模拟轮胎在地面上滚动的热力学行为的过程

摘要

本发明涉及对在地面上行驶的车辆上装配的轮胎的行为进行模拟的方法，其中，所述方法包括力学模型，其主要用于根据与运行和使用的轮胎的物理条件相关的动态参数和轮胎特定的物理参数，计算由在地面和车辆之间的轮胎传输的纵向力(Fx)和横向力(Fx)。根据本发明，力学模型耦合到局部热学模型，以考虑温度对附着率的影响，并且还耦合到全局热学模型，以考虑温度对轮胎橡胶的切力模量的影响。实用性：车辆动态行为的实时模拟。

主权项

1、一种对车辆轮胎在地面上滚动的物理行为进行模拟的过程，所述轮胎的胎面与所述地面具有接触区域，所述接触区域包括至少一个附着接触区域和至少一个滑移接触区域，所述过程至少包括建模操作、赋值操作、以及解算操作，其中，所述建模操作涉及基于特定物理参数和动态参数，通过应用已知的和/或通过特定实验所确立的物理规律，来至少建立如下模型作为第一模型：由所述地面和所述车辆之间的轮胎传送的纵向力(Fx)、横向力(Fy)、和自校准扭矩(Mz)的模型，所述特定物理参数包括所述轮胎的橡胶的附着系数和切力模量，所述动态参数与所述轮胎的使用和滚动的物理状态相关联，其中，所述自校准扭矩相关于所述纵向力和所述横向力的强度、以及这些力在所述接触区域中的分布，其中，所述赋值操作涉及至少将数值赋给所述动态参数(4)和所述特定参数(5)，并且其中，所述解算操作涉及通过使用至少所述第一模型以及赋给所述动态参数和所述特定物理参数的值，来至少推算所述纵向力(Fx)、所述横向力(Fy)以及所述自校准扭矩(Mz)的值，所述过程的特征在于：所述建模操作还包括建立局部发热模型作为第二模型，所述局部发热模型表达由于所述胎面与所述地面之间的接触和滑移，从所述接触区域的开始到结束的所述胎面与所述地面的接触的温度的变化，以及建立全局发热和热流量模型作为第三模型，其中，所述第三模型基于先前已知的或者根据外部和内部温度估计的值、所述胎面的热传导系数、以及与诸如所述轮胎的内部变形、所述轮胎与其环境之间的热传递、和所述胎面在所述地面上的滑移之类的与热力学部件有关的现象，来表达在至少一个车轮旋转的周期内，外部胎面温度和内部轮胎温度的变化，其中，相应地基于所述外部温度和所述内部温度，在所述第一模型中涉及至少所述附着系数和所述切力模量作为变量，其中，考虑到所述附着系数的温度相关性，将通过关于所述第三模型的解算操作而获得的所述外部温度(Ts)的值，用于关于所述第二模型的解算操作，并且其中，考虑到所述轮胎的橡胶的切力模量的温度相关性，将通过关于所述第三模型的解算操作而获得的所述内部温度(Ti)的值，用于关于所述第一模型的解算操作。