鼓路面模型，然后仿真在第一步設定的條件下輪胎的力學特性，得到輪胎在外轉鼓路面上力學特性的仿真結果；

第五步：利用有限元軟件ABAQUS對內轉鼓路面建模，使其路面狀態符合第一步設定的路面粗糙狀態，并組合第三步生成的輪胎有限元模型和內轉鼓路面模型，然后仿真在第一步設定的條件下輪胎的力學特性，得到輪胎在內轉鼓路面上力學特性的仿真結果；

第六步：進行第二步得到的輪胎在內、外轉鼓路面上的測試數據和第四步、第五步得到的仿真結果對比，分析對比結果并修正輪胎有限元模型，得到精確的輪胎有限元模型；

第七步：利用有限元軟件ABAQUS對平路面建模，使其路面狀態符合第一步設定的路面粗糙狀態，并組合第六步得到的精確輪胎有限元模型和平路面模型，仿真在第一步設定的條件下輪胎的力學特性，得到輪胎在平路面上力學特性的預測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法，其特征在于，第一步所述的設定要預測的平路面力學特性時的測試輪胎的載荷、胎壓、路面粗糙狀態、滾動速度和運動工況(側偏、側傾等)，這些設定的條件涵蓋了各種載荷、各種胎壓、各種路面粗糙狀態(光路面、粗糙路面等)、各種滾動速度(低速、中速、高速)和各種運動工況(純工況：側偏、側傾、縱滑等，復合工況：側偏側傾、側偏縱滑、側偏側傾縱滑等)，使得本發明方法可以適用于所有輪胎，并可預測各種條件下的輪胎平路面力學特性。

3.根據權利要求1所述的一種基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法，其特征在于，第二、三、四、五、六、七步所述的試驗、建模、仿真、修正及預測都是在第一步設定的條件下實施的，若設定的條件改變，必須重新進行第二步至第七步，才能保證輪胎在平路面上力學特性預測結果的準確性。

4.根據權利要求1所述的一種基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法，其特征在于，第四、五步所述的利用有限元軟件ABAQUS對內轉鼓路面和外轉鼓路面建模，得到的內、外轉鼓路面模型的半徑是與第二步使用的內、外轉鼓試驗臺的半徑相同的，就是說外轉鼓路面模型的鼓面半徑等于外轉鼓試驗臺的鼓面半徑、內轉鼓路面模型的鼓面半徑等于內轉鼓試驗臺的鼓面半徑，且內轉鼓鼓面半徑與外轉鼓鼓面半徑可以不同，從而使得本發明方法不局限于特定半徑的轉鼓試驗臺，可基于各種半徑的轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性。

5.根據權利要求1所述的一種基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法，其特征在于，第六步所述的修正輪胎有限元模型，修正的重點在于接觸摩擦模型(包括ABAQUS軟件內嵌的摩擦模型及用FORTRAN語言二次開發的自定義摩擦模型)，通過修正摩擦系數與接觸壓力、溫度、滑移速度的關系，使輪胎在內、外轉鼓路面上的測試數據和有限元模型仿真結果對比達到精度要求。

6.根據權利要求1所述的一種基于轉鼓試驗臺測試數據預測輪胎平路面力學特性的方法，其特征在于，第六步所述的修正輪胎有限元模型，需要同時使用內轉鼓試驗臺測試數據和外轉鼓試驗臺測試數據對輪胎有限元模型進行修正，相比單獨使用外轉鼓試驗臺測試數據或單獨使用內轉鼓試驗臺測試數據能夠得到更精確的輪胎有限元模型修正結果。