CN104573367A - 轮胎六分力预估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明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。本发明的方法，计算精确、成本低、周期短。本发明还提出一种轮胎六分力预估系统。

Description

轮胎六分力预估方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种轮胎六分力预估方法及系统。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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，本发明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。

根据本发明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。本发明实施例的方法，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： $\begin{array}{c}\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂t}=v_1\left(\mathrm{\χ}\right)\\ \frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂t}=v_3\left(\mathrm{\χ}\right)\end{array},$ 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，v_T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。

本发明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。

根据本发明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。本发明实施例的方法，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： $\begin{array}{c}\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂t}=v_1\left(\mathrm{\χ}\right)\\ \frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂t}=v_3\left(\mathrm{\χ}\right)\end{array},$ 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，v_T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。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的轮胎六分力预估方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的实际轮胎的二维和三维模型示意图；

图3本发明一个实施例的轮胎接触区域的离散化示意图；

图4中，(a)为本发明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)为本发明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是根据本发明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

在本发明的描述中，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”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1，本发明第一方面实施例的轮胎六分力预估方法，包括以下步骤：

S1，建立轮胎的模型，该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；以及

S5，根据变形获取轮胎六分力。

结合图1，本发明实施例的轮胎六分力预估方法的具体实现过程如下：

步骤S1，建立轮胎的模型，该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。

具体地，如图2所示，(a)为实际结构轮胎的二维模型，(b)为实际结构轮胎的三维模型，从多柔体系统动力学出发并结合图2(a)和图2(b)建立轮胎的如图3所示的三维轮胎的有限元模型。通过有限元仿真，计算静态载荷下的轮胎印痕。轮胎印痕如图3中的亮色部分所示。黑色区域为轮胎与地面未接触部分，接地压力为零。该三维有限元模型用于模拟轮胎与地面的接触区域，该接触区域包括多个与该三维有限元模型的接触层的空间点对应的物质点。接触区域宽度为2a，沿着方向有M_x个空间点。接触区域的长度为2b，沿着方向有M_z个空间点。通过对接触层的离散化生成离散化网格及网格节点和空间点。离散化网格及网格节点用于计算接触层的空间坐标和接触层的空间点的压力。

在本发明的一个实施例中，通过单元形状函数获取网格节点的每个空间点的第三参数，第三参数包括所述空间点的速度。

例如，假定空间点P(i,j)所在的网格为k，局部参数坐标为(ξ,η)，则空间点上P(i,j)的速度和接触压力等信息可以通过如下公式的网格节点信息插值得到：

${(\•)}_{\mathrm{ij}}=\underset{q=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{N}_q{(\•)}_q,---\left(1\right)$

其中，(·)_ij可以为空间点P(i,j)的速度或者接触力等等，q∈[1,4]，q为正整数，表示空间点P(i,j)所在的网格k的四个空间点。N_q是单元形状函数，N_q＝(1+ξξ_q)(1+ηη_q)/4。

步骤S2，获取物质点的第一参数。

具体地，获取轮胎的接触区域的物质点的第一参数。该第一参数包括：轮心速度v_T，侧向物质速度v₁，纵向物质速度v₃。

步骤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。该第二参数包括接触层内空间点的侧向空间位移、纵向空间位移和空间坐标。

在本发明的一个示例中，基于平动参考构形的接触层运动学方程：

$\begin{array}{c}\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂t}=v_1\left(\mathrm{\χ}\right)\\ \frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂t}=v_3\left(\mathrm{\χ}\right),\end{array}---\left(2\right)$

其中，χ为物质点，v_T为轮心速度，v₁，v₃分别为接触层的侧向物质速度和纵向物质速度。分别为接触层内空间点的侧向空间位移、纵向空间位移和空间坐标。

由于轮胎滚动速度项的计算需在滚动参考系下进行，而基于平动参考构形的接触层运动学方程的积分需要在空间坐标系下进行，通过上式就建立起了接触层的空间点和接触区域的物质点之间的关系。

步骤S4，根据第二参数计算接触层的变形。

离散化网格及网格节点上的信息确定之后，结合式(1)可以用数值积分的方法求解式(2)以确定接触层的变形。注意式(2)既包含时间又包含空间，对时间和空间的偏导数均采用隐式向后差分离散格式得到，即

$\begin{array}{c}\frac{{\stackrel{\‾}{u}}_1^t(i,j)-{\stackrel{\‾}{u}}_1^t(i,j-1)}{d\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{{\stackrel{\‾}{u}}_1^t(i,j)-{\stackrel{\‾}{u}}_1^{t-\mathrm{\Δt}}(i,j)}{\mathrm{dt}}=v_1(i,j)\\ \frac{{\stackrel{\‾}{u}}_3^t(i,j)-{\stackrel{\‾}{u}}_3^t(i,j-1)}{d\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{{\stackrel{\‾}{u}}_3^t(i,j)-{\stackrel{\‾}{u}}_3^{t-\mathrm{\Δt}}(i,j)}{\mathrm{dt}}=v_3(i,j)\end{array}---\left(3\right)$

其中，是指t时刻的空间点的侧向空间位移，是指t时刻的空间点的纵向空间位移。

由此可得到离散时空积分递推关系为：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{u}}_1^t(i,j)=\frac{\mathrm{\ρ}{\stackrel{\‾}{u}}_1^t(i,j-1)+{\stackrel{\‾}{u}}_1^{t-\mathrm{\Δt}}(i,j)+v_1(i,j)\mathrm{dt}}{1+\mathrm{\ρ}}\\ {\stackrel{\‾}{u}}_3^t(i,j)=\frac{\mathrm{\ρ}{\stackrel{\‾}{u}}_3^t(i,j-1)+{\stackrel{\‾}{u}}_3^{t-\mathrm{\Δt}}(i,j)+v_3(i,j)\mathrm{dt}}{1+\mathrm{\ρ}}\\ \mathrm{\ρ}=v_T\mathrm{dt}/d\stackrel{\‾}{z}\end{array}---\left(4\right)$

此处采用的Δt＝0.01，M_x＝80，M_z＝80。式(4)的启动的边界条件为 ${\stackrel{\‾}{u}}_3{|}_{\stackrel{\‾}{z}=b}=0,{\stackrel{\‾}{u}}_1{|}_{\stackrel{\‾}{z}=b}=0.$

在稳态情况下，式(4)计算得到的位移将趋于稳定，数值分析表明对于普通工况，0.5秒后即可以得到稳定的变形和

步骤S5，根据变形获取轮胎六分力。

事实上轮胎六分力可以由对每一空间点处的侧向应力和纵向应力积分获得，以侧向力为例说明。

$\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{F}}_1={\∫}_{-a}^a{\∫}_{-b}^b{f}_1(\stackrel{\‾}{x},\stackrel{\‾}{z})d\stackrel{\‾}{z}d\stackrel{\‾}{x}\\ ={\∫}_{-a}^a{\∫}_{-b}^{b}G{\stackrel{\‾}{u}}_1(\stackrel{\‾}{x},\stackrel{\‾}{z})/\mathrm{Hd}\stackrel{\‾}{z}d\stackrel{\‾}{x}\\ =\underset{i=1}{\overset{M_{\stackrel{\‾}{x}}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{M_{\stackrel{\‾}{z}}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{4\mathrm{Gab}{V}_f}{M_{\stackrel{\‾}{x}}{M}_{\stackrel{\‾}{z}}d}{\stackrel{\‾}{u}}_1(i,j)\\ =\underset{i=1}{\overset{M_{\stackrel{\‾}{x}}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{M_{\stackrel{\‾}{z}}}{\mathrm{\Σ}}}{F}_1(i,j)\end{array}$

式中，G为轮胎胎面橡胶的剪切模量，为空间点的侧向位移，H为接触区域的轮胎的厚度，d为接触层的厚度，V_f为轮胎上花纹块的比例，一般为60％～70％。

可以看出，总的侧向力等于各点侧向力F₁(i,j)之和。同理可求得轮胎六分力中总的纵向力 即总的纵向力等于各点纵向力F₃(i,j)之和。总的回正力矩 ${\stackrel{\‾}{M}}_2=\underset{i=1}{\overset{M_{\stackrel{\‾}{x}}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{M_{\stackrel{\‾}{z}}}{\mathrm{\Σ}}}(F_1(i,j)\stackrel{\‾}{z}(i,j)-F_3(i,j)\stackrel{\‾}{x}(i,j)).$ 总的倾翻力矩 为空间点(i,j)的x方向坐标，F₂(i,j)空间点(i,j)的垂向力。

例如，图4(a)为本发明实施例的轮胎六分力的预估方法获取的轮胎侧偏力与侧偏角关系曲线。从图上可以看到，随着侧偏角的增大，侧偏力也增大，但增大的速率逐渐减小。预估结果曲线的趋势与实际测试的曲线趋势是一致的。图4(b)为本发明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。从图上可以看到，随着侧偏角的增大，回正力矩先增大后减小。预估结果曲线的趋势与实际测试的曲线趋势是一致的。

另外，本发明实施例的轮胎六分力预估方法还可以解释伪侧偏现象和伪侧倾现象。当轮胎的侧倾角ψ＝0，将w₁,w₂,w₃代入式用滚动参考构形中的位移梯度表示的速度矢量(5)中，

$v\left(\mathrm{\χ}\right)=v_0+w_1\left[\begin{array}{c}1+\frac{\∂u_1}{\∂{\mathrm{\χ}}_1}\\ \frac{\∂u_2}{\∂{\mathrm{\χ}}_1}\\ \frac{\∂u_3}{\∂{\mathrm{\χ}}_1}\end{array}\right]+w_2\left[\begin{array}{c}\frac{\∂u_1}{\∂{\mathrm{\χ}}_2}\\ 1+\frac{\∂u_2}{\∂{\mathrm{\χ}}_2}\\ \frac{\∂u_3}{\∂{\mathrm{\χ}}_2}\end{array}\right]+w_3\left[\begin{array}{c}\frac{\∂u_1}{\∂{\mathrm{\χ}}_3}\\ \frac{\∂u_2}{\∂{\mathrm{\χ}}_3}\\ 1+\frac{\∂u_3}{\∂{\mathrm{\χ}}_3}\end{array}\right]---\left(5\right)$

其中，引用卡丹角表示轮胎转动状态：θ^w＝[ψ φ θ]^T，卡尔丹角的转动次序定义为：先绕Z轴的侧倾角ψ，接着绕Y轴的侧偏角φ，最后是绕X轴的转动角θ。χ₁、χ₂、χ₃分别为物质点的侧向坐标，垂向坐标和纵向坐标。

w₁＝Ωsinφχ₂+Ωsinψcosφχ₃

w₂＝-Ωsinφχ₁-Ωcosψcosφχ₃，式中Ω为物质点的转动角速度_。

w₃＝-Ωsinψcosφχ₁+Ωcosψcosφχ₂

可以得到侧向物质速度v₁为

$v_1=\mathrm{\Ω}{x}_2\mathrm{\φ}+\mathrm{\Ω}{x}_2\mathrm{\φ}\frac{\∂u_1}{\∂x_1}+\mathrm{\Ω}{x}_2\frac{\∂u_1}{\∂x_3}+(-\mathrm{\Ω}{x}_1\mathrm{\φ}-\mathrm{\Ω}{x}_3)\frac{\∂u_1}{\∂x_2}---\left(6\right)$

式(6)中x₁、x₂、x₃分别为空间点的侧向坐标，垂向坐标和纵向坐标。考虑到式(6)中末项所对应的轮胎横向剪切变形相对于面内剪切变形为小量，且当轮胎的半径远大于垂向变形时，式(6)中的Ωx₂＝v_x，所以可得到轮胎侧向速度v₁为：

$v_1=v_x(\mathrm{\φ}+\frac{\∂u_1}{\∂x_3}+\mathrm{\φ}\frac{\∂u_1}{\∂x_1})---\left(7\right)$

可认为与φ相比为小量，则式(7)可以表示为

$v_1=v_x(\mathrm{\φ}+\frac{\∂u_1}{\∂x_3})---\left(8\right)$

从式(8)可以看出，当侧偏角φ＝0时，侧向物质速度仍然存在，此时式(8)末项中的起到了侧偏角的作用，因此本发明实施例的轮胎六分力预估可解释伪侧偏角(pseudoslip angle)的现象。

伪侧倾现象，也称为轮胎的锥度效应(conicity)，是指轮胎在无侧倾角作用下，仍然产生侧倾效应的行为。为说明此点，首先令式(5)中的侧偏角为零而侧倾角不为零，即ψ≠0,θ＝0，则可以得到此时带束的侧向速度为

$v_1=\mathrm{\Ω}{x}_3\sin \mathrm{\ψ}(1+\frac{\∂u_1}{\∂x_1})+(-\mathrm{\Ω}{x}_3\cos \mathrm{\ψ})\frac{\∂u_1}{\∂x_2}+(-\mathrm{\Ω}{x}_1\sin \mathrm{\ψ}+\mathrm{\Ω}{x}_2\cos \mathrm{\ψ})\frac{\∂u_1}{\∂x_1}---\left(9\right)$

略去式(9)中的高阶小量，则可以得到

$v_1=\mathrm{\Ω}{x}_3(\sin \mathrm{\ψ}-\frac{\∂u_1}{\∂x_2})+\mathrm{\Ω}{x}_2\frac{\∂u_1}{\∂x_3}---\left(10\right)$

式(10)中的末项即为伪侧偏速度，为方便讨论暂时予以忽略。从式(10)可知，即当侧倾角ψ＝0时，侧向速度仍然存在，此时起到了侧倾角的作用，因此本发明实施例的轮胎六分力预估可解释伪侧倾角(pseudo camber angle)的现象。

根据本发明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。本发明实施例的方法，能够更加精确、合理的计算轮胎的六分力。

本发明第二方面实施例的轮胎六分力预估系统100，如图5所示，包括：建模模块101、

物质点参数获取模块102、转换模块103、处理模块104和结果获取模块105。

建模模块101用于建立轮胎的模型，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。物质点参数获取模块102用于获取物质点的第一参数。转换模块103用于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。处理模块104用于根据第二参数计算接触层的变形。结果获取模块105用于根据变形获取所述轮胎六分力。

需要说明的是，本发明实施例的轮胎六分力预估系统的具体实现方式与方法部分的具体实现方式类似，请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

根据本发明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。本发明实施例的系统，能够更加精确、合理的计算轮胎的六分力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

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：

$\begin{array}{c}\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂t}=v_1\left(\mathrm{\χ}\right)\\ \frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂t}=v_3\left(\mathrm{\χ}\right)\end{array},$

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，v_T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估系统，其特征在于，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。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，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。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，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。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述转换模块通过以下公式实现：

$\begin{array}{c}\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_1}{\∂t}=v_1\left(\mathrm{\χ}\right)\\ \frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂\stackrel{\‾}{z}}{v}_T+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_3}{\∂t}=v_3\left(\mathrm{\χ}\right)\end{array},$

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，v_T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。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理模块还用于通过数值积分变化的方法获取所述接触层的变形。