一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于輪胎力學特性測試領(lǐng)域，具體涉及一種用于測量輪胎側(cè)向松弛長度的方法，其可解決輪胎側(cè)偏非穩(wěn)態(tài)時松弛長度測試工作量大且精度低的問題。本發(fā)明的輪胎側(cè)向松弛長度測試方法為：將輪胎安裝在平板往復運動式輪胎力學特性試驗臺上，不施加驅(qū)動制動，調(diào)整輪胎力學特性試驗臺使輪胎達到要求的側(cè)偏角和垂直載荷，試驗臺模擬路面的往復運動帶動輪胎滾動，得到多個周期的試驗數(shù)據(jù)，進行參數(shù)辨識得到輪胎側(cè)向松弛長度。
【專利說明】一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于輪胎力學特性測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試 方法，通過使輪胎在平板往復運動式輪胎力學特性試驗臺上往復側(cè)偏滾動試驗，得到充足 有效的試驗數(shù)據(jù)，辨識出精確的輪胎側(cè)向松弛長度，測試方法簡單可靠，提高了試驗精度且 減輕了工作量。

【背景技術(shù)】
[0002] 輪胎是汽車上的重要部件，整車與地面間的作用力都通過輪胎傳遞。輪胎力學特 性是汽車性能分析與設(shè)計的基礎(chǔ)，并且對汽車的安全性、操作穩(wěn)定性、平順性等性能有著重 要的影響。輪胎力學特性試驗臺是輪胎特性建模以及整車建模、集成、調(diào)校與開發(fā)的關(guān)鍵設(shè) 備之一，它可實現(xiàn)輪胎的各種運行工況，并測定輪胎的運動參數(shù)與地面多分力的關(guān)系，它是 汽車動力學仿真設(shè)計關(guān)鍵數(shù)據(jù)來源。
[0003] 應用于車輛動態(tài)仿真的輪胎非穩(wěn)態(tài)模型中（包括理論模型和半經(jīng)驗模型），不論 是根據(jù)胎體的一般變形模式理論，還是根據(jù)"弦"模型或"梁"模型理論，絕大多數(shù)輪胎非穩(wěn) 態(tài)模型都引人了一個描述輪胎瞬態(tài)過程的物理量一側(cè)向松弛長度，因此側(cè)向松弛長度精確 測試就成為影響輪胎模型精度的關(guān)鍵。
[0004]目前，側(cè)向松弛長度的測試方法主要有以下三種：（1)從簡化理論可得出側(cè)向松 弛長度等于輪胎側(cè)偏剛度和胎體側(cè)向剛度的比值，側(cè)偏剛度可從輪胎穩(wěn)態(tài)側(cè)偏試驗中得 至IJ，胎體側(cè)向剛度則等于輪胎靜態(tài)時施加的側(cè)向力和側(cè)向變形的比值。該方法得到的是側(cè) 向松弛長度的近似值，因為用非滾動時的胎體側(cè)向剛度無法代表輪胎的全部胎體側(cè)向變形 行為，比如胎體扭轉(zhuǎn)剛度對松弛長度的影響就無法包含進去；（2)側(cè)偏角動態(tài)正弦變化試 驗，從側(cè)向力與側(cè)偏角間的傳遞函數(shù)中得到松弛長度數(shù)值。該方法的側(cè)偏角動態(tài)正弦變化 試驗中會有額外的轉(zhuǎn)偏率輸入，產(chǎn)生額外的側(cè)向力輸出，而且由于輪胎的非線性耦合無法 分離出轉(zhuǎn)偏率影響的部分，因此基于不精確測試結(jié)果的松弛長度辨識也是不準確的；(3) 側(cè)偏角階躍試驗，試驗時先將輪胎抬離路面，設(shè)置試驗臺路面運動方向與輪胎輪輞中分面 間的夾角，此角度就為輪胎其后運動時的側(cè)偏角，讓輪胎落到試驗臺路面上并加載至要求 垂直載荷，啟動試驗臺路面的運動，輪胎開始滾動，側(cè)向力也從零逐步建立起來，測量得到 輪胎側(cè)向力的建立過程并辨識出輪胎的側(cè)向松弛長度。從理論上講該方法最為合理，沒有 額外轉(zhuǎn)偏率輸入的干擾，且是一種輪胎動態(tài)滾動的試驗過程，但該方法測試操作過程較為 復雜，而且輪胎接觸路面后產(chǎn)生的初始側(cè)向力每次都有一定的差異，參數(shù)辨識時需要去掉 部分測試數(shù)據(jù)并多次測試后取平均才能得到一個精確的側(cè)向松弛長度值，若還需進一步測 試相反側(cè)偏角方向輪胎的側(cè)向松弛長度值，則試驗工作量更大。
[0005] 綜上所述，為得到精確的輪胎側(cè)向松弛長度值，需要一種方便實施且可保證精度 的輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方 法，使試驗更簡單可靠，測試精度更高。
[0007] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法，將輪胎安裝在 平板往復運動式輪胎力學特性試驗臺上，不施加驅(qū)動制動，調(diào)整輪胎力學特性試驗臺使輪 胎達到要求的側(cè)偏角和垂直載荷，試驗臺模擬路面的往復運動帶動輪胎滾動，得到多個周 期的試驗數(shù)據(jù)，進行參數(shù)辨識得到輪胎側(cè)向松弛長度，具體包括以下步驟：
[0008] 第一步：將符合測試要求規(guī)格、胎壓的輪胎安裝在平板往復運動式輪胎力學特性 試驗臺上，啟動模擬路面運動系統(tǒng)使其往復運動。為了提高輪胎側(cè)向松弛長度的辨識精 度，需盡可能得到輪胎穩(wěn)態(tài)側(cè)向力特性，因此模擬路面往復運動的距離要盡可能的長，因為 平板往復運動式輪胎力學特性試驗臺的模擬路面運動速度不高，不會由此導致輪胎過度磨 損；
[0009] 第二步：調(diào)整輪胎力學特性試驗臺的垂直加載機構(gòu)，使輪胎壓到模擬路面上且在 往復運動的模擬路面帶動下往復滾動，輪胎垂直載荷達到試驗要求的垂直載荷，并保持后 續(xù)試驗過程垂直載荷恒定；
[0010] 第三步：進行輪胎預熱滾動，達到試驗要求的輪胎溫度并保持測試要求的胎壓。輪 胎預熱滾動后，因胎內(nèi)氣體溫度的升高通常會導致胎壓增加，為消除胎壓對試驗結(jié)果的影 響，需要將預熱滾動后輪胎氣壓調(diào)節(jié)到測試要求的胎壓；
[0011] 第四步：調(diào)整輪胎力學特性試驗臺的側(cè)偏角定位機構(gòu)，使輪胎側(cè)偏角達到試驗要 求的側(cè)偏角，鎖止側(cè)偏角定位機構(gòu)，保持輪胎與模擬路面間偏角不變；
[0012] 第五步：不施加驅(qū)動或制動力矩，輪胎處于自由滾動狀態(tài)；
[0013] 第六步：模擬路面往復運動3?5個周期后開始記錄試驗數(shù)據(jù)，所記錄試驗數(shù)據(jù) 為3個模擬路面往復運動周期內(nèi)的試驗數(shù)據(jù)，所述的試驗數(shù)據(jù)至少包括輪胎滾動位移、側(cè) 偏角、垂直載荷、側(cè)向力；
[0014] 第七步：依據(jù)表達5

【權(quán)利要求】
1. 一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法，其特征在于：將輪胎安裝在平板往復運動式輪 胎力學特性試驗臺上，不施加驅(qū)動制動，調(diào)整輪胎力學特性試驗臺使輪胎達到要求的側(cè)偏 角和垂直載荷，試驗臺模擬路面的往復運動帶動輪胎滾動，得到多個周期的試驗數(shù)據(jù)，進行 參數(shù)辨識得到輪胎側(cè)向松弛長度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法，其特征在于，具體包括 以下步驟： 第一步：將符合測試要求規(guī)格、胎壓的輪胎安裝在平板往復運動式輪胎力學特性試驗 臺上，啟動模擬路面運動系統(tǒng)使其往復運動； 第二步：調(diào)整輪胎力學特性試驗臺的垂直加載機構(gòu)，使輪胎壓到模擬路面上且在往復 運動的模擬路面帶動下往復滾動，輪胎垂直載荷達到試驗要求的垂直載荷，并保持后續(xù)試 驗過程垂直載荷恒定； 第三步：進行輪胎預熱滾動，達到試驗要求的輪胎溫度并保持測試要求的胎壓； 第四步：調(diào)整輪胎力學特性試驗臺的側(cè)偏角定位機構(gòu)，使輪胎側(cè)偏角達到試驗要求的 側(cè)偏角，鎖止側(cè)偏角定位機構(gòu)，保持輪胎與模擬路面間偏角不變； 第五步：不施加驅(qū)動或制動力矩，輪胎處于自由滾動狀態(tài)；
第六步：模擬路面往復運動3?5個周期后開始記錄試驗數(shù)據(jù)，所記錄試驗數(shù)據(jù)為3個 模擬路面往復運動周期內(nèi)的試驗數(shù)據(jù)，所述的試驗數(shù)據(jù)至少包括輪胎滾動位移、側(cè)偏角、垂 直載荷、側(cè)向力； 第七步：依據(jù)表達另 >采用曲線 擬合方法從輪胎滾動位移X及側(cè)向力Fy的試驗數(shù)據(jù)中辨識得到輪胎側(cè)向松弛長度Iy及穩(wěn) 態(tài)側(cè)向力Fyss，表達式中Fytl及X。為第一個數(shù)據(jù)點對應的側(cè)向力及輪胎滾動位移，α為測試 時輪胎側(cè)偏角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輪胎側(cè)向松弛長度的測試方法的具體步驟，其特征在 于，所述第七步辨識輪胎側(cè)向松弛長度所需試驗數(shù)據(jù)為全部3個模擬路面往復運動周期內(nèi) 的試驗數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01M17/02GK104458287SQ201410809647
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】盧蕩, 倪媛媛, 劉兵, 張海濤, 許飛, 李超, 祝曉龍 申請人:吉林大學