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原文传递轮胎与转向系统动力学匹配

论文题名：	轮胎与转向系统动力学匹配
关键词：	汽车轮胎;转向系统;动力学匹配;操纵稳定性
摘要：	轮胎是汽车与地面接触的唯一部件，其性能对汽车操纵稳定性具有直接影响。然而由于轮胎在结构和材料上都具有较强的非线性，单对其力学特性的研究就具有很大难度，至于轮胎与整车的匹配研究更是困难重重，如何为目标车型选择性能匹配的轮胎是目前轮胎制造厂及整车设计厂共同关注的问题。在现阶段，轮胎的设计生产与整车设计工作仍然是相互独立的。轮胎制造厂对轮胎力学性能的评价仍局限于轮胎在试验台上的表现，而忽略了轮胎在整车上的响应及轮胎对整车性能的影响；整车设计单位在选择目标车型对应轮胎时，也是后期根据轮胎厂提供的轮胎参数进行选型，而非在前期设计阶段就考虑了轮胎性能的影响。因此，对整车开发工程师来说，如何寻找新的方法，促进轮胎与整车性能间的匹配是重要研究任务之一。虚拟评价法可以通过搭建高精度的整车模型，对整车模型的操纵稳定性进行初步分析。虚拟评价法可以在设计的前期阶段确定目标轮胎的性能要求，对车辆的正向开发起到积极促进的作用。　　因此，本文在课题组对轮胎动力学及整车动力学研究的基础上，进行了如下工作：　　1.转向系统摩擦、刚度、助力特性的研究及建模　　通过对摩擦、刚度、助力特性的研究，确定了转向系统搭建时所需的摩擦、刚度、助力模型。通过转向系统的台架测试，提取转向系统性能参数，输入到搭建的转向系统模型中。最后通过搭建的转向系统台架试验，验证了模型的精度，以便于后续开展与轮胎动力学匹配的相关研究。　　2.整车模型搭建及模型精度验证　　在转向系统模型的基础上，对轮胎模型进行简要介绍，并通过对轮胎试验获取的试验数据进行辨识，得到轮胎力学性能参数，搭建PAC2002轮胎模型。此外继续搭建悬架、车身、动力总成模型，最后装配出整车模型。通过ADAMS与Simulink联合仿真，与试验样车在不同工况下的操纵稳定性试验数据进行对比，验证整车模型的精度，为后续轮胎动力学匹配工作奠定基础。　　3.轮胎与转向系统匹配对整车操纵稳定性的影响研究　　结合轮胎动力学的基础理论与DOE设计要求，选择两个PAC2002轮胎的影响系数及一个转向系统摩擦力矩系数、主销系数作为试验因子，搭建由ADAMS与Simulink组成的联合仿真平台，对整车操纵稳定性进行正交试验设计。通过对正交试验的仿真结果进行分析，得出轮胎响应系数、转向系统摩擦力矩系数、主销系数对不同工况，不同指标的影响，为汽车的正向开发及轮胎的设计生产提供指导。
作者：	金春瑛
专业：	车辆工程
导师：	卢荡
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022