基于车胎匹配的越野汽车驱动性能建模与仿真研究.pdfVIP

·基于车胎匹配的越野汽车驱动性能建模与仿真研究· 文章编号：1002-4581 （2012 ）05-0025-05 基于车胎匹配的越野汽车驱动性能建模与仿真研究 江 冰 Jiang Bing （太原大学 机电系，山西 太原 030032 ） 摘 要：汽车轮胎与整车匹配所构成的集成系统的动力学性能是影响汽车行驶性能的主要因素。为了提高汽车轮 胎与整车驱动性能匹配的合理性，采用轮胎三维有限元分析方法分析了汽车轮胎驱动性能，建立了汽车轮胎驱动特性模 型，并与传统刷子模型进行了对比分析，在此基础上研究了与轮胎匹配的整车驱动性能特性。针对某越野车型建立了其 加速过程的数学模型，在 MATLAB/Simulink 仿真环境下进行了整车驱动性能动态仿真，并与实验结果进行对比分析，结 果表明：利用新的轮胎模型进行整车驱动性能仿真分析能够准确地反映整车驱动特性。 关键词：越野汽车；轮胎模型；驱动性能；匹配；仿真 北 中图分类号：U469.3 ：U463.341 ：TP391.9 文献标识码：A 京 致的几何非线性的基础上，建立了某具体越野汽 汽 0 引 言 车轮胎三维有限元模型，并对轮胎进行了驱动特 性有限元分析，通过数值计算建立了轮胎驱动性 车 汽车实现各种运动的所用地面作用力都是通 能仿真模型，同时在MATLAB/Simulink 环境下建 过轮胎作用到汽车上的[1]，所以轮胎作为汽车与地 立了越野汽车驱动性能仿真平台，利用建立轮胎 面间的唯一接触载体，在汽车驱动性能分析中的 模型进行了越野车整车驱动性能仿真分析，并与 作用不容忽视。 实车试验结果进行了对比。 国内外很多学者借助于有限元分析软件对轮 胎的静态及稳态特性进行了深入的研究，但是， 1 轮胎驱动性能分析模型的建立 现代汽车对轮胎动态力学性能提出了越来越高的 要求，脱离汽车研究轮胎动态力学性能没有实际 1.1 轮胎有限元模型的建立 意义。轮胎的动态力学性能不仅取决于轮胎本身， 越野汽车轮胎结构尺寸及材料分布属性，在 更取决于轮胎与整车参数的匹配，因此当前对轮 绘图软件CAD 中，根据材料的不同将轮胎的断面 胎性能的评价也就从对轮胎性能本身的评价转移 离散成节点，采用四节点四边形单元和三节点三 到对轮胎匹配的汽车行驶性能的评价，同时对轮 角形单元两种单元形式手动划分网格，然后在 胎与汽车的性能匹配要求日益提高。国内外很多 ABAQUS 中导入单元与节点信息，最终建立轮胎 学者在汽车动力学控制仿真方面作了大量研究 的三维有限元模型。 [2-5]，但是他们的研究都基于轮胎理论经验模型， 为了节约计算机分析计算时间，建立模型没 对轮胎与整车参数匹配方面研究较少，其轮胎性 有考虑轮胎花纹的影响。在轮胎3D 模型中，轮胎 能参数取值具有一定的不合理性。 橡胶材料分别选用不可压缩的CGAX4H 实体单元 利用通用的有限元分析软件ABAQUS 作为平 和C3D8H 实体单元；轮胎的骨架材料选用REBAR 台，在考虑轮胎橡胶材料非线性以及轮胎变形导 单