[发明专利]路面材料摩擦性能测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种路面材料摩擦性能测试装置及方法。该装置包括第一测试用轮胎、第二测试用轮胎、承载单元、驱动单元、加载单元、轮胎制动控制与测试单元和数据采集单元。本发明利用轮胎制动控制与测试单元实时控制测试用轮胎的滑移率，能实现对路面材料摩擦性能的准确模拟及测试。

主权项

1.一种利用路面材料摩擦性能测试装置进行路面材料摩擦性能测试的方法，其特征在于：所述的路面材料摩擦性能测试装置包括第一测试用轮胎、第二测试用轮胎、承载单元、驱动单元、加载单元、轮胎制动控制与测试单元以及数据采集单元；承载单元位于驱动单元与第一测试用轮胎、第二测试用轮胎之间，用于承载路面材料试件；驱动单元用于驱动所述承载单元进行运动；加载单元位于第一测试用轮胎和第二测试用轮胎的上方，用于施加荷载于第一测试用轮胎和第二测试用轮胎；所述轮胎制动控制与测试单元包括第一制动器、第二制动器、第一转速传感器、第二转速传感器、第三转速传感器、压力传感器、第一拉力传感器和第二拉力传感器；第一制动器安装于第一测试用轮胎上，用于实时控制该第一测试用轮胎的滑移率；第二制动器安装于第二测试用轮胎上，用于实时控制该第二测试用轮胎的滑移率；第一转速传感器安装于第一试用轮胎上，用于测量该第一测试用轮胎的角速度；第二转速传感器安装于第二试用轮胎上，用于测量该第二测试用轮胎的角速度；第三转速传感器安装于承载单元的转轴上，用于测量承载单元的转速；压力传感器安装于加载单元上，用于测量施加给第一测试用轮胎和第二测试用轮胎的压力；第一拉力传感器用于测量作用于第一测试用轮胎的拉力，第二拉力传感器用于测量作用于第二测试用轮胎的拉力；以及所述数据采集单元用于对全部传感器的测试数据进行实时采集并且进行记录；所述的方法包括以下步骤：（1）将路面材料试件固定于所述承载单元上，通过驱动单元驱动所述承载单元进行转动，从而使得所述路面材料试件进行转动；（2）通过加载单元对第一测试用轮胎和第二测试用轮胎施以荷载，以使第一测试用轮胎和第二测试用轮胎均与所述路面材料试件接触，进而使得第一测试用轮胎和第二测试用轮胎运动；（3）采用第一转速传感器测量第一测试用轮胎的角速度ωL1，采用第二转速传感器测量第二测试用轮胎的角速度ωL2，当ωL1－ωL2在0～π/36弧度/秒时，将（ωL1+ωL2）/2作为测试用轮胎的平均角速度ωL；采用第三转速传感器测量所述承载单元的转速ω0，利用如下公式计算滑移率s：式中，s为测试用轮胎与路面材料试件之间的滑移率，u为路面材料试件与测试用轮胎的接触点的线速度，ν为测试用轮胎的轮缘线速度， r为测试用轮胎的半径；R为测试用轮胎与路面材料试件的接触点的旋转半径，ω0为测试用轮胎与路面材料试件的接触点的旋转角速度、即承载单元的转速，ωL为测试用轮胎的平均角速度，下标1和2分别表示第一测试用轮胎和第二测试用轮胎；（4）采用第一制动器和第二制动器分别控制第一测试用轮胎的角速度ωL1和第二测试用轮胎的角速度ωL2，以使得滑移率s控制至期望值si；然后采用压力传感器测量第一测试用轮胎和第二测试用轮胎的压力Ni，采用第一拉力传感器和第二拉力传感器分别测量第一测试用轮胎和第二测试用轮胎的摩擦力Fi，根据如下公式获得测试用轮胎与路面材料试件之间的摩擦系数μi：μi＝Fi/ Ni，其中，i为自然数；（5）改变滑移率si，重复步骤（4），获得不同滑移率时的摩擦系数μi，绘制摩擦系数μ随滑移率s变化的曲线μ＝f（s）。