轮胎不平衡量的动力学模拟方法技术

本发明专利技术提供一种轮胎不平衡量的动力学模拟方法，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立整车系统动力学模型，所述整车系统包括驾驶室(1)、车架(2)、轮胎(3)、传动系统(4)、货箱装置(5)和驱动桥(6)；S2)定义轮胎(3)的轮胎不平衡质量；以及S3)模拟轮胎(3)的不平衡量。通过本发明专利技术提供的轮胎不平衡量动力学模拟方法，可以对轮胎不平衡质量引起的故障进行诊断同时还可以对轮胎不平衡力进行求解和改进。

Dynamic simulation method of tire imbalance

The invention provides a dynamic simulation method for tire unbalance. The dynamic simulation method for tire unbalance includes the following steps: S1) establishes a vehicle system dynamic model using entity software. The whole vehicle system comprises a cab (1), a frame (2), a tire (3), a transmission system (4), a container device (5) and a drive. Bridge (6); S2) define tire unbalanced tire quality (3); and S3) simulate the unbalance of tire (3). By the dynamic simulation method of tire unbalance quantity provided by the invention, the fault caused by tire unbalance mass can be diagnosed and the tire unbalance force can be solved and improved.

【技术实现步骤摘要】
轮胎不平衡量的动力学模拟方法
本专利技术涉及轮胎动力学模拟领域，具体地，涉及一种轮胎不平衡量的动力学模拟方法。
技术介绍
汽车在运动过程中，通过轮胎与地面的相互作用而运动，因此轮胎的特性对汽车有着非常重要的作用。当汽车在运动过程中，轮胎绕车轴旋转时，在各个方向上存在大小不同的惯性离心力，产生不平衡量，造成汽车在行驶中会出现左右偏摆、上下跳动，方向盘出现摆震现象，影响驾车的舒适性和安全性。随着科技的发展，在汽车研究领域人们引入了动力学模拟方法，采用动力学模拟的方法对汽车的动力学特性进行测试，来更好的分析和优化汽车系统各个构件质量、转动惯量等参数，目前还没有关于轮胎不平衡量动力学模拟方法，考虑到轮胎对汽车工业中的重要性，有必要针对轮胎不平衡量提出一种动力学模拟方法。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术提供了一种轮胎不平衡量动力学模拟方法，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立整车系统动力学模型，所述整车系统包括驾驶室、车架、轮胎、传动系统、货箱装置和驱动桥；S2)定义所述轮胎的轮胎不平衡质量；以及S3)模拟所述轮胎的轮胎不平衡质量。优选地，所述轮胎的轮胎不平衡质量包括：轮胎标准不平衡质量；以及轮胎非标准不平衡质量。优选地，步骤S3)模拟所述轮胎的轮胎不平衡质量，包括：利用实体软件建立所述轮胎的模型，所述轮胎的模型包括：悬架、所述轮胎不平衡质量、车桥以及钢板弹簧，所述轮胎不平衡质量在所述轮胎的轮辋上周向分布；在所述轮辋边缘处定义轮胎不平衡质量空间坐标系，并在所述轮胎不平衡质量空间坐标系内建立不平衡质量点的位置坐标；在所述轮胎不平衡质量空间坐标系内建立独立的刚体组件，并将所述刚体组件与所述不平衡质量点进行耦合；将所述刚体组件定义为所述轮胎的轮胎不平衡质量，并定义所述轮胎在半载工况、满载工况、以及超载工况下的轮胎不平衡质量；在所述不平衡质量空间坐标系内创建刚性体不平衡质量单元，将所述刚性体不平衡质量单元与所述轮胎进行固定副连接，并在所述固定副连接处添加质点作为不平衡质量质点，所述轮胎的总的不平衡质量为所述刚性体不平衡质量单元的配重与所述不平衡质量质点的配重之和；以及选择所述轮胎旋转运动时的路面进行动力学模拟。优选地，所述轮胎在半载工况、满载工况、以及超载工况下的轮胎不平衡质量分别为50g、40g、30g。优选地，所述悬架包括板簧系统和减震器。优选地，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法还包括：定义所述减震器在半载工况、满载工况、以及超载工况下的刚度特性和阻尼参数。优选地，当所述轮胎为单侧轮胎时，步骤S3)模拟所述轮胎的不平衡量还包括：向所述单侧轮胎施加恒定转速驱动；当所述轮胎为多组前轮或多组后轮时，步骤S3)模拟所述轮胎的不平衡量还包括：向所述多组前轮或所述多组后轮同时施加恒扭矩驱动。优选地，当所述轮胎为多组后轮时，步骤S3)模拟所述轮胎的不平衡量还包括：对所述多组后轮的不平衡质量误差进行修正。优选地，对所述多组后轮的不平衡质量误差进行修正包括：测试单个后轮的轮胎圆心到所述车架的垂直方向的传递函数，得出实测传递函数曲线；对所测试的单个后轮施加第一不平衡质量，其中已施加第一不平衡质量的单个后轮为轮胎M，测试所述轮胎M的轮胎圆心到所述车架的垂直方向的传递函数，得出仿真传递函数曲线A；修正所述仿真传递函数曲线A；将所述轮胎M的减震器阻尼调整为第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼，并测试在减震器阻尼调整为第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼后的所述轮胎M的轮胎圆心到所述车架(2)的垂直方向的传递函数，得出与所述第一阻尼、第二阻尼和第三阻尼对应的仿真传递函数曲线B、仿真传递函数曲线C、以及仿真传递函数曲线D；将所述实测传递函数曲线与所述仿真传递函数曲线A、仿真传递函数曲线B、仿真传递函数曲线C、以及仿真传递函数曲线D采用运行响应模态分析进行模态识别，得出影响函数曲线峰值和频率的影响参数；采用所述钢板弹簧和所述减震器的刚度特性来修正所述仿真传递函数曲线A的频率，采用所述减震器的阻尼参数来修正所述仿真传递函数曲线A的峰值，得到修正后的仿真传递函数曲线A’；在所述修正后的仿真传递函数曲线A’与所述实测传递函数曲线的峰值误差及频率误差小于等于第一阈值的情况下，停止修正；在修正后的仿真传递函数曲线A’与所述实测传递函数曲线的峰值误差及频率误差大于所述第一阈值的情况下，继续进行修正。优选地，所述第一阈值为30％。本专利技术提供的轮胎不平衡量动力学模拟方法通过进行车辆单侧轮胎、多组前轮、以及多组后轮不平衡量模拟和修正来完成对整个车辆的轮胎不平衡量动力学模拟，通过本专利技术提供的轮胎不平衡量动力学模拟方法，可以对轮胎不平衡质量引起的故障进行诊断，同时还可以对轮胎不平衡力进行求解和改进。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的整车多体动力学模型示意图；图2是本专利技术实施例提供的轮胎标准不平衡质量示意图；图3是本专利技术实施例提供的单侧轮胎不平衡量模拟示意图；图4是本专利技术实施例提供的多组前轮不平衡量模拟示意图；以及图5是本专利技术实施例提供的多组后轮不平衡量模拟示意图。附图标记说明1驾驶室2车架3轮胎4传动系统5货箱装置7驱动桥8悬架10车桥11钢板弹簧301右前轮302左前轮303第一左侧后轮304第二左侧后轮305第一右侧后轮306第二右侧后轮具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。如图1所示，为本专利技术提供的一种轮胎不平衡量的动力学模拟方法，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立整车系统动力学模型，所述整车系统动力学模型包括驾驶室1、车架2、轮胎3、传动系统4、货箱装置5和驱动桥7；S2)定义所述轮胎3的轮胎不平衡质量；以及S3)模拟所述轮胎3的轮胎不平衡质量。在一种实施方式中，可以选择例如机械动力学自动分析(ADAMS)、RecurDyn(多体系统动力学仿真软件，RecursiveDynamic)、CATIA、ProE等软件中的一种进行整车系统动力学建模和模拟，其中选用上述软件中的一种对所述整车系统动力学建模包括：提取驾驶室柔性体1-30阶次模态；提取车架柔性体1-10阶次模态；提取轮胎特性1-100Hz内的模态文件；以及提取所述轮胎3的径向刚度、偏移刚度、滑移刚度，还需要为所述传动系统4内所包含的传动轴、发动机、变速箱等刚体结构、所述货箱装置5中包含质量和惯量的刚体结构、以及所述驱动桥7和所述驱动桥7中的差速器等刚体结构建模。所述整车系统动力学建模完成后，定义所述轮胎3的不平衡质量，优选地，所述轮胎3的轮胎不平衡质量包括：轮胎标准不平衡质量；以及轮胎非标准不平衡质量，如图2所示，所述轮胎不平衡质量的标准质量由35g、30g、25g、20g、15g、10g组成，所述轮胎非标准不平衡质量由100g、150g、50g组成，在进行轮胎不平衡量动力学模拟时，根据模拟要求，将所述轮胎不平衡质量通过虚拟的建模方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立整车系统动力学模型，所述整车系统包括驾驶室(1)、车架(2)、轮胎(3)、传动系统(4)、货箱装置(5)和驱动桥(7)；S2)定义所述轮胎(3)的轮胎不平衡质量；以及S3)模拟所述轮胎(3)的不平衡量。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法包括以下步骤：S1)利用实体软件建立整车系统动力学模型，所述整车系统包括驾驶室(1)、车架(2)、轮胎(3)、传动系统(4)、货箱装置(5)和驱动桥(7)；S2)定义所述轮胎(3)的轮胎不平衡质量；以及S3)模拟所述轮胎(3)的不平衡量。2.根据权利要求1所述的轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，所述轮胎(3)的轮胎不平衡质量包括：轮胎标准不平衡质量；以及轮胎非标准不平衡质量。3.根据权利要求1所述的轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，步骤S3)模拟所述轮胎(3)的不平衡量，包括：利用实体软件建立所述轮胎(3)的模型，所述轮胎(3)的模型包括：悬架、所述轮胎不平衡质量、车桥以及钢板弹簧，所述轮胎不平衡质量在所述轮胎(3)的轮辋上周向分布；在所述轮辋边缘处定义轮胎不平衡质量空间坐标系，并在所述轮胎不平衡质量空间坐标系内建立不平衡质量点的位置坐标；在所述轮胎不平衡质量空间坐标系内建立独立的刚体组件，并将所述刚体组件与所述不平衡质量点进行耦合；将所述刚体组件定义为所述轮胎(3)的轮胎不平衡质量，并定义所述轮胎(3)在半载工况、满载工况、以及超载工况下的轮胎不平衡质量；在所述不平衡质量空间坐标系内创建刚性体不平衡质量单元，将所述刚性体不平衡质量单元与所述轮胎(3)进行固定副连接，并在所述固定副连接处添加质点作为不平衡质量质点，所述轮胎(3)的总的不平衡质量为所述刚性体不平衡质量单元的配重与所述不平衡质量质点的配重之和；以及选择所述轮胎(3)旋转运动时的路面进行动力学模拟。4.根据权利要求3所述的轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，所述轮胎(3)在半载工况、满载工况、以及超载工况下的轮胎不平衡质量分别为50g、40g、30g。5.根据权利要求3所述的轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，所述悬架包括板簧系统和减震器。6.根据权利要求5所述的轮胎不平衡量的动力学模拟方法，其特征在于，所述轮胎不平衡量的动力学模拟方法还包括：定义所述减震器在半载工况、满载工况、以及超载工况下的刚度特性和阻尼参数。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：苏锦涛，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50