轮胎模型及在车辆仿真中的应用课件

统一滑移率定义：
Sx
Vx Re Re
Sx(,)
Sy
Vy Re
Sy (,)
无量纲滑移率定义：
x
K xS x xFz
y
K
yS y yFz
2x 2y
无量纲轮胎力定义：
Fx
Fx
x Fz
Fy
Leabharlann Baidu
Fx y Fz
F
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
2
1. 轮胎模型简介
操纵 指令
轮向 油门 制动 离合器 变速杆
6n个 轮胎运动
n个
轮胎
轮胎
附加
运动 弹性耦合
风扰
6n个 轮胎 力
汽车 m个 刚体
空气六分力
气动 反馈
6m个 运动参数
几何耦合
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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1. 轮胎模型简介
轮胎模型分类： （1）操纵性分析用轮胎模型：
Handling Tire Model, 0.5~1Hz以下。 （2）乘适性分析用轮胎模型：
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
考虑转偏时的修正
yc
yw
zw
zc
sin xc
xw
oc
ow o
轮胎转偏与侧倾的关系
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
考虑转偏时的修正
定义转偏率：
Re
由转偏引起的滑移率：
S yn
a 3
定义转偏回正刚度 K m
M z*nK m SK m
考虑到转偏后总的侧向滑移率：
Syn Sy0 nSy n Sy nV R yeK K y y si na 3
m
M
* zn
M zm
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
Fy
1
F
-1
0
1
Fx
Fx Fx x Fz
Fy
Fy
y Fz
-1
摩擦圆概念 F Fx2 Fy2
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
D x n D x 0 D e e D 1 x d D p 2 d 2 D e
6
提纲
n 轮胎模型简介 n 操纵性轮胎模型及应用 n 耐久性轮胎模型及应用 n 轮胎试验测试设备
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
n UniTire轮胎模型 n Magic Formula轮胎模型（PAC89）
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
极限下的修正
Fy
Fx K xSx Fy K y S y
F Kx Ky
Fx K xSx
Fy
KySy
Fx Sx Fy S y
F Fx K xSx Fy K y S y
Y
c
Fy K yc
ow
Xc
Fy
xw
M z F yX c F xY c F yD xn
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
考虑侧倾的修正
zw
yw
y
M z
z
yw
xw
轮胎纯侧倾工况示意图
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
Ride & Comfort Tire Model, 8~15Hz以下。 （3）耐久性分析用轮胎模型：
Durability Tire Model, 15Hz以上。
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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1. 轮胎模型简介
ADAMS中的轮胎模型
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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1. 轮胎模型简介
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
轮胎ISO-C和ISO-W坐标系
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
Fz R0
Vx
Rl
Fz e
Re
A CB
自由半径 R 0 负载半径 R l 滚动半径 R e
纯滚动时：
2a
2b
Re
Vx
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
d 2x 2y0
y 0 :轮胎在纯侧偏时的无量纲侧向滑移率 D x 0 :纯侧偏时滑移率为零时的回正力臂
D e :纯侧偏时滑移率为无穷大时的回正力臂
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
纵滑-侧偏联合工况下回正力矩的计算
yw
Fx Yc
X
c
Fx K xc
侧倾滑移率 ：
Sr sin
由侧倾引起的侧向附加滑移率：
Syn
Ky Ky
S
Ky sin
Ky
K y ：轮胎的侧倾刚度
考虑到侧倾后的总的侧向滑移率：
SynSyn0Syn
S yn 0
Vy
Re
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
无量纲侧倾附加回正力矩：
路面所能提供的最大侧倾附加回正力矩：
提纲
n 轮胎模型简介 n 操纵性轮胎模型及应用 n 耐久性轮胎模型及应用 n 轮胎试验测试设备
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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1. 轮胎模型简介
轮胎模型在车辆仿真中的地位与作用
驾驶员操作
轮胎动力学
车辆运行姿态变化 AYC
M
TCS
轮胎运动特性变化 （纵滑、侧偏、侧倾、垂直载荷等）
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
M z 1 e x m E m p 2 m E m 2 1 1 3 m 2 M zm 1 2F z x 2b2y 2a2
m
Km Mzm
sin
K m ：侧倾回正刚度
侧倾引起的附加回正力矩 ：
Mz sMzMzm
s 1F2
Y H Yc K FyycY K FyycH M z F yX c F x Y c F yD x M z
2.1 UniTire轮胎模型 稳态纵滑-侧偏轮胎模型
两个基本关系式——之一：
F 1 e x E 1 p 2 E 1 2 1 1 3 2
0 0E10.5 0F1
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型
F
x
F
x
F
y
F
y
F ,Fx , F y
1
F
1
ex p(
E1
2
(
E12
1 12
) 3
)
0 1
c
, x , y
轮胎模型及在车辆仿真中的应用
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2. 操纵性轮胎模型及应用
2.1 UniTire轮胎模型 Dx Dx( ) ( Dx0 De )exp(D1 D2 2 ) De
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2. 操纵性轮胎模型及应用