[发明专利]一种车辆轮胎阻尼试验装置及分析方法

权利要求书

1.一种车辆轮胎阻尼试验装置及分析方法，包括牵引装置和拖引装置，其特征在于：在牵引装置中包括牵引车(1)、计算机分析系统(2)，所述计算机分析系统(2)安装在牵引车(1)上，其中，计算机分析系统(2)包括信号放大器(16)、滤波器(17)、A/D转换器(18)、计算机(19)，所述信号放大器(16)、滤波器(17)、A/D转换器(18)、计算机(19)依次顺序连接；在拖引装置中包括待测轮胎(3)(5)(11)(13)、振动加速度传感器(4)(6)(10)(15)、配重块(7)、路面计(8)、载物板(9)、车桥(12)(14)，所述载物板(9)与牵引车(1)相连，与车桥(12)，车桥(14)连接为一体；所述振动加速度传感器(4)与信号放大器(16)相连，安装在待测轮胎(3)所处位置处的载物板(9)上；所述振动加速度传感器(6)与信号放大器(16)相连，安装在待测轮胎(5)所处位置处的载物板(9)上；所述振动加速度传感器(10)与信号放大器(16)相连，安装在待测轮胎(11)所处位置处的载物板(9)上；所述振动加速度传感器(15)与信号放大器(16)相连，安装在待测轮胎(13)所处位置处的载物板(9)上；所述路面计(8)与信号放大器(16)相连，安装在载物板(9)的几何中心位置处的下板面上；所述待测轮胎(3)及待测轮胎(13)安装在车桥(14)上；所述待测轮胎(5)及待测轮胎(11)安装在车桥(12)上；所述配重块(7)固定于载物板(9)的几何中心位置处；其中，所述待测轮胎(3)(5)(11)(13)的类型及型号相同。

2.根据权利要求1所述的一种车辆轮胎阻尼试验装置及分析方法，其特征在于：所述配重块(7)用于测试车辆轮胎在不同承载质量下所具有的阻尼。

3.根据权利要求1所述的一种车辆轮胎阻尼试验装置及分析方法，其试验分析方法技术方案的具体步骤如下：

(1)将四个待测轮胎安装在车桥上；根据轮胎承载的质量在载物板上加载相应配重块；启动牵引车，使车辆轮胎阻尼试验装置在一定路面工况环境下行驶；

(2)利用所述试验装置中的振动加速度传感器、计算机分析系统，测量并采集得到在某行驶工况下各待测轮胎所处位置处的载物板的垂直振动加速度信号；利用所述试验装置中的路面计、计算机分析系统，测量并采集得到在相同测试时间段内的路面不平度信号；采集振动加速度信号及路面不平度信号的时间长度为{0,T}＝{[0,t₁]+[t₁,T]}，其中，前一时间段[0,t₁]的振动加速度信号及路面不平度信号用于轮胎阻尼参数的辨识，后一时间段[t₁,T]的振动加速度信号及路面不平度信号用于对阻尼参数辨识结果的仿真验证；

(3)将各待测轮胎的阻尼视为等效线性阻尼，即待辨识的轮胎阻尼C_i，其中，i＝1,2,3,4；利用车辆轮胎的刚度K_t，拖引装置质量的1/4，即m，构建1/4车辆轮胎系统的单质量垂向振动模型；

(4)根据步骤(3)中所构建的1/4车辆轮胎系统的单质量垂向振动模型，利用计算机中的Matlab/Simulink仿真软件，建立车辆轮胎系统的仿真模型，以在前一时间段[0,t₁]所测得的路面不平度信号作为输入信号，对各待测轮胎所处位置处的载物板的垂直振动加权加速度均方根值进行仿真，其中，在不同频率下的加权值为

wk(fi)=0.5fi∈[0.5,2]Hzfi/4fi∈(2,4]Hz1fi∈(4,12.5]Hz12.5/fifi∈(12.5,80]Hz;]]>

(5)以车辆轮胎阻尼C_i作为优化辨识变量，利用在前一时间段[0,t₁]仿真所得到的各待测轮胎所处位置处的载物板的垂向振动加权加速度均方根值其中i＝1,2,3,4，与试验所测得的各待测轮胎所处位置处的载物板的垂向振动加权加速度均方根值其中i＝1,2,3,4，建立车辆轮胎阻尼参数辨识的目标函数(J_i)min，其中i＝1,2,3,4，即

(Ji)min=(σz..i_sim-σz..i_test)2;]]>

(6)根据步骤(5)中所建立的车辆轮胎阻尼参数辨识的目标函数，利用优化算法求参数辨识目标函数的最小值，此时所对应的优化变量即为辨识所得到的四个待测轮胎的阻尼，即C_i；

(7)根据步骤(6)中辨识所得到的四个待测轮胎的阻尼C_i，确定单个车辆轮胎的阻尼C_t，即

Ct=14Σi=14Ci;]]>

(8)根据步骤(7)中所确定的车辆轮胎的阻尼C_t，以在后一时间段[t₁,T]内所测得的路面不平度信号作为输入信号，对各待测轮胎所处位置处的载物板的垂直振动加权加速度值进行仿真计算，并与在该时间段内所测得的各待测轮胎所处位置处的载物板的垂直振动加权加速度值进行比较，从而对车辆轮胎阻尼参数的辨识结果进行验证。