【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于輪胎建模及數據仿真，涉及基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法。
技術介紹
1、輪胎模型在整車開發中扮演著重要角色，隨著汽車開發周期不斷縮短，整車企業需要輪胎企業采用有限元仿真獲得輪胎力學特性的數據，并建立輪胎模型，即虛擬送樣。基于顯式有限元仿真可獲取輪胎力學特性數據，但受到計算機硬件水平的影響，有限元仿真需要大量的時間和服務器資源，嚴重影響輪胎建模的效率。
2、目前，在有限元仿真中，獲得輪胎縱向力方法有以下三種：
3、方法一：采用準穩態掃掠的形式進行仿真。在仿真任務中，輪胎縱向滑移率從0開始掃掠，緩慢加載至某一大滑移率，直至達到穩態。整個過程中的縱向滑移率加載速率較慢。此方法中每個仿真任務下輪胎的運動速率較慢，其仿真時間長，且仿真結果容易出現振動不穩定的情況。
4、方法二：采用逐個滑移率計算的方式進行仿真。在仿真任務中，輪胎依次加載至各滑移率，并運動一段時間達到穩態；但此方法中所設置的仿真任務數量較多，整體仿真時間長，且所需的仿真資源高。
5、方法三：采用高頻瞬態大縱滑仿真，即滑移率在短時間快速從0掃掠至某一大滑移率，獲得瞬態的縱滑曲線；再結合縱向松弛長度預測出穩態縱向力曲線。此方法三中仿真任務數量較少，且快速掃掠的仿真時間較短，但由于難以獲得準確的縱向松弛長度，導致預測出的穩態縱滑曲線與實際誤差較大。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的技術問題，本專利技術的目的在于在無法獲取準確的縱向松弛長度的情況下，提供了基于有
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，包括以下步驟：
4、s1、在有限元仿真軟件中進行純縱滑仿真，獲取有限元仿真數據，設定仿真工況，分別進行小滑移率下的穩態仿真和大滑移率下的瞬態仿真，提取仿真計算結果，包括名義滑移率κ、小滑移率下的仿真縱向力fxm(穩定后的平均值)以及大滑移率下的仿真瞬態縱向力fxfea等；
5、s2、隨機生成一組魔術公式模型參數，包括bx、cx、dx、ex、svx，以及胎體阻尼cx、胎體剛度kcx，結合大滑移率下的縱滑掃掠提取的滑移率序列，利用公式(6)-(8)計算有效滑移率κe和穩態的縱向力fx：
6、fx＝dx?sin[cx?arctan{bxκ-ex(bxκ-arctan(bxκ))}]+svx(6)
7、
8、其中，cfx表示在有效滑移率κe處的剛度，這里采用名義滑移率κ處的割線剛度近似；bx、cx、dx、ex、svx為待優化的參數，vx為輪胎輪動速度；
9、s3、將有效滑移率κe代入公式(9)，計算大滑移率下的瞬態縱向力fxsim，然后根據公式(10)計算大滑移率下的瞬態縱向力fxsim與仿真瞬態縱向力fxfea的誤差ε1：
10、fxsim＝dxsin[cx?arctan{bxκe-ex(bxκe-arctan(bxκe))}]+svx(9)
11、
12、令有效滑移率κe為仿真工況對應的小滑移率(或者峰值滑移率)，計算該小滑移率下的縱向力fxmsim；
13、s4、根據公式(11)計算小滑移率下的縱向力fxmsim與仿真縱向力fxm的誤差ε2：
14、ε2＝|fxmsim-fxm|???(11)；
15、s5、利用粒子群優化算法，優化并輸出誤差ε1和誤差ε2均最小時的魔術公式模型參數，包括bx、cx、dx、ex、svx，以及胎體阻尼cx，胎體剛度kcx，得到最優化參數；再將初始滑移率序列代入優化后的模型，計算穩態的縱向力fx。
16、優選地，還包括：s6、提取制動仿真計算結果，包括小滑移率負值下的縱向力以及大滑移率負值下的瞬態縱向力；然后重復進行步驟s2-s5，計算穩態的制動縱向力，最終獲得完整的穩態縱滑縱向力曲線。
17、優選地，步驟s1中，所述仿真計算結果還包括仿真時間t、載荷fz等。
18、優選地，步驟s1中，所述仿真工況包括輪胎胎壓、載荷、滑移率、滾動速度、采樣頻率等；
19、優選地，所述小滑移率的取值范圍為5％～8％；所述大滑移率取值為30％以上。
20、本專利技術的有益效果：
21、(1)本專利技術從輪胎的瞬態力學特性出發，考慮了有限元仿真中阻尼特性對輪胎松弛的影響，建立了輪胎瞬態縱滑時名義滑移率與有效滑移率的關系，以及不需要依賴松弛長度的瞬態縱向力預測穩態的縱向力的辨識流程，實現了利用少量的仿真數據即可預測得到高精度的輪胎的穩態縱向力。
22、(2)針對輪胎縱滑工況，本專利技術僅利用4個縱滑工況(兩個小滑移率(正、負值)仿真和兩個大滑移率(正、負值)仿真)的仿真獲得輪胎的瞬態縱向力響應特征，進而可預測完整的輪胎縱滑(驅動和制動)的穩態縱向力，大幅減少仿真時間和仿真資源的占用。
23、(3)本專利技術公開的預測方法考慮了有限元仿真中阻尼特性，因此可用于輪胎其他瞬態特性的相關研究。
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1.基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：還包括：S6、提取制動仿真計算結果，包括小滑移率負值下的縱向力以及大滑移率負值下的瞬態縱向力；然后重復進行步驟S2-S5，計算穩態的制動縱向力，最終獲得完整的穩態縱滑縱向力曲線。
3.根據權利要求1所述的基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：步驟S1中，所述仿真計算結果還包括仿真時間t、載荷Fz。
4.根據權利要求1所述的基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：所述仿真工況包括輪胎胎壓、載荷、滑移率、滾動速度、采樣頻率。
5.根據權利要求1所述的基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：所述小滑移率的取值范圍為5％～8％；所述大滑移率取值為30％以上。
【技術特征摘要】
1.基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于有限元瞬態仿真預測輪胎縱向力的方法，其特征在于：還包括：s6、提取制動仿真計算結果，包括小滑移率負值下的縱向力以及大滑移率負值下的瞬態縱向力；然后重復進行步驟s2-s5，計算穩態的制動縱向力，最終獲得完整的穩態縱滑縱向力曲線。
3.根據權利要求1所述的基于有限元瞬態仿真預...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡海洋，王杰，馮希金，孫麗紅，
申請(專利權)人：安徽佳通乘用子午線輪胎有限公司，
類型：發明
國別省市：
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