一种用于车轮性能仿真的轮胎材料参数的反演方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于车轮性能仿真的轮胎材料参数的反演方法及系统，基于轮胎径向刚度和侧向刚度试验所获得的多组试验数据，建立轮胎径向刚度和侧向刚度试验有限元仿真模型，对比仿真结果进行误差计算；之后，通过优化平台，结合误差分析的结果优化轮胎材料参数，循环仿真流程，直至误差最小即为试验曲线和仿真曲线贴合。通过可用于轮胎材料参数预测的神经网络模型，仅使用非破坏性的轮胎刚度试验数据，即可利用神经网络模型来实现对轮胎材料参数的快速反演。本发明专利技术还可根据车轮90度冲击试验中轮胎发生的大变形历程对轮胎材料参数进行修正。由此，可有利于提高车轮台架性能试验的仿真精度，为车轮结构性能评估以及结构轻量化设计奠定基础。计奠定基础。计奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种用于车轮性能仿真的轮胎材料参数的反演方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车仿真
，更具体地涉及一种反演可用于车轮性能仿真的材料参数的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着汽车行业的高速发展，汽车逐渐成为了当今社会的最主要的代步工具之一，但汽车行业所需的日益增加的能源消耗量带来了严重的环境问题，汽车与环境保护之间的矛盾日益增加。车辆轻量化作为车辆节能减排的重要手段，逐渐变成了各个汽车企业提升市场竞争力的关键，亦是车辆发展的主流趋势之一。车轮作为底盘的核心，既是车辆系统的唯一接地部件，也是车辆系统簧下质量的旋转件。车轮轻量化不仅能节能减排，还能提升汽车的操纵性和平顺性等性能，具有重要意义。减轻车轮质量带来的效益是减轻相同大小的簧载质量的数倍。
[0003]但在对车轮进行轻量化设计时，必须建立在准确评估其力学性能的基础上。由于车轮结构属于关键安全件，要求通过径向疲劳、弯曲疲劳、双轴疲劳等疲劳试验，对于轻质合金材料车轮还需通过13度冲击、90度冲击等冲击试验。其中径向疲劳、双轴疲劳以及13度冲击、90度冲击试验均是针对车轮轮胎总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车轮性能仿真的轮胎材料参数的反演方法，其特征在于，包括如下步骤：轮胎刚度试验步骤，其中，通过进行轮胎刚度试验，获取作为轮胎试验曲线的位移
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载荷曲线；轮胎有限元建模步骤，其中，通过绘制2D轮胎截面网格，绕轮胎中心轴旋转360
°
，形成3D网格的轮胎有限元模型；轮胎刚度试验有限元建模步骤，其中，以保留试验台中的接触面作为刚性面并对该接触面施加载荷与位移的方式进行载荷试验仿真，建立轮胎刚度试验有限元模型；轮胎材料参数的反演步骤，其中，建立轮胎材料参数的反演模型，优化所选的轮胎材料参数，进行轮胎刚度试验有限元模型的仿真得到作为仿真曲线的位移
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载荷曲线，通过对比轮胎试验曲线和仿真曲线而反演轮胎材料参数，其中，所述轮胎刚度试验包括轮胎的径向刚度试验和轮胎的侧向刚度试验。2.根据权利要求1所述的轮胎材料参数的反演方法，其特征在于，还包括如下步骤：90度冲击试验步骤，其中，对车轮轮胎总成进行90度冲击试验，获得冲击过程中的轮胎变形历程；90度冲击试验仿真步骤，其中，基于在轮胎材料参数的反演步骤所获得的轮胎材料参数建立轮胎模型，通过仿真获得车轮90度冲击试验过程中的仿真变形历程；轮胎材料参数修正步骤，其中，将轮胎变形历程与仿真变形历程对比，根据对比结果对在轮胎材料参数的反演步骤所获得的轮胎材料参数进行修正。3.根据权利要求1或2所述的轮胎材料参数的反演方法，其特征在于，在轮胎刚度试验步骤中，针对所选择的能够与车轮配装的多种规格的轮胎，分别进行径向刚度试验和侧向刚度试验，得出轮胎在不同胎压、不同载荷工况下的位移
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载荷曲线，对该位移
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载荷曲线进行预处理以提取对应的位移
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载荷曲线数据。4.根据权利要求1或2所述的轮胎材料参数的反演方法，其特征在于，在轮胎有限元建模步骤中，根据轮胎截面轮廓图中由钢丝圈、帘布层、带束层和橡胶层所划分的四个区域绘制2D轮胎截面网格；和/或,网格按照3
‑
10mm为边长划分。5.根据权利要求1或2所述的轮胎材料参数的反演方法，其特征在于，在轮胎刚度试验有限元建模步骤中，将车轮替换为刚性轮辋，试验台面对轮胎的约束设为轮胎胎面与试验台面的刚性接触，在车轮中心建立固定约束，以建立轮胎的径向刚度试验有限元模型和侧向刚度试验有限元模型。6.根据权利要求1或2所述的轮胎材料参数的反演方法，其特征在于，在轮胎材料参数的反演步骤中，对比轮胎试验曲线和仿真曲线是对比在相同位移时所对应的试验和仿真载荷之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德才，郎玉玲，王一卓，徐世文，朱志华，罗锦涛，刘献栋，单颖春，苑胜龙，王文博，杜一武，王静静，王渭新，黄少兵，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：