[发明专利]一种车轮结构参数匹配整车侧翻稳定性的逆动力学方法

说明书

本发明公开了一种车轮结构参数匹配整车侧翻稳定性的逆动力学方法，包括以下步骤：S1、通过台架试验与有限元仿真相结合的方法得出影响车轮侧偏力学特性的主要结构参数，建立包含结构参数的车轮侧偏力学特性经验表达式；S2、基于Simulink软件建立匹配车轮力学特性的非线性三自由度侧翻预测模型；S3、进行不同结构参数组合的汽车前轮角阶跃工况下的侧翻稳定性模拟仿真，得到若干组不同结构参数组合工况下的汽车侧翻稳定性指标参数；S4、利用逆动力学理论，建立输入为汽车侧翻稳定性评价指标，输出为不同结构参数组合的神经网络模型；S5、利用仿真结果进行网络训练，构建车轮结构参数匹配和汽车侧翻稳定性之间的关系。本发明简单易实现、具有良好应用前景。

技术领域

本发明属于车辆结构与性能优化设计技术领域，具体涉及一种车轮结构参数匹配整车侧翻稳定性的逆动力学方法。

背景技术

轮胎作为汽车与地面接触的唯一汽车部件，其性能对汽车的侧翻稳定性有重要影响。根据整车性能的需要生产各种合适的轮胎以及怎样为设计车型匹配合适的轮胎一直以来都是轮胎制造商和整车设计厂商非常关心的问题。

目前，汽车初期设计过程中的车轮与汽车匹配问题，大多基于简单的理论计算再加上样车的试验调校，存在研发精度低，周期较长等缺点。研究预测轮胎结构特性与整车性能之间关系的理论和方法，可以在汽车前期的研发设计过程中，通过精确的理论计算得到最佳车轮匹配整车特性方案，提高研发效率、精度，避免了研发的盲目性，指导轮胎供应厂商的车轮匹配设计工作。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提高车轮设计研发效率、精度，避免了研发的盲目性，指导轮胎供应厂商的车轮匹配整车性能设计工作，本发明提供一种车轮结构参数匹配整车侧翻稳定性的逆动力学方法，

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种车轮结构参数匹配整车侧翻稳定性的逆动力学方法，包括以下步骤：

S1、通过台架试验与有限元仿真相结合得出影响车轮侧偏力学特性的结构参数，建立包含结构参数的车轮侧偏力学特性经验表达式；车轮结构主要包括輮轮、轮毂和铰链组；

S2、基于Simulink软件建立匹配车轮力学特性的非线性三自由度侧翻预测模型；

S3、进行不同车轮结构参数组合的前轮角阶跃模拟仿真，得到相应的汽车侧翻稳定性指标参数；

S4、基于逆动力学理论建立输入为汽车侧翻稳定性评价指标、输出为不同结构参数组合的神经网络模型；

S5、利用仿真结果进行网络训练，构建车轮结构参数匹配和汽车侧翻稳定性之间的关系。

进一步的，所述步骤S1具体包括以下子步骤：

S11、总结结构参数对侧偏力学特性影响规律；

S12、建立侧偏刷子理论模型，前后轴各车轮轮胎力为：

F_y＝μF_zθ_y(3tanα-3θ_ytan²α+θ_y²tan³α)

其中，θ_y＝(2c_eyl_p²)/3μF_z；其中，c_ey为刷毛单元侧向刚度，α为车轮的侧偏角，F_z为车轮垂向载荷，μ为地面附着系数，l_p为接地印迹半长，λ_c为待定常数，F_y为车轮侧向力。

进一步的，所述结构参数包括：輮轮的断面宽度、高度，弹性环分布的宽度、高度，铰链组的长度、数目，橡胶层的剪切模量。