[发明专利]一种非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法

权利要求书

1.一种非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、建立初始非充气轮胎模型，根据非充气轮胎的外轮廓参数建立轮胎的三维模型；

步骤二、构建轮胎越障仿真分析模型，对非充气轮胎的平地越障行为进行分析，越障过程分为轮胎越障开始(a)、接触障碍物(b)、完全在障碍物上(c)、即将脱离障碍物(d)，越障结束(e)五个状态，并获得五个状态下的轮胎接地压力峰值的标准差σ_GPP；

步骤三、设计试验方案，以轮胎行驶速度以及障碍物高度为变量设计试验方案，以路面接触力在频域范围内的垂向激励力的均方根RMS值作为目标响应值，对不同设计实验方案进行非充气轮胎越障过程仿真分析，获取各越障条件下的目标响应值；

步骤四、采用统计分析方法分析接地压力峰值的标准差σ_GPP，与垂向激励力均方根RMS值的关系；

步骤五、获得非充气轮胎不同障碍物高度越障时平顺性的表征方法，根据越障接地压力峰值标准差σ_GPP与均方根RMS呈现正相关的特性，以及越障过程中五个状态下取得的接地压力峰值标准差表示越障振动强度随障碍物高度的增减变化，通过分析接地压力峰值标准差σ_GPP来判断非充气轮胎的越障振动平顺性。

2.根据权利要求1所述的非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：所述步骤一中非充气轮胎结构参数包括轮毂直径、轮胎宽度、柔性环厚度、胎面厚度、轮辐厚度、辐曲率、轮辐数量。

3.根据权利要求1所述的非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：所述步骤二中利用Abaqus/Explicit方法，约束轮胎垂向自由度，通过路面向轮胎施加垂向载荷，对建立的非充气轮胎分别进行不同速度下，提取非充气轮胎越障过程中时域内的路面垂向激励力，并对其进行傅里叶变换得到频域内的路面垂向激励力，并用频域内的路面垂向激励力均方根RMS进行非充气轮胎滚动越障的振动平顺性分析,其中，路面垂向激励力均方根RMS值的计算公式为：

式中N是频域内垂向激励力样本点数，x_i是第i个样本点上的具体激励力幅值。

4.根据权利要求3所述的非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：所述步骤二中的五个状态，具体为越障开始状态为滚动的非充气轮胎距离障碍物1-2米，接触障碍物状态为非充气轮胎胎面与障碍物一侧相接触且此时胎面并未发生任何弯曲变形；完全在障碍物上状态为障碍物的宽度完全由非充气轮胎胎面覆盖且此时胎面变形最大；即将脱离障碍物状态为非充气轮胎胎面脱离障碍物且此时不在发生弯曲变形；越障结束状态为非充气轮胎距离障碍物2-3米。

5.根据权利要求1所述的非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：所述步骤三中轮胎行驶过程障碍物高度的取值范围是10mm-30mm，行驶车速的取值范围为10km/s-30km/s。

6.根据权利要求1所述的非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：所述步骤四中统计学试验设计方法为全因子试验设计方法，通过数值仿真获得不同试验设计方案下轮胎越障过程中垂向激励力的均方根RMS值和五个状态下的接地压力峰值。

7.根据权利要求6所述的非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，其特征在于：所述步骤四中的函数关系为根据轮胎越障振动特性垂向激励力均方根RMS值和障碍物高度以及行驶车速构建变化关系。

8.根据权利要求1所述的表征非充气轮胎滚动越障振动平顺性的方法，其特征在于：所述对五个状态的接地压力峰值取标准差σ_GPP，用σ_GPP值表征轮胎在越障过程中接地压力的波动变化情况，标准差σ_GPP值的计算公式如下：

式中，式中μ为数值x₁…x_N的平均值，x_i为五个状态下的接地压力峰值，i＝5。