汽车动力学-轮胎动力学共36页文档
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汽车动力学-轮胎动力学
转偏率
轮胎模型
纵向力Fx 侧向力Fy 法向力Fz 轮胎六 侧倾力矩M x 分力 滚动阻力矩M y 回正力矩 M z
➢轮胎模型分类
□轮胎纵滑模型，预测车辆在驱动和制动工况时的纵向力。 □轮胎侧偏和侧倾模型，预测侧向力和回正力矩。 □轮胎垂向振动模型，用于高频垂向振动的评价。
精品课件
9
3.3轮胎模型
滚动阻力系数
fR
FR F z ,w
滚动阻力系数
fR
eR rd
■滚动阻力系数随着胎压增加而降低
■滚动阻力系数随着车轮载荷增加而降低 ■滚动阻力系数随着车速增加而增加
精品课件
15
3.4轮胎纵向力学特性
➢轮胎滚动阻力
□滚动阻力系数测量 ■整车道路测试 ■室内台架测试
精品课件
16
3.4轮胎纵向力学特性
2.道路条件产生的附加阻力
精品课件
24
3.5轮胎垂向力学特性
1.轮胎的垂向特性
➢非滚动动刚度 ➢滚动动刚度
精品课件
25
3.5轮胎垂向力学特性
2.轮胎噪声
轮胎噪声产生的机理： (1)空气泵吸效应 (2)胎面单元振动
3.轮胎垂向振动力学模型
精品课件
弹簧-阻尼模型
3.5轮胎垂向力学特性
4.轮胎振动对汽车性能的影响
➢对汽车平顺性的影响
3.2轮胎的功能、结构及发展
➢轮胎的结构 □胎体 决定轮胎基本性能 □胎圈 便于胎体装卸 □胎面 保护胎体、内胎
■胎冠
■胎肩 ■胎侧
▲常用的充气轮胎有两种，斜交轮胎和子午线轮胎，主要 是胎体帘线角度的不同，前者为20-40度，后者为85-90度。
精品课件
6
轮胎动力学
预测轮胎的侧向力和回正力矩，评价转向工况下低 频转角输入响应
3、轮胎垂向振动模型
高频垂向振动评价
2017/11/15
第三章
轮胎动力学
轮胎纵滑侧偏模型：
轮胎参数：轮胎尺寸、轮胎压力、 地面条件
侧偏角 外倾角 轮胎模型
侧向力 纵向力 回正力矩
滑移率
垂向载荷
车辆模型
2017/11/15
第三章
轮胎动力学
第三章
轮胎动力学
1. 轮胎胎面：1个厚厚的 橡胶层，提供了与地面的 接触界面，还具有排水和 耐旧的性能。 2. 胎冠带束层：双层或 3 层加强带束层具有垂直 方向上的柔韧度和极高的 横向刚性，提供了转向力。 3. 胎侧：胎侧容纳并保 护胎体帘布层，而胎体帘 布层的功能是将轮胎的胎 面固定在轮辋上。
第三章
轮胎动力学
子午线轮胎的帘布层 相当于轮胎的基本骨架， 其排列方向与轮胎子午 断面一致。由于行驶时 轮胎要承受较大的切向 作用力，为保证帘线的 稳固，在其外部又有若 干层由高强度、不易拉 伸的材料制成的带束层 ( 又称箍紧层 ) ，其帘线 方向与子午断面呈较大 的交角。（85-90度）
2017/11/15
轮胎动力学模型分为理论模型、经验模型、半 经验模型、自适应模型四大类。 理论模型
轮胎理论模型( 有的学者称之为分析轮胎模型)是在简化 的轮胎物理模型的基础上建立的对轮胎力学特性的一种数学 描述的轮胎模型。它虽然精度较高, 但是求解速度一般较低, 用数学表示的公式常常很复杂, 同时需要更多的对轮胎结构
2017/11/15
第三章
轮胎动力学
4. 用于固定在轮辋的 胎唇部分：它内部的胎 唇钢丝圈可以使轮胎牢 牢地固定在轮辋上，使 之结合在一起。 5. 气密层：它保证了
3、轮胎垂向振动模型
高频垂向振动评价
2017/11/15
第三章
轮胎动力学
轮胎纵滑侧偏模型：
轮胎参数：轮胎尺寸、轮胎压力、 地面条件
侧偏角 外倾角 轮胎模型
侧向力 纵向力 回正力矩
滑移率
垂向载荷
车辆模型
2017/11/15
第三章
轮胎动力学
第三章
轮胎动力学
1. 轮胎胎面：1个厚厚的 橡胶层，提供了与地面的 接触界面，还具有排水和 耐旧的性能。 2. 胎冠带束层：双层或 3 层加强带束层具有垂直 方向上的柔韧度和极高的 横向刚性，提供了转向力。 3. 胎侧：胎侧容纳并保 护胎体帘布层，而胎体帘 布层的功能是将轮胎的胎 面固定在轮辋上。
第三章
轮胎动力学
子午线轮胎的帘布层 相当于轮胎的基本骨架， 其排列方向与轮胎子午 断面一致。由于行驶时 轮胎要承受较大的切向 作用力，为保证帘线的 稳固，在其外部又有若 干层由高强度、不易拉 伸的材料制成的带束层 ( 又称箍紧层 ) ，其帘线 方向与子午断面呈较大 的交角。（85-90度）
2017/11/15
轮胎动力学模型分为理论模型、经验模型、半 经验模型、自适应模型四大类。 理论模型
轮胎理论模型( 有的学者称之为分析轮胎模型)是在简化 的轮胎物理模型的基础上建立的对轮胎力学特性的一种数学 描述的轮胎模型。它虽然精度较高, 但是求解速度一般较低, 用数学表示的公式常常很复杂, 同时需要更多的对轮胎结构
2017/11/15
第三章
轮胎动力学
4. 用于固定在轮辋的 胎唇部分：它内部的胎 唇钢丝圈可以使轮胎牢 牢地固定在轮辋上，使 之结合在一起。 5. 气密层：它保证了
轮胎动力学
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充气轮胎动力学
——姚小勇
充气轮胎动力学
• 2.1 概述
主 要 内 容
一、轮胎的基本功能 二、轮胎的基本要求 三、轮胎的规格 四、作用在轮胎上的力与力矩
充气轮胎动力学
• 一、轮胎的基本功能
1. 支承整车的重量； 2. 缓和路面不平对车辆的冲击力
3. 为驱动和制动提供附着力
充气轮胎动力学
• 滚动阻力的产生原因：
由于轮胎的内摩擦、地面变形的阻尼(对于软路面) 以及轮胎与地面间弹性变形与局部滑移,地面给轮胎 的垂直反力总是偏前一距离a，使地 面反力与垂 直负荷形成力偶，它起到阻止运动的作用，称为滚 动阻力偶。由图可知，欲使从动轮滚动，必须在车 轮中心加推力，它与地面切向反力构成一力偶矩来 克服上述滚动阻力偶。
轮胎的侧偏特性
轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线 1.侧偏力FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
轮胎的侧偏特性
1）在刚性轮上作用侧向力FY c c u u
u'
u
c
FY FZl
c
FY FZl
只有当侧向力FY大于（或等于）车轮与路面间 的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。
轮胎的侧偏特性
充气轮胎动力学
很多汽车重要性能都与轮胎有关，因此 在讨论整车动力学之前，研究充气轮胎动 力学是必不可少的，同时应该看到，从力 学观点来看，轮胎也是一个由质量、弹性 元件和阻尼元件组成的子系统，所以它的 动力学特性亦是汽车系统动力学中的重要 组成部分。
三、轮胎的规格
• 轮胎种类是通过规格来划分的，轮胎规格由
充气轮胎动力学
① 确定轮胎垂直载荷分布
• 在印迹间是不对称的，因而 q z
充气轮胎动力学
——姚小勇
充气轮胎动力学
• 2.1 概述
主 要 内 容
一、轮胎的基本功能 二、轮胎的基本要求 三、轮胎的规格 四、作用在轮胎上的力与力矩
充气轮胎动力学
• 一、轮胎的基本功能
1. 支承整车的重量； 2. 缓和路面不平对车辆的冲击力
3. 为驱动和制动提供附着力
充气轮胎动力学
• 滚动阻力的产生原因：
由于轮胎的内摩擦、地面变形的阻尼(对于软路面) 以及轮胎与地面间弹性变形与局部滑移,地面给轮胎 的垂直反力总是偏前一距离a，使地 面反力与垂 直负荷形成力偶，它起到阻止运动的作用，称为滚 动阻力偶。由图可知，欲使从动轮滚动，必须在车 轮中心加推力，它与地面切向反力构成一力偶矩来 克服上述滚动阻力偶。
轮胎的侧偏特性
轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线 1.侧偏力FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
轮胎的侧偏特性
1）在刚性轮上作用侧向力FY c c u u
u'
u
c
FY FZl
c
FY FZl
只有当侧向力FY大于（或等于）车轮与路面间 的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。
轮胎的侧偏特性
充气轮胎动力学
很多汽车重要性能都与轮胎有关，因此 在讨论整车动力学之前，研究充气轮胎动 力学是必不可少的，同时应该看到，从力 学观点来看，轮胎也是一个由质量、弹性 元件和阻尼元件组成的子系统，所以它的 动力学特性亦是汽车系统动力学中的重要 组成部分。
三、轮胎的规格
• 轮胎种类是通过规格来划分的，轮胎规格由
充气轮胎动力学
① 确定轮胎垂直载荷分布
• 在印迹间是不对称的，因而 q z
汽车动力学轮胎动力学ppt课件
7
轮胎的发展 轮胎的材料、胎面花纹以及内部结构影响轮胎的物理 特性。 □低滚动阻力
□良好的平顺性 □良好的操稳性 □良好的附着性 □低噪声
8
3.3轮胎模型
8
什么是轮胎模型？ 纵向滑动率 s
车辆运动 参数
侧偏角 径向变形 车轮外倾角 车轮转速
转偏率
轮胎模型
纵向力Fx 侧向力Fy 法向力Fz 轮胎六 侧倾力矩M x 分力 滚动阻力矩M y 回正力矩 M z
■驻波 高速工况；增加能量损失，产生大量热，限制最高 安全行驶速度。
14
3.4轮胎纵向力学特性
轮胎滚动阻力
□摩擦阻力
□风扇效应阻力 □滚动阻力系数
滚动阻力 FR FR,弹性迟滞 FR,摩擦 FR,风扇
滚动阻力系数
fR
FR Fz , w
滚动阻力系数
fR
eR rd
■滚动阻力系数随着胎压增加而降低
3
3.1概述
3
2.车轮运动参数 □滑动率(s=0~1) ,表示车轮相对于
Fz uw
rd
纯滚动(或纯滑动)状态的偏离程度。 旋转轴
▲滑转率(驱动时)
s rd uw 100% rd
▲滑移率(制动时)
sb
uw
rd
uw
100%
车轮运动方向 uw
□轮胎侧偏角 arctan( vw ) 顺时针方向为正 负侧偏角
轮胎模型分类
□轮胎纵滑模型，预测车辆在驱动和制动工况时的纵向力。 □轮胎侧偏和侧倾模型，预测侧向力和回正力矩。 □轮胎垂向振动模型，用于高频垂向振动的评价。
9
3.3轮轮胎模型
由郭孔辉院士提出，用于预测轮胎的稳态特性。
汽车系统动力学第三章 充气轮胎动力学
第三章充气轮胎动力学§3-1 概述轮胎是车辆重要的组成部分，直接与地面接触。
其作用是支承整车的重量，与悬架共同缓冲来自路面的不平度激励，以保证车辆具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面具有良好的附着性，以提高车辆驱动性、制动性和通过性，并为车辆提供充分的转向力。
一、轮胎运动坐标系二、车轮运动参数1．滑动率2．轮胎侧偏角a3．轮胎径向变形§3-2 轮胎的功能、结构及发展轮胎的基本功能包括：1)支撑整车重量；2)与悬架元件共同作用，衰减由路面不平引起的振动与冲击；3)传递纵向力，以实现驱动和制动；4)传递侧向力，以使车辆转向并保证行驶稳定性。
为实现以上功能，任何一个充气轮胎都必须具备以下基本结构：(1)胎体(2)胎圈(3)胎面常用的车用充气轮胎有两种，即斜交轮胎和子午线轮胎。
二者在结构上有明显不同，主要区别在于胎体帘线角度的不同。
所谓“帘线角”即为胎体帘布层单线与车轮中心线形成的夹角。
根据车辆动力学研究内容的不同，轮胎模型可分为：(1)轮胎纵滑模型主要用于预测车辆在驱动和制动工况时的纵向力。
(2)轮胎侧偏模型和侧倾模型主要用于预测轮胎的侧向力和回正力矩，评价转向工况下低频转角输入响应。
(3)轮胎垂向振动模型主要用于高频垂向振动的评价，并考虑轮胎的包容特性(包含刚性滤波和弹性滤波特性)。
这里仅对几种常用的轮胎模型给予介绍。
(1)幂指数统一轮胎模型幂指数统一轮胎模型的特点是：。
1)采用了无量纲表达式，其优点在于由纯工况下的一次台架试验得到的试验数据可应用于各种不同的路面。
当路面条件改变时，只要改变路面的附着特性参数，代人无量纲表达式即可得该路面下的轮胎特性。
2)无论是纯工况还是联合工况，其表达式是统一的。
3)可表达各种垂向载荷下的轮胎特性。
4)保证了可用较少的模型参数实现全域范围内的计算精度，参数拟合方便，计算量小。
在联合工况下，其优势更加明显。
5)能拟合原点刚度。
(2)“魔术公式”轮胎模型“魔术公式”轮胎模型的特点是：1)用一套公式可以表达出轮胎的各向力学特性，统一性强，编程方便，需拟合参数较少，且各个参数都有明确的物理意义，容易确定其初值。
轮胎动力学
M = K ∫ η (ξ )ξ d ξ
l −l
接触区
− Rθ +l+ L
+ KR ∫
2
−l sin − 1 R
−π
非接触区
+ KR ∫
2
π
l sin − 1 R
(η e
1
(η e
1
σ
+η e
2
Rθ +l
σ
l− Rθ
σ
+η e
2
Rθ −l− L
σபைடு நூலகம்
)sin θ d θ
) sin θ d θ
简化并积分后得： M = K
2 2 F y = ∫0 l kη (ξ )dξ + ∫2ll + L kη (ξ )dξ 2 L = ∫0 l kη (ξ ) dξ + ∫0 kη (ξ ′) dξ ′
接触区 非接触区
为了确定轮胎在不接触(“自由”)部份的侧向位移 η (ξ ) 。 让我们来观察模型中的一个微元 dξ ′
2009-10-19 16
∫ η (ξ )ξ d ξ
−l
l
+ K σ (η 1 − η 2 )( l + σ )
2009-10-19
22
第二章
Q
轮胎动力学
−l ≤ ξ ≤ l
η (ξ ) = − ξϕ ,
η = − lΨ ,
1
η = lΨ
2
扭角ψ所产生的回正力矩为： 扭转刚度:
M = − 2 Kl Ψ [
l2 + σ ( l + σ )] 3
2009-10-19
11
第二章
轮胎动力学
l −l
接触区
− Rθ +l+ L
+ KR ∫
2
−l sin − 1 R
−π
非接触区
+ KR ∫
2
π
l sin − 1 R
(η e
1
(η e
1
σ
+η e
2
Rθ +l
σ
l− Rθ
σ
+η e
2
Rθ −l− L
σபைடு நூலகம்
)sin θ d θ
) sin θ d θ
简化并积分后得： M = K
2 2 F y = ∫0 l kη (ξ )dξ + ∫2ll + L kη (ξ )dξ 2 L = ∫0 l kη (ξ ) dξ + ∫0 kη (ξ ′) dξ ′
接触区 非接触区
为了确定轮胎在不接触(“自由”)部份的侧向位移 η (ξ ) 。 让我们来观察模型中的一个微元 dξ ′
2009-10-19 16
∫ η (ξ )ξ d ξ
−l
l
+ K σ (η 1 − η 2 )( l + σ )
2009-10-19
22
第二章
Q
轮胎动力学
−l ≤ ξ ≤ l
η (ξ ) = − ξϕ ,
η = − lΨ ,
1
η = lΨ
2
扭角ψ所产生的回正力矩为： 扭转刚度:
M = − 2 Kl Ψ [
l2 + σ ( l + σ )] 3
2009-10-19
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第二章
轮胎动力学
《汽车动力学》课件
风阻系数性 的重要参数
阻力面积：影响 汽车空气阻力的 重要参数
空气动力学中心： 影响汽车行驶稳 定性的重要参数
汽车空气动力学设计优化
空气动力学原 理：流体力学、 空气阻力、升
力等
汽车空气动力 学设计：车身 形状、轮胎设 计、发动机进
气口设计等
03 汽车动力学基本原理
牛顿运动定律
第一定律：物体在 没有外力作用的情 况下，保持静止或 匀速直线运动状态
第二定律：物体受 到外力作用时，其 加速度与外力成正 比，与物体的质量 成反比
第三定律：作用力 和反作用力总是大 小相等、方向相反 、作用在同一直线 上
应用：汽车动力学 中，牛顿运动定律 用于分析汽车的加 速、减速、转弯等 运动状态
刚体动力学
刚体动力学定义：研究刚体在力作 用下的运动规律
刚体动力学应用：汽车悬挂系统设 计、汽车转向系统设计等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
刚体动力学基本方程：牛顿第二定 律
刚体动力学与汽车动力学的关系： 刚体动力学是汽车动力学的基础
弹性力学基本原理
弹性力学的定 义：研究物体 在外力作用下 的变形和应力
侧向力：轮胎在转弯时产生的侧向力 纵向力：轮胎在加速或减速时产生的 纵向力
轮胎磨损：轮胎在使用过程中的磨损 情况
轮胎寿命：轮胎的使用寿命和更换周 期
轮胎噪音：轮胎在行驶过程中产生的 噪音水平
轮胎动力学实验研究
实验目的：研究轮胎在不同路面、速度、载荷下的动力学特性 实验方法：使用轮胎动力学测试设备，如轮胎测试台、道路模拟器等 实验内容：测量轮胎在不同条件下的滚动阻力、侧向力、纵向力等参数 实验结果：分析轮胎在不同条件下的动力学特性，为轮胎设计和优化提供依据
汽车动力学-轮胎动力学
19
3. 轮胎侧偏引起的附加阻力 ➢车轮定位的影响
□车轮前束角
FR，前束 Fy sin w fR,前束Fz,W
第十九页，共33页。
3.4轮胎纵向力学特性
20
3. 轮胎侧偏引起的附加阻力
➢车轮定位的影响
□车轮外倾角
由于车轮外倾角的存在，使轮胎在滚动过程中不垂直于地面，胎面滚动 区域将受不断变化的载荷作用，胎壁产生变形，引起滚动阻力稍有增加。
斜交轮胎
子午线轮胎
第六页，共33页。
7
3.2轮胎的功能、结构及发展
➢轮胎的发展
轮胎的材料、胎面花纹以及内部结构影响轮胎的物理特性。
□低滚动阻力 □良好的平顺性
□良好的操稳性
□良好的附着性 □低噪声
第七页，共33页。
8
3.3轮胎模型
➢什么是轮胎模型？ 纵向滑动率 s
车辆运动 参数
侧偏角 径向变形 车轮外倾角 车轮转速
第二十七页，共33页。
27
弹簧-阻尼模型
3.5轮胎垂向力学特性
4.轮胎振动对汽车性能的影响
➢对汽车燃油经济性的影响
轮胎的振动必然将汽车行 驶中的一部分动能转变成轮胎 的变形，将生成热量并传到大 气中去，使汽车的能量损失， 使燃油经济性变差。
➢对汽车安全性的影响
汽车行驶过程中轮胎发生振动，将 影响轮胎与路面的附着能力，过大的轮 胎振动会导致轮毂轴承的异常磨损，恶 化汽车的技术状况，影响汽车的行驶安 全。
第九页，共33页。
10
3.3轮胎模型
□“魔术公式”轮胎模型
Pacejka提出，以三角函数组合的形式来拟合轮胎试验数据， 得出一套公式可以同时表达纵向力、侧向力和回正力矩的轮 胎模型。
轮胎力学PPT课件
4轮胎垂直载荷7滚动阻力系数随垂直载荷的变化精选ppt425行驶车速滚动阻力随速度的变化精选ppt436驱动转矩滚动阻力与驱动力系数的关系曲线精选ppt447轮胎工作温度图310轮胎温度对滚动阻力系数的影响图311滚动阻力系数随外界气温的变化精选ppt458路面类型表31滚动阻力系数f的数值不同路面精选ppt46图312转弯时的滚动阻力与车速的关系9轮胎侧偏角与外倾角图313轮胎滚动阻力与车轮外倾角的关系精选ppt47研究了轮胎结构材料和设计参数等对轮胎滚动阻力的影响之后总希望轮胎的滚动阻力越小越好例如在结构方面采用子午线轮胎能极大地降低轮胎内部摩擦损失
• 11.1 轮胎的功能、结构、种类及规格 • 11.2 轮胎的坐标系 • 11.3 轮胎的滚动阻力 • 11.4 轮胎的切向力与附着性能 • 11.5 轮胎的侧偏性能
• 11.6 轮胎在湿路面上的性能 • 11.7 轮胎的垂向振动特性
第1页/共103页
11.1轮胎的功能、结构、种类及规格 ： • 轮胎必须具有以下四种基本功能
➢帘布层线排列的方向与轮胎的子午断面一致，帘布层数可减少 40%~50%。胎体较软、弹性好。 ➢帘线在圆周方向上只靠橡胶来连接，因此带束层采用具有若干层帘 线与子午断面呈大角度（70。~75。）、高强度、不易拉伸的周向环层 的带束层。 ➢带束层采用玻璃纤维、加强纤维或钢丝帘布制造，强度高、拉伸变 形小；
第15页/共103页
普通斜交轮胎
斜交轮胎的优点是： 轮胎噪声小，外胎 面柔软、制造容易， 价格也较子午线轮 胎便宜。
斜交轮胎的缺点是： 转向行驶时，接地 面积小，胎面滑移 大，抗侧向力能力 差，高速行驶时稳 定性差，滚动阻力 较大，油耗偏高， 承载能力也不如子 午线轮胎。
第16页/共103页
• 11.1 轮胎的功能、结构、种类及规格 • 11.2 轮胎的坐标系 • 11.3 轮胎的滚动阻力 • 11.4 轮胎的切向力与附着性能 • 11.5 轮胎的侧偏性能
• 11.6 轮胎在湿路面上的性能 • 11.7 轮胎的垂向振动特性
第1页/共103页
11.1轮胎的功能、结构、种类及规格 ： • 轮胎必须具有以下四种基本功能
➢帘布层线排列的方向与轮胎的子午断面一致，帘布层数可减少 40%~50%。胎体较软、弹性好。 ➢帘线在圆周方向上只靠橡胶来连接，因此带束层采用具有若干层帘 线与子午断面呈大角度（70。~75。）、高强度、不易拉伸的周向环层 的带束层。 ➢带束层采用玻璃纤维、加强纤维或钢丝帘布制造，强度高、拉伸变 形小；
第15页/共103页
普通斜交轮胎
斜交轮胎的优点是： 轮胎噪声小，外胎 面柔软、制造容易， 价格也较子午线轮 胎便宜。
斜交轮胎的缺点是： 转向行驶时，接地 面积小，胎面滑移 大，抗侧向力能力 差，高速行驶时稳 定性差，滚动阻力 较大，油耗偏高， 承载能力也不如子 午线轮胎。
第16页/共103页
第1讲-汽车轮胎动力学与建模方法
轮胎径向压缩模式图
图1-6 轮胎径向压缩模式图
由路面变形和轮辙摩擦引起的附加滚动阻力
图1-7由路面变形和轮辙摩擦引起的附加滚动阻力
滚动阻力(波阻)示意图
不平路面造成的滚动阻力： 车轮在不平路面上行驶时，它和车身也 会有相对运动．车身阻尼和路面不平度一起， 造成了平均值不为零的振荡的Fu和Fz．减振 器压缩和伸长时做了功，这个功与汽车行驶 过的路程之比被看作滚动阻力（波阻），见 图．
图1-18 各种路面上的 b s 曲线
影响附着系数的因素
路面 车速
图1-19 车轮对制动力系数 曲线的影响
影响附着系数的因素
路面 车速 轮胎花纹 Sm--无花纹光胎 面Rbd--有沟槽胎 面 Spd--有沟槽 且有小切缝胎面
滑水现象
1.4轮胎垂向力学特性
轮胎的垂向特性
图1-8 滚动阻力(波阻re at least seven mechanisms responsible for rolling resistance: 1)Energy less due to deflection of the tire side wall near the contact area. 2)Energy loss due to deflection of the treads elements（外胎面）. 3)Scrubbing in the contact patch. 4)Tire slip in the longitudinal and lateral directions. 5)Deflection of the road surface. 6)Air drag on the inside and outside of the tire. 7)Energy loss on bumps.
汽车轮胎动力学及性能评价研究
汽车轮胎动力学及性能评价研究随着汽车工业的发展，车辆的性能和安全性成为汽车制造商和消费者关注的重要方面。
而轮胎作为车辆与地面之间的唯一接触点，其动力学和性能评价研究变得至关重要。
在本篇文章中，将重点探讨汽车轮胎动力学及性能评价的研究现状和方法。
首先，我们将从动力学的角度来介绍汽车轮胎的研究。
汽车轮胎的动力学研究主要包括力学特性、刚度、变形和摩擦等方面。
轮胎的力学特性主要包括侧向、纵向和径向刚度。
侧向刚度反映了轮胎在转弯时的抓地能力，而纵向刚度则与轮胎的加速和制动能力有关。
径向刚度则决定了轮胎在行驶过程中的承载能力和稳定性。
另外，轮胎的变形也是一个重要的动力学特性。
轮胎在汽车行驶过程中会出现一定的变形，如压缩、伸展和弯曲等。
这些变形对轮胎的性能和安全性有着重要影响。
摩擦则是轮胎与地面之间传递力的关键因素。
轮胎的摩擦特性影响了汽车的抓地能力、操控性和燃油效率等。
除了动力学特性外，轮胎的性能评价研究也是非常重要的。
轮胎的性能评价主要涉及到耐磨性、抗剪切性、抗破裂性、抗老化性和抗腐蚀性等方面。
耐磨性是指轮胎在长期行驶中所能承受的摩擦磨损。
轮胎的抗剪切性则决定了其能否承受转向和加速等动力学力的作用。
抗破裂性和抗老化性则关系到轮胎的使用寿命和安全性。
另外，轮胎还需要具备抗腐蚀性以应对恶劣的环境条件。
为了研究汽车轮胎的动力学和性能评价，学者们采用了多种方法。
实验方法是其中最常见的研究方式之一。
通过在实验室中创建各种条件下的试验环境，研究人员可以准确地测量和分析轮胎的力学特性和性能。
此外，建立数学模型也是常用的研究方法之一。
通过数学模型的构建，研究人员可以模拟轮胎在不同条件下的力学特性和性能。
计算机模拟则是数学模型的延伸，通过建立计算机模型可以更加准确地模拟和分析轮胎的动力学和性能评价。
尽管汽车轮胎动力学及性能评价的研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先，轮胎的动力学和性能评价受到多种因素的影响，如温度、载荷、速度和路面条件等。
车辆动力学 - 轮胎-2013-1
弹性迟滞阻力
轮胎等效为“弹簧-阻 尼单元”，开始做功 并将其转化为热消耗 掉。 弹性迟滞阻力等于消 耗的阻尼与行驶距离 之比。
临界车速（最高车速） 当汽车车速超过临界车速时，轮胎会出现驻波现 象，其周缘呈明显的波浪状，轮胎温度快速增加。 后果是大量发热导致轮胎破损或爆胎。
轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量。
驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后 因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余 变形形成了一种波，这就是驻波。此时轮胎 周缘不再是圆形， 而呈明显的波浪形。轮胎 刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律 沿轮胎圆周衰减。
驻波：（deformation wave) 高速情况下， 驻波会增加能量损失，产生大量的热，最 终使轮胎破坏。
滚动阻力随车轮载荷的增加而增加，而滚动阻力系数 随车轮载荷的增加而减小。 此外，轮胎压力，车速都对滚动阻力系数有影响
轮胎接地印迹内的垂向和切向 应力分布
轮胎接地印迹中垂向压力的变化形状， 不对称
斜交轮胎接地印迹内的轮胎压力
轮胎压力
气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞 损失就越小，滚动阻力也越小。
塑性路面
道路状况不同下的滚动阻力系数
湿路面:水膜区，过度区和直接接触区
湿路面
影响该值的因素： 水深，表面的纹理，排干程度； 接触区的压力分布：构成，大小，印迹 形状； 轮胎的沟槽，磨损
扰流阻力FR： W t轮胎宽度 Uw：车轮前进速度 N,E：扰流阻力系数
Wt uw FR 10 N
E
湿路面
4. 轮胎侧偏阻力轮 Nhomakorabea侧向力与侧偏角的关系：
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
汽车动力学-轮胎动力学
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。