[发明专利]基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法

权利要求书

1.一种基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法，其特征在于：在设定的载荷、胎压、路面粗糙状态、滚动速度和运动工况下，用测试轮胎在内转鼓路面和外转鼓路面上的测试数据同时修正轮胎有限元模型，得到精确的轮胎有限元模型，再用此修正后的精确轮胎有限元模型在平路面上仿真此设定条件下的轮胎运动，精确预测其平路面力学特性，此方法将试验与仿真相融合，从而达到消除路面曲率对轮胎力学特性的影响的目的，为重载轮胎力学特性获取提供了一种全新的方法，至少包含以下步骤：

第一步：设定要预测的平路面力学特性时的测试轮胎的载荷、胎压、路面粗糙状态、滚动速度和运动工况(侧偏、侧倾等)，以下步骤中的试验和仿真都在此设定条件下实施；

第二步：利用轮胎内转鼓试验台和外转鼓试验台分别完成第一步设定的条件下的轮胎力学特性试验，得到轮胎在内转鼓及外转鼓路面上的测试数据；

第三步：依据轮胎的设计几何参数及材料特性，利用有限元软件ABAQUS对测试轮胎建模，生成轮胎有限元模型；

第四步：利用有限元软件ABAQUS对外转鼓路面建模，使其路面状态符合第一步设定的路面粗糙状态，并组合第三步生成的轮胎有限元模型和外转鼓路面模型，然后仿真在第一步设定的条件下轮胎的力学特性，得到轮胎在外转鼓路面上力学特性的仿真结果；

第五步：利用有限元软件ABAQUS对内转鼓路面建模，使其路面状态符合第一步设定的路面粗糙状态，并组合第三步生成的轮胎有限元模型和内转鼓路面模型，然后仿真在第一步设定的条件下轮胎的力学特性，得到轮胎在内转鼓路面上力学特性的仿真结果；

第六步：进行第二步得到的轮胎在内、外转鼓路面上的测试数据和第四步、第五步得到的仿真结果对比，分析对比结果并修正轮胎有限元模型，得到精确的轮胎有限元模型；

第七步：利用有限元软件ABAQUS对平路面建模，使其路面状态符合第一步设定的路面粗糙状态，并组合第六步得到的精确轮胎有限元模型和平路面模型，仿真在第一步设定的条件下轮胎的力学特性，得到轮胎在平路面上力学特性的预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法，其特征在于，第一步所述的设定要预测的平路面力学特性时的测试轮胎的载荷、胎压、路面粗糙状态、滚动速度和运动工况(侧偏、侧倾等)，这些设定的条件涵盖了各种载荷、各种胎压、各种路面粗糙状态(光路面、粗糙路面等)、各种滚动速度(低速、中速、高速)和各种运动工况(纯工况：侧偏、侧倾、纵滑等，复合工况：侧偏侧倾、侧偏纵滑、侧偏侧倾纵滑等)，使得本发明方法可以适用于所有轮胎，并可预测各种条件下的轮胎平路面力学特性。

3.根据权利要求1所述的一种基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法，其特征在于，第二、三、四、五、六、七步所述的试验、建模、仿真、修正及预测都是在第一步设定的条件下实施的，若设定的条件改变，必须重新进行第二步至第七步，才能保证轮胎在平路面上力学特性预测结果的准确性。

4.根据权利要求1所述的一种基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法，其特征在于，第四、五步所述的利用有限元软件ABAQUS对内转鼓路面和外转鼓路面建模，得到的内、外转鼓路面模型的半径是与第二步使用的内、外转鼓试验台的半径相同的，就是说外转鼓路面模型的鼓面半径等于外转鼓试验台的鼓面半径、内转鼓路面模型的鼓面半径等于内转鼓试验台的鼓面半径，且内转鼓鼓面半径与外转鼓鼓面半径可以不同，从而使得本发明方法不局限于特定半径的转鼓试验台，可基于各种半径的转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性。

5.根据权利要求1所述的一种基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法，其特征在于，第六步所述的修正轮胎有限元模型，修正的重点在于接触摩擦模型(包括ABAQUS软件内嵌的摩擦模型及用FORTRAN语言二次开发的自定义摩擦模型)，通过修正摩擦系数与接触压力、温度、滑移速度的关系，使轮胎在内、外转鼓路面上的测试数据和有限元模型仿真结果对比达到精度要求。

6.根据权利要求1所述的一种基于转鼓试验台测试数据预测轮胎平路面力学特性的方法，其特征在于，第六步所述的修正轮胎有限元模型，需要同时使用内转鼓试验台测试数据和外转鼓试验台测试数据对轮胎有限元模型进行修正，相比单独使用外转鼓试验台测试数据或单独使用内转鼓试验台测试数据能够得到更精确的轮胎有限元模型修正结果。