基于物理结构的轮胎柔性多体力学非线性动态模型研究

基本信息
批准号:11772136
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:张云清
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:丰星星,吕天启,卓凯敏,张国红,郑可耀,王楚玄,杨雷,付朋磊
关键词:
轮胎动力学轮胎模型等几何分析多体动力学车辆动力学
结项摘要

Tire is one of the essential components of the vehicle. The contact and friction between tire and road surface results in the vehicle driving, braking and cornering. When riding on the high frequency short-waved road, the tire structure has a large deformation, which is coupled with the dynamic contact and friction between tire and road surface. Thus the tire dynamic performance is in the presence of complex nonlinear phenomena. An accurate dynamic tire model plays an important role in vehicle dynamics simulation. The nonlinear dynamic modeling of the tire is studied through theory analysis, numerical simulation and experimental verification. The major studies of the project include: (1) The IGA curved shell element is presented to describe the tire large rotation motion with large deformation, with the laminated composite shell element to express the rubber viscoelasticity and anisotropy of the carcass and belt. (2) An improved dynamic friction model based on LuGre is presented to describe the viscoelasticity, adhesion and hysteresis of the dynamic friction, and to explore the generation and transform transient mechanism of the contact and friction between tire and road surface. (3) The parameter identification procedure is divided into several subtasks with tire drum test-rig tests . The interface and integration method between the tire model solver and multibody software solver is developed. This study will provide some theory and methodology for tire dynamic performance optimization design and the optimization of vehicle dynamics and control.

轮胎是汽车的关键部件,轮胎与路面的接触与摩擦导致车辆的驱动、制动与转弯,在高频短波路面激励下的轮胎本身的复杂大变形将与轮胎与路面的动态接触与摩擦产生耦合作用,呈现非常复杂的非线性现象,准确模拟轮胎的动态特性对车辆动力学的仿真具有重要作用。本项目通过对轮胎动力学的理论分析、计算模拟和试验验证展开轮胎的非线性动力学建模研究。主要研究内容包括:(1)提出基于等几何分析的曲壳、复合材料层合板单元准确模拟轮胎的刚体位移、大转动、大变形特性以及橡胶的粘-弹性本构及胎侧及带束层的各向异性,解决轮胎的结构与材料本构特性的精确描述;(2)提出基于LuGre的改进摩擦模型,考虑摩擦的粘-弹性、粘附动态效应,深入研究胎面与地面的接触、摩擦产生的动态演化过程与机理;(3)通过轮胎台架试验分步辨识轮胎参数,研究轮胎模型与车辆多体系统的动力学仿真集成技术。本项目将为轮胎动态性能设计及车辆动力学优化提供支持。

项目摘要

轮胎是汽车的关键部件,轮胎与路面的接触与摩擦导致车辆的驱动、制动与转弯,在高频短波路面激励下的轮胎本身的复杂大变形将与轮胎与路面的动态接触与摩擦产生耦合作用,呈现非常复杂的非线性现象,准确模拟轮胎的动态特性对车辆动力学的仿真具有重要作用。.通过项目的研究丰富了车辆系统动力学的理论,项目取得的主要研究成果:提出了基于IGA的轮胎柔性结构模型;提出了基于分数阶导数改进的 LuGre 摩擦刷子模型;研究了柔性多体轮胎模型与多体力学程序集成求解;开发了轮胎试验虚拟台架及轮胎参数辨识分析程序模块;搭建了悬架K/C试验测试平台;研究了车辆行驶状态估计算法,项目共发表论文23篇,其中SCI收录论文8篇,EI收录论文12篇,完成了课题研究内容及拟定目标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016

张云清的其他基金

批准号:11472112
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:51308304
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11172108
批准年份:2011
资助金额:68.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

制备高速轮胎的聚氨酯弹性体的结构与动态力学性能研究

批准号:21144005
批准年份:2011
负责人:陈晓东
学科分类:B0309
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
2

基于胎体侧纵向耦合弹性的轮胎复合滑移非稳态力学模型研究

批准号:51075183
批准年份:2010
负责人:卢荡
学科分类:E0503
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
3

复合型柔性智能材料与结构的多物理场耦合力学及结构力学

批准号:11572280
批准年份:2015
负责人:李铁风
学科分类:A0808
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
4

密封电磁继电器柔性多体系统非线性结构动力学研究

批准号:50777010
批准年份:2007
负责人:翟国富
学科分类:E0705
资助金额:33.00
项目类别:面上项目