[發明專利]測量輪胎側向松弛長度的方法

有效

• 申請號: 202011035887.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112414728B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 盧蕩;孫麗紅;李兵
• 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: 深圳市翼智博知識產權事務所(普通合伙) 44320
• 代理人: 黃莉

本發明實施例提供一種測量輪胎側向松弛長度的方法，包括以下步驟：對待測量的輪胎進行預試驗，使輪胎達到預定的工作溫度并消除輪胎內部的殘余應力；設定測量試驗的參數，將所述輪胎滾動時的側傾角設置為零，將輪胎滾動時的輪胎氣壓、滾動速度及垂向載荷設置為對應的試驗值；進行測量試驗，對正常滾動的輪胎施加正弦波形式的小角度側偏角；采集測量試驗的試驗數據；改變側偏角的正弦波信號頻率，以獲得不同頻率下的多組試驗數據；將試驗數據帶入計算公式進行計算，得出輪胎的側向松弛長度值。本發明測量方法簡單且能夠有效計算出受輪胎轉偏影響下的輪胎側向松弛長度，提高輪胎側向松弛長度的測量準確度。

技術領域

本發明實施例涉及輪胎動力學技術領域，尤其涉及一種測量輪胎側向松弛長度的方法。

背景技術

輪胎側向松弛長度是評估輪胎瞬態特性的重要指標之一，它反映了輪胎側偏時，側向力的響應能力。當輪胎側偏時，輪胎的胎體先發生扭轉、側向變形，待滾動一段距離后，胎面才會發生剪切變形，產生側向力。這種輪胎側向力滯后于側偏角的行為，被稱為側向松弛特性，輪胎滾過的這段距離被定義為松弛長度。

目前，輪胎側向松弛長度的測量方法主要有剛度等效法、側偏階躍法和正弦變頻掃頻法，這三種方法均在一定的不足。剛度等效法采用側偏剛度和胎體側向剛性之比來估算松弛長度，由于缺乏測量胎體剛性的專用設備，通常采用整條輪胎的橫向剛度來代替胎體部分的橫向剛性，從而導致計算結果不夠準確。側偏角階躍法有兩種實現形式：一種是先讓輪胎以固定速度直線自由滾動，然后再給輪胎施加階躍式側偏角；另一種是先給輪胎施加一個固定的轉向角，然后驅動路面，再使輪胎滾動、側偏。這兩種方式均是記錄當側向力達到其穩定值的63.2％時輪胎滾過的距離，作為松弛長度。前一種方法由于受設備試驗能力的限制，側偏角的變化速率難以達到階躍信號的要求，從而導致測量不夠準確；后一種方法由于試驗過程中速度是不斷變化的，會對輪胎的側偏特性產生影響，也會使得松弛長度的測量不準確。側偏角正弦變頻掃頻法把輪胎的行駛速度與側向力(相對于側偏角的)滯后時間的乘積作為松弛長度，由于試驗過程中輪胎會發生轉偏(在低速高頻工況下，尤為顯著)，而數據處理方法沒有考慮轉偏的作用，從而影響了測量的準確性。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種測量輪胎側向松弛長度的方法，能夠簡單測量輪胎轉偏時的側向松弛長度，提高結果準確度。

為了解決上述技術問題，本發明的一個可選實施例采用一種測量輪胎側向松弛長度的方法，包括以下步驟：

對待測量的輪胎進行預試驗，將所述輪胎安裝至六分力試驗臺上，設置所述輪胎在所述六分力試驗臺模擬路面上滾動時的輪胎氣壓、滾動速度、垂向載荷、側偏角與側傾角為預試驗值，將所述輪胎壓在六分力試驗臺的模擬路面上，啟動所述六分力試驗臺使輪胎滾動以達到預定的工作溫度并消除輪胎內部的殘余應力；

測量試驗參數設定，將所述輪胎滾動時的側傾角設置為零，將輪胎滾動時的輪胎氣壓、滾動速度及垂向載荷設置為對應的試驗值；

對完成預試驗的輪胎進行測量試驗，將所述輪胎壓在六分力試驗臺的模擬路面上，啟動所述六分力試驗臺使所述輪胎開始滾動，在所述六分力試驗臺上設置正弦波信號的小角度側偏角以使正在滾動的輪胎相對于初始前進方向發生預定角度范圍內的側偏；

采集測量試驗過程中輪胎發生側偏時的試驗數據，所述試驗數據至少包括時間、輪胎氣壓、滾動速度、垂向力、側偏角及側向力；

改變所述側偏角的正弦信號頻率，重新對輪胎進行多次測量試驗并對試驗數據進行采集，獲得不同正弦信號頻率下的多組試驗數據；以及

從采集的試驗數據中提取側向力及側偏角的相位角，并計算每一組試驗數據中側向力相對于側偏角的相位滯后角φ_Fy-φ_α，通過參數辨識的方法來對多組試驗數據進行計算以得到輪胎側向松弛長度值σ_y和接地半長度a，所述輪胎側向松弛長度值σ_y和接地半長度a的計算公式如下：