轎車輪胎非正常磨損機(jī)理及使用壽命預(yù)測研究.pdf

1、近年來，隨著高等級公路的不斷建設(shè)，轎車能夠穩(wěn)定和持續(xù)的以較高速度行駛，轎車輪胎的磨損及非正常磨損較之以往也出現(xiàn)了新的特點(diǎn)。車輛輪胎的磨損是一個(gè)系統(tǒng)的、復(fù)雜的動力學(xué)過程，因此研究輪胎在動態(tài)下的磨損特性及其相關(guān)問題，對實(shí)際車輛懸架的研發(fā)和輪胎結(jié)構(gòu)性能的改進(jìn)都有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文對復(fù)合式懸架—輪胎系統(tǒng)的磨損特性及相關(guān)問題進(jìn)行了較為深入的理論分析和試驗(yàn)研究。 車輛輪胎動態(tài)下的磨損特性研究涉及許多方面的內(nèi)容，本論文主要開展了以下幾

2、方面的研究工作： 首先對195/65R15型輪胎進(jìn)行了基本參數(shù)的試驗(yàn)研究。根據(jù)輪胎磨損可能涉及到的一些參數(shù)，本論文都進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。在完成了試驗(yàn)設(shè)計(jì)和測試結(jié)果的數(shù)據(jù)分析后，擬合了基本參數(shù)之間的關(guān)系，為進(jìn)一步的理論分析和基于磨損的輪胎局部力學(xué)建模研究以及輪胎的動態(tài)磨損仿真提供了數(shù)據(jù)支持。 在動力學(xué)軟件ADAMS中建立了復(fù)合式懸架—輪胎—地面系統(tǒng)的動力學(xué)仿真模型。對該系統(tǒng)模型進(jìn)行了靜態(tài)和動態(tài)的仿真，對懸架定位角度的變化進(jìn)行

3、了檢測，得到了懸架的靜力學(xué)特性和系統(tǒng)的模態(tài)特征。通過試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的精確性。此動力學(xué)模型為進(jìn)一步深入研究車輛行駛過程中輪胎復(fù)雜的磨損現(xiàn)象提供了仿真支持。 從經(jīng)典的輪胎刷子模型出發(fā)，由淺入深，建立了外傾角復(fù)合滑移輪胎刷子理論改進(jìn)模型；在復(fù)合滑移模型的基礎(chǔ)上，通過定義中間面以及考慮垂向壓力、接地印跡和有效半徑在寬度方向上的分布等因素，建立了胎寬方向局部復(fù)合滑移輪胎改進(jìn)力學(xué)特性模型，用以計(jì)算輪胎寬度方向的局部力學(xué)特性。通過參數(shù)分析，確

4、定了輪胎力學(xué)特性中影響磨損的主要因素。 借鑒表面摩擦學(xué)的相關(guān)理論，限定磨損只是由于輪胎與地面之間的力學(xué)特性造成，對輪胎的磨損進(jìn)行了量化的數(shù)值計(jì)算探討，對影響磨損的各種參數(shù)進(jìn)行了分析；與試驗(yàn)擬合參數(shù)結(jié)合，建立了可以與多剛體動力學(xué)模型的動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合的輪胎半經(jīng)驗(yàn)理論模型，并進(jìn)行了耦合仿真，對輪胎在典型頻率下的磨損進(jìn)行了討論，討論結(jié)果與已有的定性分析結(jié)論一致；給出了由輪胎的磨損性狀判斷懸架故障的判掘；最后探討了地域特征對輪胎非正常磨損的

5、影響。 運(yùn)用動力系統(tǒng)穩(wěn)定性理論，結(jié)合胎面擾動振幅的隨機(jī)性和胎面擾動位置的隨機(jī)性，對由于胎面擾動形成的輪胎磨損進(jìn)行了定量的數(shù)值分析研究，并對磨損的抑制環(huán)節(jié)進(jìn)行了理論分析。 通過設(shè)定道路的基數(shù)樣本，基數(shù)樣本內(nèi)道路比例組合，提出了輪胎磨損線性累積預(yù)估法，由基數(shù)樣本預(yù)測輪胎的使用壽命；嘗試建立了輪胎磨損預(yù)測的一個(gè)完整的體系和方法，并應(yīng)用于實(shí)例。 全文的理論研究成果進(jìn)一步擴(kuò)展了車輛輪胎磨損的理論研究內(nèi)容，為生產(chǎn)企業(yè)今后研制