[发明专利]一种简易基于轮胎试验模态测试的滚阻特性评价方法

说明书

本发明涉及一种简易基于轮胎试验模态测试的滚阻特性评价方法，通过将1个压电薄膜贴置在轮胎表面，将带轮辋轮胎悬置安装于轮胎支架上，压电薄膜连接电荷放大器，将采集系统与计算机连接实现通讯，利用加载装置单次径向方向激励轮胎，激励点在纵向距离压电薄膜的20‑40mm范围处进行敲击激励，得到压电薄膜时域信号进而得到轮胎的频谱特性曲线，对轮胎频谱特性曲线的一阶峰值进行半功率带宽计算得到轮胎模态阻尼比及半功率带宽，通过对不同轮胎模态阻尼比对比，可以定性评价不同轮胎滚动阻力系数大小及其顺序。具有简易和低成本优势，提高轮胎滚动阻力系数评价效率，降低测试成本。

技术领域

本发明属于汽车轮胎的测试技术领域，具体涉及一种简易基于轮胎试验模态测试的滚阻特性评价方法。

背景技术

随着国家和人们对于环境保护和能源利用领域的日趋重视，车辆减排问题受到广泛关注，同时车辆对能源的消耗也成为国家监测的重要对象。而轮胎作为车辆与地面接触的唯一部件，轮胎的滚动阻力占车辆油耗20％-30％，如何控制轮胎滚动阻力对车辆燃油经济性和环境保护的贡献尤为突出，因此低滚阻绿色轮胎的日益成为国内外相关领域的研究热点和发展趋势。

轮胎滚动阻力产生的机理是由于轮胎橡胶材料的粘性迟滞效应引起，与轮胎阻尼关系最为密切。由于影响轮胎滚动阻力因素非常多，如材料配方、轮胎结构、载荷、胎压、温度、路况等，增加了研究轮胎滚动阻力的难点，因此如何评价和降低轮胎滚动阻力，成为人们研究重点内容。目前，评价轮胎滚动特性主要是通过试验测量方法得到轮胎滚阻系数方法进行评价等级，轮胎滚阻测试方法主要为室内转鼓测试方法，测试原理为利用转鼓转动驱动轮胎，采集力、扭矩、功率等变量数据，然后按照平衡方程进行推导相关公式计算完成测试，在这个过程中必须有大型设备及多个精密传感器作为支撑，现阶段轮胎滚动阻力测试设备主要依赖于欧美发达国家进口，如MTS公司，价格非常昂贵，少则几百万多则上千万元上亿元，且维护及技术支持成本较高。由此可见，传统轮胎模态参数试验方法主要依赖昂贵的信号采集仪及相关配套软件，同时需要多个加速度传感器和振动传感器以及力锤的力信号连接多个仪器信号通道一起采集数据信息，试验过程是多次敲击激励轮胎，然后计算相关传感函数，进行幅频特性分析等步骤完成，这样处理的缺点是试验操作过程复杂多次敲击轮胎，试验周期长，采集信号通道数量多，容易产生干扰信号及信号冗余，计算处理数据过程繁琐，更重要的是信号采集仪器多数是进口设备。

因此如何以低成本方便快捷评价轮胎滚动阻力成为业界亟待解决问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种简易基于轮胎试验模态测试的滚阻特性评价方法，用于定性评价不同轮胎滚动阻力系数，具有简易和低成本优势，提高轮胎滚动阻力系数评价效率，降低测试成本。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种简易基于轮胎试验模态测试的滚阻特性评价方法，通过将1个压电薄膜PVDF贴置在轮胎表面，将带轮辋轮胎悬置安装于轮胎支架上，压电薄膜连接电荷放大器，将采集系统与计算机连接实现通讯，利用力锤单次径向方向激励轮胎，激励点在纵向距离压电薄膜的20mm-40mm范围处进行敲击激励，得到压电薄膜时域信号进而得到轮胎的频谱特性曲线，对轮胎频谱特性曲线的一阶峰值进行半功率带宽计算得到轮胎模态阻尼比及半功率带宽，通过对不同轮胎模态阻尼比对比，可以定性评价不同轮胎滚动阻力系数大小及顺序。具体步骤包括：

(1)将待评价轮胎安装在轮辋上轮胎充标准胎压，再将轮辋安装在轮胎支架上，轮胎处于自由悬置状态下不转动；

(2)将1个压电薄膜片纵向贴置轮胎胎面上，压电薄膜片与电荷放大器输入端连接，并设置相关精度参数，电荷放大器输出端连接采集卡，将采集卡嵌入到计算机内部实现实时通讯，计算机与显示屏连接，实时观察测试效果，在计算机上开启采集系统，并设置相关参数实现软件与采集卡通讯；