轮胎在不同的激励下表现的力学特性完全不同,因此不同的轮胎模型适用于不同的工况。适用于分析轮胎低频力学特性的轮胎模型经过国内外学者的不断研究已经趋近于完善,但是用于轮胎高频动态分析的轮胎模型在国内的研究相对较少。国内关于适用于轮胎高频力学特性分析的轮胎模型的研究主要集中在刚性环模型,没有充分地考虑到轮胎带束柔性变形,当轮胎高速通过短波长不平路面导致带束变形时,采用刚性环模型无法准确表达轮胎力学特性。因此,本文借鉴了离散元的方法,将轮胎带束部分离散成用弹簧连接的多个质量点,胎侧部分离散成弹簧阻尼,建立了一种带束可变形的轮胎柔性环模型,利用建立的轮胎柔性环模型进行静刚度仿真、接地印迹仿真以及过凸块动态仿真,并将仿真结果与试验数据进行对比,验证了本文研究的轮胎柔性环模型具有较高的准确性。第一章为绪论,主要介绍了国内外适用于高频轮胎力学特性分析的轮胎柔性环模型的研究现状,并且介绍了轮胎与路面之间接触力的几种计算方法:刷子模型、魔术公式模型、Uni Tire模型以及数值模拟方法,最后对全文的研究内容做了简要介绍。第二章为了研究轮胎的力学特性,介绍了轮胎接地印迹试验、垂向刚度试验、纵向刚度试验以及轮胎过凸块试验。介绍了这些试验的试验步骤和试验方法。为之后的轮胎柔性环模型的参数确定以及模型验证提供了试验数据。第三章基于离散元的建模思想建立了二维的轮胎柔性环模型。该模型将带束离散成多个带束质量点,相邻的带束质量点之间通过弹簧进行连接;相邻带束质量点之间均匀分布多个无质量的模拟接触的接触单元;带束质量点与轮辋之间通过弹簧阻尼连接来模拟胎侧的弹性和充气压力;该模型基于罚函数方法以及库伦摩擦方法计算轮胎与路面之间的接触力,并考虑了轮胎的黏滑特性。最后运用拉格朗日原理推导了质量点以及轮辋的动力学方程,从而建立出轮胎柔性环模型。第四章介绍了模型仿真结果与模型中各参数的关系,为模型参数的确定提供了指导;并用拟合好参数的轮胎模型进行一系列的仿真分析,与第二章中相应的试验数据相比较,验证模型的准确性。第五章为全文的总结和展望。