基于留色法的轮胎路面真实接触面积测量方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于留色法的轮胎路面真实接触面积测量方法及测量装置，上述的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法包括：获取轮胎胎面与路面接触的接触面积S；测量轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R；对橡胶块的底部进行涂色，模拟轮胎按压路面的情形，将着色的所述橡胶块按压在路面试件上，根据留色情况，测量计算所述橡胶块花纹面积占所述路面试件接触面积的比例r；计算所述轮胎与所述路面的真实接触面积A，所述真实接触面积的计算公式为：A＝S

【技术实现步骤摘要】
基于留色法的轮胎路面真实接触面积测量方法及测量装置


[0001]本专利技术涉及道路工程检测
，尤其涉及一种基于留色法的轮胎路面真实接触面积测量方法及测量装置。

技术介绍

[0002]随着驾驶条件的改善和交通量的增加，车辆行驶速度越来越快，与此同时交通事故频发，交通事故的多发与路面抗滑性能的衰减有着直接联系，尤其是在下雨天，轮胎与路面摩擦力减小。为了增大轮胎与路面的接触摩擦，提高车辆行驶的安全性，轮胎表面通常带有花纹，路面是由各种粒径的碎石或砂石与沥青、水泥等粘结料建造的，其表面通常也是粗糙的，轮胎和路面只有部分接触。两者间的真实接触面积比名义接触面积(接触表面的宏观面积，由接触物体的外部尺寸决定)要小得多。
[0003]在轮胎与路面摩擦力的机理研究中，粘附力和滞后力被认为是摩擦力的两个重要组分，其中，粘附力主要受真实接触面积大小影响；滞后力则是在真实接触面积内由接触应力激励下胎面橡胶内部的阻尼作用形成。摩擦理论研究结果通常以接触面积、或与此相关的接触应力分布呈现，因此，轮胎与路面接触面积的准确测试对摩擦机理研究及相关摩擦理论的验证是很重要的。但是，现有技术中，对于轮胎与路面的真实接触面积的研究甚少，一般都是通过理论接触面积进行计算，与真实的接触情况存在极大的误差。综上，轮胎与路面的真实接触面积的探索和验证是一个有待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于留色法的轮胎路面真实接触面积测量方法及测量装置，用以解决现有技术中无法准确获得轮胎与路面真实接触面积的问题。/>[0005]第一方面，本专利技术提供一种基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，包括：
[0006]获取轮胎胎面与路面接触的接触面积S；
[0007]测量轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R；
[0008]对橡胶块的底部进行涂色，模拟轮胎按压路面的情形，将着色的所述橡胶块按压在路面试件上，根据留色情况，测量所述橡胶块花纹面积占所述路面试件接触面积的比例r；
[0009]计算所述轮胎与所述路面的真实接触面积A，所述真实接触面积的计算公式为：A＝S
×
R
×
r。
[0010]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，所述获取轮胎胎面与路面接触的接触面积S，包括：
[0011]将车辆开至较光滑地面上，架起车轮至所述轮胎胎面离地，在所述轮胎的下方放置第一白纸；
[0012]转动所述轮胎胎面着地的侧面，对所述侧面进行涂料染色，将所述轮胎复位；
[0013]开动所述车辆，染色后的所述轮胎与所述第一白纸接触，并在所述第一白纸上留下所述轮胎胎面的印痕；
[0014]标记印痕外缘，以印痕外缘围起来的面积作为所述轮胎胎面与所述路面接触的接触面积S。
[0015]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，在对所述侧面进行涂料染色时，所述轮胎胎面涂颜料部分的展开长度不小于0.3m。
[0016]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，所述测量轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R，包括：
[0017]将车辆开至较光滑地面上，在轮胎前方放置第二白纸；
[0018]对所述轮胎胎面未着地、且与第二白纸在同一侧的胎面涂料染色；
[0019]开动车辆，使染色后的轮胎滚动至白纸表面，并在白纸上留下印痕；
[0020]获取所述印痕，并使用图像处理器识别留有颜色的区域，统计所述区域的像素个数及所述印痕内部面积对应的像素个数；
[0021]根据所述区域的像素个数和所述印痕内部面积对应的像素个数，计算染色区域像素占印痕内部面积像素个数的比例，获得轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R。
[0022]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，在对所述轮胎胎面未着地、且与第二白纸在同一侧的胎面涂料染色时，涂颜料部分展开长度不小于0.45m。
[0023]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，在对橡胶块的底部进行涂色之前，还包括：
[0024]根据路面情况制备路面试件；
[0025]根据所述轮胎的特性选择对应的橡胶块；
[0026]将所述路面试件和所述橡胶块分别安装于测量装置。
[0027]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，所述根据路面情况制备路面试件，包括：
[0028]使用扫描仪获取路面的表面纹理数据；
[0029]根据所述表面纹理数据构建路面三维模型，将所述路面三维模型输入3D打印机；
[0030]利用所述3D打印机复制出与所述路面具有相同表面形貌的所述路面试件。
[0031]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，所述根据所述轮胎的特性选择对应的橡胶块，包括：
[0032]使用硬度计在所述轮胎胎面最高处读取多个位置的硬度数值，并计算硬度平均值，以硬度平均值作为胎面橡胶硬度代表值；
[0033]选择与所述胎面橡胶硬度代表值差异不大于5邵氏硬度的橡胶块。
[0034]根据本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，所述橡胶块花纹面积占所述路面试件接触面积的比例r的计算方式为：
[0035][0036]其中，Num
pixel
为像素值为1的像素数量，指留有颜色的区域对应的像素数；
[0037]Num
total
为总的像素数量，指橡胶块与路面试件名义接触面积对应的像素数。
[0038]第二方面，本专利技术还提供一种应用于第一方面任一项所述的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法的测量装置，包括：上支撑架、下支撑架及压力加载件；
[0039]所述上支撑架与所述下支撑架相对布设，所述上支撑架用于连接橡胶块，所述下支撑架用于放置路面试件；
[0040]所述压力加载件与所述上支撑架连接，在所述压力加载件的作用下，所述上支撑架能够带动所述橡胶块抵接于所述路面试件上，并在所述路面试件上留下印痕。
[0041]本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，通过先获取轮胎胎面与路面接触的接触面积，得到轮胎的接地面积S；然后，通过留色印痕法再次测量轮胎与路面的名义接触面积比例R，进一步，通过橡胶块和路面试件模拟轮胎在路面的按压情况，将橡胶块底部的染料染印至路面试件上，通过路面试件上的印痕和染色区域计算橡胶块花纹面积占路面试件接触面积的比例r，最后，根据上述的轮胎胎面与路面接触的接触面积S、轮胎与路面的名义接触面积比例R和橡胶块花纹面积占路面试件接触面积的比例r，以及计算公式为：A＝S
×
R
×
r，计算轮胎与路面的真实接触面积A，即可得到轮胎与路面的真实接触面积。因此，本专利技术提供的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，相较于现有技术直观测量的方法，能够更加准确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，其特征在于，包括：获取轮胎胎面与路面接触的接触面积S；测量轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R；对橡胶块的底部进行涂色，模拟轮胎按压路面的情形，将着色的所述橡胶块按压在路面试件上，根据留色情况，测量计算所述橡胶块花纹面积占所述路面试件接触面积的比例r；计算所述轮胎与所述路面的真实接触面积A，所述真实接触面积的计算公式为：A＝S
×
R
×
r。2.根据权利要求1所述的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，其特征在于，所述获取轮胎胎面与路面接触的接触面积S，包括：将车辆开至较光滑地面上，架起车轮至所述轮胎胎面离地，在所述轮胎的下方放置第一白纸；转动所述轮胎胎面着地的侧面，对所述侧面进行涂料染色，将所述轮胎复位；开动所述车辆，染色后的所述轮胎与所述第一白纸接触，并在所述第一白纸上留下所述轮胎胎面的印痕；标记印痕外缘，以印痕外缘围起来的面积作为所述轮胎胎面与所述路面接触的接触面积S。3.根据权利要求2所述的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，其特征在于，在对所述侧面进行涂料染色时，所述轮胎胎面涂颜料部分的展开长度不小于0.3m。4.根据权利要求1所述的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，其特征在于，所述轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R，包括：将车辆开至较光滑地面上，在轮胎前方放置第二白纸；对所述轮胎胎面未着地、且与第二白纸在同一侧的胎面涂料染色；开动车辆，使染色后的轮胎滚动至白纸表面，并在白纸上留下印痕；获取所述印痕，并使用图像处理器识别留有颜色的区域，统计所述区域的像素个数及所述印痕内部面积对应的像素个数；根据所述区域的像素个数和所述印痕内部面积对应的像素个数，计算染色区域像素占印痕内部面积像素个数的比例，获得轮胎胎面花纹占轮胎接地接触面积的比例R。5.根据权利要求4所述的基于留色法的轮胎路面真实接触面积的测量方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：贠迪，冉茂平，王江红，周兴林，关佳希，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：