【技术实现步骤摘要】
一种大扁平比胎侧二维刚度建模及轮胎变形特性分析方法
[0001]本专利技术涉及车辆工程
，特别涉及一种大扁平比胎侧二维刚度建模及轮胎变形特性分析方法。
技术介绍
[0002]轮胎作为特种车辆行驶中与地面接触的唯一元件，将绝大多数作用力传递至整车，同时还缓解由于路面不平度引起的冲击与振动，因此轮胎的特性影响整车的动力性、平顺性、制动性和操纵稳定性等性能指标，因此，准确的轮胎动力学模型变得关键，尤其是基于结构柔性的轮胎动力学模型，作为轮胎结构模型的典型代表，柔性胎体轮胎模型将轮胎简化成弹性基础上的柔性胎体，弹性基础沿圆周径向和切向分布，模拟胎侧
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胎体间作用力和充气预紧效应。如何准确描述胎体、胎侧柔性结构振动引起的路面
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轮辋振动传递特性一直是轮胎动力学研究中的重点和难点。国内外学者研究了不同的胎体柔性化建模方法，提出了从一维到三维的柔性胎体模型，包括基于弹性基础的弦模型、梁模型、平板模型、环模型、壳模型和分布质量模型等；
[0003]胎侧作为胎体和轮辋的连接和传力部件，其力学特...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大扁平比胎侧二维刚度建模及轮胎变形特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于考虑轮胎旋转效应的基于弹性基础的柔性环完备轮胎模型，得到基于“胎体不可伸长假设”下的轮胎动力学模型简化形式，基于该简化形式建立了基于解析弹性基础的柔性环二维轮胎低频动力学模型；步骤2：基于欧拉梁弯曲变形理论，考虑胎侧曲梁沿径向的充气预紧力,建立轮胎二维胎侧刚度解析模型；步骤3：基于所述柔性环二维轮胎低频动力学模型，利用不同充气压力下的胎侧切向刚度反求胎侧切向弯曲刚度；步骤4：接地区引入接地弹簧，对步骤1构建的柔性环轮胎模型的接地特性进行分析，得到了轮胎不同压平量对应的径向和切向接地印记力；步骤5：通过轮胎刚度实验验证了步骤3
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4所得到的胎侧切向弯曲刚度和接地特性。2.根据权利要求1所述的一种大扁平比胎侧二维刚度建模及轮胎变形特性分析方法，步骤1的具体操作步骤为：步骤11：建立考虑轮胎旋转效应的基于弹性基础的柔性环完备轮胎模型：且其中，E为胎体圆环梁截面模量，I为胎体圆环梁截面惯量，w为胎体圆环径向变形，v为胎体圆环切向变形，θ为胎体圆环相对于轮毂圆盘转角，x为轮毂圆盘在X方向上位移，y为轮毂圆盘在Y方向上位移，k
w
为径向弹簧刚度，k
v
切向弹簧刚度，P0为额定气压，ρ为圆环梁等效密度，Ω为圆盘转动角速度，q
w
为径向分布载荷，q
v
为切向分布载荷，I
w
为圆盘转动惯量，γ
为圆盘转角，T0表示轮胎胎体预紧力，且步骤12：基于“胎体不可伸长假设”，得到式(13)的简化形式：步骤13：基于步骤12得到的简化形式，再假设轮胎轮辋固定支撑，不旋转，得到式(13)的新简化形式：步骤14：将带入式(19)中，得到：则，基于“胎体不可伸长假设”的轮胎模态共振频率为：其中，
±
符号表明轮胎在每一阶模态阶数处存在两个共振频率，互为相反数。3.根据权利要求1所述的一种大扁平比胎侧二维刚度建模及轮胎变形特性分析方法，其特征在于，步骤2的具体步骤为：步骤21：将胎侧曲梁的弦预紧效应和结构变形效应考虑在内依据式(1)建立重载轮胎径向胎侧刚度解析式：其中，θ为胎侧曲梁弧度夹角的一半、E
s
为胎侧曲梁沿径向的弹性模量、h
s
为胎侧截面厚度、λ为胎侧曲梁泊松比，P0为充气压力，l
s
为胎侧曲梁的长度；步骤22：基于欧拉梁弯曲变形理论，并考虑胎侧曲梁沿径向的充气预紧力，得到胎侧曲梁的切向动力学模型
其中，u
tt
为上胎侧曲梁端点在切向力f
tt
作用下产生的位移；E
t
I
t
为胎侧曲梁切向弯曲刚度；步骤23：忽略胎侧曲梁沿径向的分布惯性力，将式(2)简化为：其中，式(4)的通解为：u
tt
(θ)＝C1e
βθ
+C2e
‑
βθ
+C3e
iβθ
+C4e
‑
iβθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，C1，C2，C3和C4为常数系数，与边界条件相关；则式(5)可转化为：u
tt
(θ)＝C
1 cosβθ+C
2 sinβθ+C
3 coshβθ+C
4 sinhβθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其相关变量则转化为：步骤24：假设胎侧曲梁与周向连续梁的交点为固定状态，则式(7)需满足以下方程式：步骤25：求解式(8)，得到：
则，在切...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志浩，刘钇汛，刘秀钰，高钦和，刘岩，杨建福，舒洪斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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