轮胎六分力预估方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种轮胎六分力预估方法，包括以下步骤：S1，建立轮胎的模型，模型用于模拟轮胎与地面的接触区域，接触区域包括多个与模型的接触层的空间点对应的物质点；S2，获取物质点的第一参数；S3，将物质点的第一参数转换为与物质点对应的空间点的第二参数；S4，根据第二参数计算接触层的变形；S5，根据变形获取轮胎六分力。本发明专利技术的方法，计算精确、成本低、周期短。本发明专利技术还提出一种轮胎六分力预估系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆
，尤其涉及一种轮胎六分力预估方法及系统。
技术介绍
轮胎是汽车与地面接触的唯一部件，为汽车提供驱动，制动及转向等各种运动所需的作用力。轮胎接地区域的六分力是保证汽车实现其各项功能的前提，同时轮胎六分力与汽车的操纵稳定性，行驶安全性及乘坐舒适性等重要性能密切相关。轮胎在为汽车配套时，整车制造商会对轮胎供应商在轮胎六分力特性方面提出详尽而严格的要求，而轮胎是否具有良好的六分力特性已经成为衡量轮胎质量好坏与档次高低的重要标准。目前轮胎六分力的预估方案有刷子模型和Fiala模型。刷子模型由于未考虑胎体与带束的柔性，因此得到的轮胎拖距数值往往比实际六分力测试得到的轮胎拖距小。刷子模型中另外一个假设在于侧向力随轮胎载荷线性变化，但是实际六分力测试的数据表明侧向力并不随轮胎载荷线性变化，侧向力往往随着载荷的增大先达到峰值，进而减小。因此刷子模型计算出来的结果与实际的测试结果相差甚远。Fiala模型在刷子模型的基础上作了重要改进，充分考虑到了胎体与带束的柔性，将侧偏角作用下的轮胎接地区域侧向变形有效分解为胎面的侧向变形(由刷子模型假设得到)和胎体带束的侧向变形两部分分别计算。但与之相对应的，轮胎此时的侧偏角也应该分解为胎面的侧偏角与胎体带束的侧偏角，Fiala模型并未涉及这一问题，而这一问题与轮胎六分力的机理密切相关。另外，Fiala模型并没有详细给出接地区域复杂速度场的计算公式，只是限于高等材料力学知识来将胎体和带束复杂的力学行为用弹性梁来代替，因此并未真正给出轮胎六分力的产生与作用机理，无法得到精确的轮胎六分力预估结果。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一方面目的在于提出一种计算精确、成本低、周期短的轮胎六分力预估方法。本专利技术第二方面目的在于提出一种轮胎六分力预估系统。为了实现上述目的，本专利技术第一方面实施例的轮胎六分力预估方法，包括以下步骤：S1，建立所述轮胎的模型，所述模型用于模拟所述轮胎与地面的接触区域，所述接触区域包括多个与所述模型的接触层的空间点对应的物质点；S2，获取所述物质点的第一参数；S3，将物质点的第一参数转换为与物质点对应的所述空间点的第二参数；S4，根据第二参数计算所述接触层的变形；以及S5，根据变形获取所述轮胎六分力。根据本专利技术实施例的轮胎六分力预估方法，通过建立实际轮胎的模型，建立了轮胎接触区域的物质点的第一参数和模型中接触层的空间点的第二参数的联系，从而建立物质速度和空间位移以及空间坐标的关系，根据第二参数计算接触层的变形，通过对变形的数值积分即可获取轮胎的六分力。本专利技术实施例的方法，能够更加精确、合理的计算轮胎的六分力。在一些示例中，所述步骤S1通过离散化获取离散化网格及网格节点和所述空间点。在一些示例中，通过单元形状函数获取所述网格节点的每个所述空间点的第三参数，所述第三参数包括所述空间点的速度。在一些示例中，所述步骤S3通过以下公式实现：∂u‾1∂z‾vT+∂u‾1∂t=v1(χ)∂u‾3∂z‾vT+∂u‾3∂t=v3(χ),]]>其中，χ为所述物质点，v1(χ)为所述轮胎的侧向物质速度，v3(χ)为所述轮胎的纵向物质速度，vT为所述轮胎的轮心速度，为所述空间点的侧向空间位移，为所述空间点的纵向空间位移，为所述空间点的空间坐标。在一些示例中，通过数值积分变化的方法获取所述接触层的变形。本专利技术第二方面实施例中提出一种轮胎六分力预估系统，包括：建模模块，用于建立所述轮胎的模型，所述模型用于模拟所述轮胎与地面的接触区域，所述接触区域包括多个与所述模型的接触层的空间点对应的物质点；物质点参数获取模块，用于获取所述物质点的第一参数；转换模块，用于将所述物质点的第一参数转换为与所述物质点对应的所述空间点的第二参数；处理模块，用于根据所述第二参数计算所述接触层的变形；以及结果获取模块，用于根据所述变形获取所述轮胎六分力。根据本专利技术实施例的轮胎六分力预估系统，通过建立实际轮胎的模型，建立了轮胎接触区域的物质点的第一参数和模型中接触层的空间点的第二参数的联系，从而建立物质速度和空间位移以及空间坐标的关系，根据第二参数计算接触层的变形，通过对变形的数值积分即可获取轮胎的六分力。本专利技术实施例的方法，能够更加精确、合理的计算轮胎的六分力。在一些示例中，所述建模模块还用于通过离散化获取离散化网格及网格节点和所述空间点。在一些示例中，所述建模模块还用于通过单元形状函数获取所述网格节点的每个所述空间点的第三参数，所述第三参数包括所述空间点的速度。在一些示例中，所述转换模块通过以下公式实现：∂u‾1∂z‾vT+∂u‾1∂t=v1(χ)∂u‾3∂z‾vT+∂u‾3∂t=v3(χ),]]>其中，χ为所述物质点，v1(χ)为所述轮胎的侧向物质速度，v3(χ)为所述轮胎的纵向物质速度，vT为所述轮胎的轮心速度，为所述空间点的侧向空间位移，为所述空间点的纵向空间位移，为所述空间点的空间坐标。在一些示例中，所述处理模块通过数值积分变化的方法获取所述接触层的变形。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的轮胎六分力预估方法的流程图；图2是本专利技术一个实施例的实际轮胎的二维和三维模型示意图；图3本专利技术一个实施例的轮胎接触区域的离散化示意图；图4中，(a)为本专利技术一个实施例的轮胎六分力预估方法的获取的轮胎侧偏力与侧偏角关系曲线，(b)为本专利技术实施例的轮胎六分力的预估方法获取的轮胎回正力矩与侧偏角关系曲线；和图5是根据本专利技术一个实施例的轮胎六分力预估系统的结构框图。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎六分力预估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立所述轮胎的模型，所述模型用于模拟所述轮胎与地面的接触区域，所述接触区域包括多个与所述模型的接触层的空间点对应的物质点；S2，获取所述物质点的第一参数；S3，将物质点的第一参数转换为与物质点对应的所述空间点的第二参数；S4，根据所述第二参数计算所述接触层的变形；以及S5，根据所述变形获取所述轮胎六分力。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎六分力预估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，建立所述轮胎的模型，所述模型用于模拟所述轮胎与地面的接触区域，所述接触
区域包括多个与所述模型的接触层的空间点对应的物质点；
S2，获取所述物质点的第一参数；
S3，将物质点的第一参数转换为与物质点对应的所述空间点的第二参数；
S4，根据所述第二参数计算所述接触层的变形；以及
S5，根据所述变形获取所述轮胎六分力。
2.如权利要求1所述的轮胎六分力预估方法，其特征在于，所述步骤S1通过离散化
获取离散化网格及网格节点和所述空间点。
3.如权利要求2所述的轮胎六分力预估方法，其特征在于，通过单元形状函数获取所
述网格节点的每个所述空间点的第三参数，所述第三参数包括所述空间点的速度。
4.如权利要求1所述的轮胎六分力预估方法，其特征在于，所述步骤S3通过以下公
式实现：
∂u‾1∂z‾vT+∂u‾1∂t=v1(χ)∂u‾3∂z‾vT+∂u‾3∂t=v3(χ),]]>其中，χ为所述物质点，v1(χ)为所述轮胎的侧向物质速度，v3(χ)为所述轮胎的纵向
物质速度，vT为所述轮胎的轮心速度，为所述空间点的侧向空间位移，为所述空间点
的纵向空间位移，为所述空间点的空间坐标。
5.如权利要求4所述的轮胎六分力预估方法，其特征在于，通过数值积分变化的方法
获取所述接触层的变形。
6.一种轮胎六分力预...

【专利技术属性】
技术研发人员：危银涛，冯启章，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11