[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

说明书

本发明公开了一种非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，包括以下步骤：步骤一、建立初始非充气轮胎模型，步骤二、建立非充气轮胎的平地越障仿真分析模型，步骤三、设计试验方案，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。有益效果：本发明能有效避免在非充气轮胎结构设计中为了优化非充气轮胎振动特性存在的盲目性问题，进而缩短设计周期，提升效率，与此同时对于非充气轮胎振动特性的改进也起到了一定的指导作用。

技术领域

本发明涉及一种平顺性的表征方法，特别涉及一种非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，属于车辆轮胎技术领域。

背景技术

轮胎是车辆与路面接触的唯一部件，在行驶过程中扮演着至关重要的角色。传统充气轮胎虽然具有附着性能好，接地压力分布均匀，燃油经济性好等优点，但由于其胎侧较薄，耐抗击性差，易造成割伤、爆胎和刺穿等成为威胁车辆行驶安全的重要因素，我国约有46％的交通事故是由轮胎故障造成，而爆胎所占比例高达70％。相比于传统充气轮胎，非充气轮胎 (Non-Pneumatic Tire，NPT)依靠轮辐结构代替充气轮胎的气压起到承载、缓冲减振、提供作用力等作用，避免了爆胎和漏气等危险。

非充气轮胎的支撑体代替充气压力支撑整车质量，在车辆行驶过程中承受拉压载荷。然而相对于传统充气轮胎较好的质量分布均匀性，非充气轮胎不连续的辐板支撑结构导致了其非均匀的刚度，造成接地压力和接地面积的波动变化，从而引起非充气轮胎的整体和局部的振动效应。非充气轮胎所存在突出的振动问题，限制了安装非充气轮胎车辆速度的提升，阻碍了非充气轮胎的发展，因此如何减振成为发展非充气轮胎的关键问题之一。非充气轮胎在滚动过程中的振动源是轮辐在进入和离开接触区时在张力作用下的屈曲和回弹现象，不连续轮辐作为路面激励力与车轮轮辋振动的传递桥梁，轮辐对非充气轮胎的振动具有很大的影响，因此轮辐的减振设计是实现非充气轮胎减振的关键之一。

目前针对非充气轮胎的研究，主要集中在静态刚度和接地特征等外特性分析，缺少动态振动特性的相关研究，且振动研究主要局限在通过改变材料和结构参数来探究对振动的影响规律，缺乏创新性的减振研究方法的分析。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有非充气轮胎研究的需要，提出一种非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法。本发明以非充气轮胎的振动平顺性的评价方法为目标，设定非充气轮胎越障行驶为条件，通过分析非充气轮胎在不同越障速度和障碍物高度的影响下，分析非充气轮胎越障接地压力特性与垂向振动特性之间的关系，能有效避免在非充气轮胎结构设计中为了优化非充气轮胎振动特性存在的盲目性问题，进而缩短设计周期，提升效率，与此同时对于非充气轮胎振动特性的改进也起到了一定的指导作用，提升驾驶人员的乘车安全。

技术方案：一种非充气轮胎滚动越障振动平顺性的表征方法，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；