【摘 要】
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轮胎动力学是车辆动力学分析的基础,其中轮胎静态、稳态和瞬态的特性对于车辆操纵稳定性具有重要的影响。由于经济社会的快速发展,对轮胎与整车匹配的要求越来越高,传统的样车试制到场地评价的方法逐步瓦解,虚拟匹配、虚拟调校和虚拟评价的方法越来越成为主要的技术开发路线。但是由于轮胎复杂的材料特性和力学性能,使得轮胎与整车的匹配研究一直是重点和难点。目前对于轮胎的性能评价体系依然大多数照搬于车辆的性能评价工况与
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轮胎动力学是车辆动力学分析的基础,其中轮胎静态、稳态和瞬态的特性对于车辆操纵稳定性具有重要的影响。由于经济社会的快速发展,对轮胎与整车匹配的要求越来越高,传统的样车试制到场地评价的方法逐步瓦解,虚拟匹配、虚拟调校和虚拟评价的方法越来越成为主要的技术开发路线。但是由于轮胎复杂的材料特性和力学性能,使得轮胎与整车的匹配研究一直是重点和难点。目前对于轮胎的性能评价体系依然大多数照搬于车辆的性能评价工况与方法,不能针对轮胎的特性建立有效的评价手段;同时,所研究的车辆特性与轮胎关键性能关系模糊,无法对轮胎的设计生产提供指导。本文从轮胎动力学的角度出发,对轮胎与整车匹配的重要工况与关键性能进行分析,将轮胎关键特征性能作为评价基础,通过线性函数和整车性能建立关联,提出从轮胎性能到整车虚拟评价的评价模型并进行验证,该评价方法不仅为轮胎的设计制造指明发展道路,同时能将车辆的性能目标分解到轮胎的关键力学特性上,对新车型的开发有着重要的积极影响。根据上述问题,基于课题组先前对车辆主观与客观相关性的研究基础之上,本文进行了如下的几个部分工作。1.轮胎性能评价关键工况的提出与分析通过对轮胎装配到车辆后评价时的操纵方法和驾驶员的评价感受,结合目前国内外企业的评价方法与评价内容,总结出适用于在车辆行驶时,对轮胎性能评价的工况和操作方法。搭建精确的车辆模型,参考DOE设计要求,全面研究所提出工况中车辆底盘各子系统（包含悬架、转向系统和轮胎）的影响程度,进一步选择所研究的客观工况,并说明其合理性,以便于后续开展对轮胎动力学和性能评价的相关研究。2.整车主客观一致性评价模型构建基于上述选择的客观评价工况,对每个客观的测试工况性能逐个分析,获得与主观评价相关的车辆运动状态参数。依据车辆动力学基础理论与驾驶员的主观评价感受描述分别提取各个工况下的客观性能指标,将采集到的数据进行低通滤波处理并去除零点漂移,经过多项式拟合和数据归一化计算客观指标。基于岭回归岭迹图和互相关系数分析等方法对客观指标进行筛选,随后通过多元线性回归分析建立可靠的轮胎与整车操稳匹配的主客观相关性评价模型。3.基于整车操稳性能评价的轮胎匹配方法与验证结合轮胎动力学的基础理论和轮胎六分力特性的研究,选择Pac轮胎模型进行仿真。通过对模型参数和不同工况下轮胎性能工作区间的分析,搭建由Isight、Carsim和Matlab软件的联合仿真平台,将仿真得到的轮胎关键力学特性指标作为输入,以车辆虚拟主观评分作为目标来训练BP神经网络。通过对该神经网络模型的研究,间接得到在不同轮胎与整车操稳性能虚拟匹配工况下,轮胎各项性能指标与虚拟主观评分的关联。同时,搭建以轮胎关键特征参数作为基础的新型轮胎性能评价模型,该模型将分别研究轮胎与整车匹配时的稳态、瞬态以及侧向力学性能处于线性区、过渡区和滑移区的五个不同性能工况。通过对影响不同工况的关键轮胎性能全因素仿真的研究,将轮胎性能指标通过线性函数与虚拟主观评价建立相关性。通过随机生成的轮胎模型进行检测,结果满足使用要求（误差远低于3.3%）。该新型轮胎性能评价模型可以对轮胎的侧向动力学特性进行规范,通过车辆的性能要求逆向求解得到轮胎的关键性能目标,有利于轮胎与整车操稳性能的匹配开发和轮胎的设计生产。
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