CN105300568A - 一种新的轮胎垂向压力分布函数、算法及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新的轮胎垂向压力分布函数、算法及测试系统，所述轮胎垂向压力分布算法包括如下步骤：步骤S1，确定平均压力模块；步骤S2，获得接地印迹内纵向长度；步骤S3，获得偏置系数；以及步骤S4，构建轮胎垂向压力分布函数；本发明解决了传统轮胎垂向压力分布函数使用抛物线函数,造成精度较低，不能很好的反映轮胎滚动方向的技术问题；并且结合平均压力模块、接地印迹内纵向长度和偏置系数，构建了一种运算简单并且准确的轮胎垂向压力分布函数，进而便于对轮胎垂向压力分布情况进行测试。

Description

一种新的轮胎垂向压力分布函数、算法及测试系统

技术领域

本发明涉及一种压力分布函数，尤其涉及一种新的轮胎垂向压力分布函数、算法及测试系统。

背景技术

轮胎垂向压力分布是轮胎力学理论的重要组成部分，轮胎垂向力分布情况对汽车的驱动与制动性能具有重要影响。现在关于轮胎垂向压力分布函数使用最多的是抛物线函数,这种分布函数结构简单，精度较低，不能很好的反映轮胎滚动方向；吉林大学研究团队构建的任意压力分布函数其中η(u)＝A(1-u²ⁿ)(1+λu²ⁿ)(1-Bu)， $A=\frac{(2n+1)(4n+1)}{2(4n+1+\mathrm{\λ})},B=\frac{3(2n+1)(4n+3)(4n+1+\mathrm{\λ})}{(2n+1)(4n+1)(4n+3+3\mathrm{\λ})}\frac{\mathrm{\Δ}}{a},$ 虽然精度高，也可以反映出轮胎的滚动方向，但是模型过于复杂，求解计算比较繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎垂向压力分布算法及测试系统，以构建一种运算简单并且准确的轮胎垂向压力分布函数。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轮胎垂向压力分布算法，包括如下步骤：

步骤S1，确定平均压力模块；

步骤S2，获得接地印迹内纵向长度；

步骤S3，获得偏置系数；以及

步骤S4，构建轮胎垂向压力分布函数。

进一步，所述步骤S1中确定平均压力模块，即通过轮胎结构和材料属性确定平均压力模块。

进一步，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，适于通过测量单元测量获得。

进一步，所述轮胎垂向压力分布为

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

进一步，所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

又一方面，本发明还提供了一种轮胎垂向压力分布测试系统，包括：

压力分布函数构建模块、平均压力确定模块、接地印迹内纵向长度计算模块，以及适于获得偏置系数的测量模块；

所述压力分布函数构建模块适于与平均压力确定模块、接地印迹内纵向长度计算模块和测量模块相连，以构建轮胎垂向压力分布函数；

并通过轮胎垂向压力分布函数对轮胎垂向压力分布情况进行测试。

进一步，所述轮胎垂向压力分布为

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

进一步，所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

第三方面，本发明还提供了一种轮胎垂向压力分布函数，

所述轮胎垂向压力分布为 $q_z\left(x\right)=\frac{Gh}{R}(1-{\left(\frac{x}{a}\right)}^2)(1+\mathrm{\Δ}(\frac{x}{a}\left)\right),$

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

进一步，所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2}\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

本发明的有益效果是，本发明解决了传统轮胎垂向压力分布函数使用抛物线函数,造成精度较低，不能很好的反映轮胎滚动方向的技术问题；并且结合平均压力模块、接地印迹内纵向长度和偏置系数，构建了一种运算简单并且准确的轮胎垂向压力分布函数，进而便于对轮胎垂向压力分布情况进行测试。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是轮胎垂向压力分布算法流程图。

图2是轮胎垂向压力分布函数示意图；

图3是求解接地印迹内纵向长度；

图4是轮胎垂向压力分布测试系统的原理框图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种轮胎垂向压力分布算法，包括如下步骤：

步骤S1，确定平均压力模块；

步骤S2，获得接地印迹内纵向长度；

步骤S3，获得偏置系数；以及

步骤S4，构建轮胎垂向压力分布函数。

其中，所述步骤S1中确定平均压力模块，即通过轮胎结构和材料属性确定平均压力模块。

以及所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，适于通过测量单元测量获得，测量单元例如但不限于采用Tekscan压力分布测量单元。

如图2和图3所示，所述轮胎垂向压力分布为

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

并且，所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

实施例2

如图4所示，在实施例1基础上，本发明还提供了一种轮胎垂向压力分布测试系统，包括：

压力分布函数构建模块、平均压力确定模块、接地印迹内纵向长度计算模块，以及适于获得偏置系数的测量模块；

所述压力分布函数构建模块适于与平均压力确定模块、接地印迹内纵向长度计算模块和测量模块相连，以构建轮胎垂向压力分布函数；

并通过轮胎垂向压力分布函数对轮胎垂向压力分布情况进行测试。

如图2和图3所示，所述轮胎垂向压力分布为

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，Δ∈[-0.3,0.3]；

所述偏置系数适于通过Tekscan压力分布测量单元测量获得。

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

实施例3

如图2和图3所示，本发明还提供一种轮胎垂向压力分布函数，

所述轮胎垂向压力分布为 $q_z\left(x\right)=\frac{Gh}{R}(1-{\left(\frac{x}{a}\right)}^2)(1+\mathrm{\Δ}(\frac{x}{a}\left)\right),$

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，Δ∈[-0.3,0.3]；所述偏置系数适于通过Tekscan压力分布测量单元测量获得。

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种轮胎垂向压力分布算法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，确定平均压力模块；

步骤S2，获得接地印迹内纵向长度；

步骤S3，获得偏置系数；以及

步骤S4，构建轮胎垂向压力分布函数。

2.根据权利要求1所述的轮胎垂向压力分布算法，其特征在于，

所述步骤S1中确定平均压力模块，即通过轮胎结构和材料属性确定平均压力模块。

3.根据权利要求2所述的轮胎垂向压力分布算法，其特征在于，

所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，适于通过测量单元测量获得。

4.根据权利要求1-3任一所述的轮胎垂向压力分布算法，其特征在于，

所述轮胎垂向压力分布为 $q_z\left(x\right)=\frac{Gh}{R}(1-{\left(\frac{x}{a}\right)}^2)(1+\mathrm{\Δ}(\frac{x}{a}\left)\right),$

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

5.根据权利要求4所述的轮胎垂向压力分布算法，其特征在于，

所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},$ $\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

6.一种轮胎垂向压力分布测试系统，其特征在于，包括：

压力分布函数构建模块、平均压力确定模块、接地印迹内纵向长度计算模块，以及适于获得偏置系数的测量模块；

所述压力分布函数构建模块适于与平均压力确定模块、接地印迹内纵向长度计算模块和测量模块相连，以构建轮胎垂向压力分布函数；

并通过轮胎垂向压力分布函数对轮胎垂向压力分布情况进行测试。

7.根据权利要求6所述的轮胎垂向压力分布测试系统，其特征在于，

所述轮胎垂向压力分布为 $q_z\left(x\right)=\frac{Gh}{R}(1-{\left(\frac{x}{a}\right)}^2)(1+\mathrm{\Δ}(\frac{x}{a}\left)\right),$

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

8.根据权利要求7所述的轮胎垂向压力分布测试系统，其特征在于，

所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},$ $\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$

9.一种轮胎垂向压力分布函数，其特征在于，

所述轮胎垂向压力分布为 $q_z\left(x\right)=\frac{Gh}{R}(1-{\left(\frac{x}{a}\right)}^2)(1+\mathrm{\Δ}(\frac{x}{a}\left)\right),$

式中，为平均压力模块，其中，G为轮胎剪切模量，h为胎侧高度，R为轮胎半径；

Δ为偏置系数，所述偏置系数涉及车轮型号和加速度，Δ∈[-0.3,0.3]；

为抛物线分布模块，其中，a为接地印迹内纵向长度的一半，为接地印迹内纵向相对坐标值。

10.根据权利要求9所述的轮胎垂向压力分布函数，其特征在于，

所述接地印迹纵向长度2a，适于通过垂向刚度k_z与垂向载荷F_z求解，即 $2a=2\sqrt{R^2-{(R-\mathrm{\Δ}x)}^2},$ $\mathrm{\Δ}x=\frac{F_z}{k_z}.$