论文部分内容阅读
轮胎印迹作为事故现场的重要痕迹,为交通事故判定分析的重要依据之一。事故车辆的轮胎路面印迹在制动(特别是安装ABS的汽车)、转弯工况下表现出的显现不确定性现象,给交通安全、痕迹物证鉴识和交通事故分析等专家带来巨大麻烦。分析和研究轮胎路面印迹的显隐特性,为交通事故提供更加可靠的判定依据仍然是目前尚待解决的问题。将车辆路面视为一个系统,围绕轮胎路面作用机理、轮胎动态作用力、轮胎摩擦、磨损等方面的问题展开研究,充分考虑影响因素的关联机理,解析轮胎印迹显隐特性的车辆路面系统动力学特性,解决出现轮胎印迹显隐特性的区域判定、影响因素等问题。(1)根据橡胶粘弹性特性及粗糙路面分形特性,应用粗糙路面接触理论,解析粗糙路面上的橡胶接触机理,建立橡胶粗糙路面接触面积改进模型;依据轮胎路面作用原理,简化处理橡胶粘弹性能量损失模型,提出考虑轮胎特性和路面分形特性的滑动摩擦因数改进模型,获得轮胎和路面特性对动滑动摩擦因数变化特性的影响规律。(2)考虑胎体和胎面非线性特性,通过求解轮胎滑移区域的滑移速度,建立考虑轮胎橡胶特性、路面特性、滑移速度及垂向载荷的一般理论和魔术公式轮胎动摩擦模型,运用CarSim轮胎仿真平台验证轮胎动摩擦模型的有效性;探析动滑动摩擦因数、轮胎和路面(力学、材料、工况)特性对轮胎动态作用力变化特性的影响。(3)结合简化的轮胎动摩擦模型和多维非线性车辆模型,构建具有15DOF的车辆路面系统非线性动力学模型;应用GPRS技术和惯性测量技术,开发车载转弯制动稳定性测量系统,对车路耦合模型进行试验验证;运用PC-Crash提取事故车辆动态参数变化情况,揭示各影响因素对车辆动态参数的变化及其差异特性的影响。(4)对胎面橡胶磨损脱落特性进行微观解析,结合车辆路面系统非线性动力学模型,对轮胎作用力差异特性进行研究;运用广义能量法,结合轮胎摩擦能量模型对轮胎摩擦能量及其差异特性进行量化分析;构建胎面磨损质量能量模型,定性、定量解析非稳态工况下橡胶磨损脱落质量及其差异特性,从系统动力学角度解析印迹显隐特性产生机理。