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车辆行驶过程中轮胎-路面相互作用研究
| 论文题名： | 车辆行驶过程中轮胎-路面相互作用研究 |
| 关键词： | 路面表面纹理;汽车轮胎;橡胶块摩擦模型;滑移率;有限元分析 |
| 摘要： | 随着我国现代化建设的不断发展，人民对道路使用品质的要求也越来越高。轮胎与道路的相互作用的力学机理和影响因素必须得到广大道路工作者的重视。目前道路设计规范对道路表面的纹理构造要求主要集中在平均断面深度和摆式摩擦仪得到的低速状态下的摩擦系数，对于轮胎自身的工作状况和材料特性对相互作用的影响并没有做出相应的考虑，这严重制约了进一步研究路面纹理对抗滑等性能的影响。 本文使用在ABAQUS软件中模拟轮胎在路面行驶的驱动、滚动、制动三种工况作为研究手段，通过模拟的方法来研究其相互作用的力学机理。 首先根据橡胶的拉伸试验结果建立符合实际情况的三维沟槽子午线轮胎11R22.5模型，对轮胎进行充气验证后，对其施加静载压力，分析了轮胎的接地压力分布和接地形状面积。 然后根据HOLON3DS型三维光学面扫描仪对路面试件进行表面三维轮廓的扫描，得到表面三维坐标的信息，根据MATLAB软件编程得到其在计算机上的三维复原模型，对其路面平均断面深度(MPD)值进行计算，并提取路面三维信息的构造函数，进行延伸和扩展处理在ABAQUS中得到路面模型。 鉴于轮胎胎面橡胶的粘弹特性，本文提出了橡胶块摩擦模型，并依此为基础编制轮胎-路面的接触模型的用户子程序（FRIC），成功模拟了轮胎与路面上行驶的过程。 通过对轮胎施加转动速度，路面施加线速度，模拟轮胎行驶过程中的不同滑移率，考虑了温度、荷载、胎压、滑移率、路面表面纹理构造这六个因素对行驶过程中轮胎-路面相互作用的影响，并与实际试验数据进行对比，证明了模拟手段对研究该问题的有效性。为路面纹理的设计提供一定可行性建议。 |
| 作者： | 朱晟泽 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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