[发明专利]基于纯侧偏和纯侧倾力学性能预测侧倾侧偏复合力学性能的方法

说明书

一种基于纯侧偏和纯侧倾力学性能预测侧倾侧偏复合力学性能的方法，已知纯侧倾侧向力和纯侧偏侧向力，将纯侧倾等效成载荷输入，预测得到侧倾侧偏复合工况下的侧向力；已知纯侧倾回正力矩，通过与基于预测的侧倾侧偏工况下由侧偏造成的回正力矩叠加得到侧倾侧偏复合工况下的回正力矩。本发明操作简单，大大减轻了试验工作量，避免了因测试设定复杂和测试轮胎磨损量大导致的测试数据质量低问题，避免出现MTS试验台接地印迹中心移动问题，提出了将侧倾等效成载荷输入的办法，从机理上揭示了纯侧倾、纯侧偏和侧倾侧偏复合三种工况之间的关系，为侧倾侧偏复合力学性能的获得提供了新方法。

技术领域

本发明属于轮胎力学特性预测领域，具体涉及一种基于纯侧偏和纯侧倾力学性能预测侧倾侧偏复合力学性能的方法，通过纯侧倾侧向力及回正力矩和纯侧偏侧向力及回正力矩预测侧倾侧偏复合时的侧向力及回正力矩。

背景技术

作为汽车与路面接触的唯一部件，轮胎对车辆动力学性能影响至关重要。轮胎力学性能影响着车辆的操纵稳定性以及平顺性，通常通过特定工况的轮胎测试，得到的测试结果用于轮胎动力学模型建立，进而用于整车仿真。

侧倾侧偏复合条件下轮胎的力学性能是用于整车操纵稳定性仿真的轮胎模型的重要组成部分，如PAC模型、UniTire模型的建立，都需要侧倾侧偏复合条件下的测试数据，当前这些数据都是通过直接测试复合工况下的力学性能得到的，这就要求在实际试验中，必须同时设置轮胎的侧倾运动和侧偏运动，组合起来导致测试工作量大，测试周期长、成本高，且因测试轮胎磨损量大，测试数据质量低。

由于纯侧倾侧向力和回正力矩通常较小，侧向力通常为纯侧偏侧向力的1/40，回正力矩通常为纯侧偏回正力矩的1/3，故侧倾和侧偏运动同时设置时，容易造成测试结果的不准确；另外常用于轮胎侧倾侧偏复合工况测试的MTS试验台，在侧倾和侧偏同时设定时会产生接地印迹中心(即轮胎六分力大小的评估原点)移动问题，也会造成测试结果的不准确；同时这种测试和建模方法不能从机理上准确揭示纯侧倾、纯侧偏和侧倾侧偏复合三种工况之间的关系。

发明内容

为了克服上述技术上的不足，本发明提供了一种基于纯侧偏和纯侧倾力学性能预测侧倾侧偏复合力学性能的方法，使得试验更加准确，同时建立了纯工况和复合工况之间的关系。

一种基于纯侧偏和纯侧倾力学性能预测侧倾侧偏复合力学性能的方法，该方法是：

已知纯侧倾侧向力和纯侧偏侧向力，将纯侧倾等效成载荷输入，预测得到侧倾侧偏复合工况下的侧向力；已知纯侧倾回正力矩，通过与基于预测的侧倾侧偏工况下由侧偏造成的回正力矩叠加得到侧倾侧偏复合工况下的回正力矩。具体包括以下步骤：

一、进行轮胎纯侧倾试验，得到纯侧倾侧向力和纯侧倾回正力矩模型。

二、进行轮胎纯侧偏试验，得到纯侧偏侧向力和纯侧偏回正力矩模型。

三、通过公式将可在步骤一中得到的纯侧倾侧向力等效成载荷作用，其中ΔF_z为纯侧倾侧向力等效成的载荷，F_yγ为纯侧倾侧向力，μ为路面摩擦系数，μ可在步骤二纯侧偏侧向力模型获得的过程中得到。

四、根据纯侧倾、纯侧偏和侧倾侧偏时轮胎胎面的变形特点，得到侧倾侧偏时的等效载荷F_z2＝F_z-sign(γ)·sign(α)·|ΔF_z|，其中F_z为实际试验载荷，|ΔF_z|为步骤三中的侧倾侧向力等效成的载荷ΔF_z的绝对值，将此等效载荷F_z2带入步骤二中纯侧偏侧向力模型公式，得到侧向力F_α2，将此侧向力与可在步骤一中获得的纯侧倾侧向力相加，得到预测的侧倾侧偏复合工况下的侧向力。