[发明专利]一种轮胎稳态侧偏力学特性的试验方法

说明书

技术领域

本发明属于轮胎力学特性试验领域，具体的说涉及一种轮胎稳态侧偏力学特性的试验方法。

背景技术

轮胎稳态侧偏力学特性主要是指负载且侧倾的轮胎稳态侧偏滚动时胎面与路面间相互作用产生的侧向力、回正力矩及翻倾力矩与侧偏角、侧倾角及垂直载荷之间的关系。轮胎稳态侧偏力学特性是轮胎力学特性的一个重要部分，对汽车的操纵稳定性有至关重要的影响，是汽车性能分析与设计的基础。因此，获得准确可靠的轮胎稳态侧偏力学特性数据具有重要意义。

在环境温度及路面状况一定的条件下，轮胎稳态侧偏力学特性的主要影响因素为侧偏角、侧倾角及垂直载荷，因此高精度的轮胎稳态侧偏力学特性测试要从侧偏角、侧倾角及垂直载荷的控制精度和轮胎六分力测量精度两方面来保证。轮胎六分力的测量精度主要取决于试验台所用轮胎多分力传感器的精度，现在专业的轮胎多分力传感器精度已达到测试要求，但侧偏角、侧倾角及垂直载荷的控制精度则与试验方法密切相关。目前，为更清楚的显示轮胎稳态侧偏非线性力学特征，常用的测试方法都是采用测试中保持轮胎垂直载荷恒定，改变侧偏角来获得这一垂直载荷下轮胎稳态侧偏力学特性。然而由于轮胎在稳态侧偏力学特性试验中时刻处于动态滚动过程中，给轮胎侧倾角、侧偏角及垂直载荷的控制带来一定的困难，同时又因胎体具有耦合弹性，轮胎在受侧向力作用时垂直刚度会发生变化，引起垂直载荷的改变，进一步增加了轮胎恒定垂直载荷控制的困难，因此，这种试验方法对试验设备的控制精度要求较高。但基于商业方面的考虑，一些人主张用具有高控制精度的试验设备来获取高精度的轮胎稳态侧偏力学特性，如MTS公司的F1at-Trac系列试验台采用了高响应频率高精度伺服加载系统，尽管这种试验台可以将侧偏角、侧倾角及垂直载荷控制在比较高的精度范围内，但实际试验也很难做到测试得到的垂直载荷、侧偏角及侧倾角与试验要求完全一致，且因试验台成本太高，限制了此类试验台的广泛应用。吉林大学发明的系列平板式低速轮胎试验台，采用闭环液压伺服加载系统或电动伺服加载系统，因测试得到的试验数据主要用于建立轮胎模型，该试验台强调测试结果的精确性，不重视测试得到的垂直载荷、侧偏角及侧倾角与试验要求的一致性，因此得到的测试数据很难直接用于基于测试结果的对比分析。

因此，如何根据轮胎稳态侧偏力学特性试验的特点，制定合理的试验方法就成为提高轮胎稳态侧偏力学特性试验精度的关键。合理的试验方法需要分析各个试验参数控制的难易程度，在试验中控制容易控制的试验参数，将不易控制的参数作为试验结果输出，这样的试验方法才能较容易地高精度实施。在轮胎稳态侧偏力学特性试验中，由于轮胎是时刻处于动态过程中，使得试验过程中侧偏角、侧倾角及垂直载荷控制变得困难，而在轮胎静态非滚动时实现上述控制就很容易，因此提出一种“轮胎非滚动时设置并锁定侧偏角、侧倾角及负载半径，滚动时测量垂直载荷、侧向力、回正力矩及翻倾力矩”的轮胎稳态侧偏力学特性试验操作方法、结合多轮次插值得到目标侧倾角、侧偏角及垂直载荷下的轮胎稳态侧偏力学特性数据的高精度试验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单、易实施、精度高的轮胎稳态侧偏力学特性的试验方法。本发明为解决上述问题，而采用以下技术方案，轮胎非滚动时在轮胎力学特性试验台上分别设置轮胎的侧倾角、侧偏角及负载半径，锁止这些设置，实现轮胎滚动时稳态侧偏力学特性的高精度测试，并对测试得到的数据进行多轮次插值得到目标侧倾角、侧偏角及垂直载荷下的轮胎稳态侧偏力学特性数据。目标侧倾角、侧偏角及垂直载荷是指试验要求或研究人员所关心的侧倾角、侧偏角及垂直载荷。

更进一步，所述的试验操作，具体包括以下操作步骤：

a、将符合测试要求规格、胎压的被测试轮胎安装在轮胎力学特性试验台上；

b、不启动模拟路面运动系统，在轮胎非滚动状态下调整轮胎力学特性试验台的侧倾角定位机构，使轮胎侧倾角接近试验要求的侧倾角，锁止侧倾角定位机构，保持轮胎侧倾角不变；

c、不启动模拟路面运动系统，在轮胎非滚动状态下调整轮胎力学特性试验台的侧偏角定位机构，使轮胎侧偏角接近试验要求的侧偏角，锁止侧偏角定位机构，保持轮胎侧偏角不变；

d、不启动模拟路面运动系统，在轮胎非滚动状态下调整轮胎力学特性试验台的垂直加载机构，使轮胎垂直载荷接近试验要求的垂直载荷，锁止垂直加载机构，保持轮胎负载半径不变；