重载轮胎垂向力与纵向力联合估计算法及验证

作     者：刘志浩 马超群 刘秀钰 高钦和 刘钇汛 LIU Zhihao;MA Chaoqun;LIU Xiuyu;GAO Qinhe;LIU Yixun

作者机构：火箭军工程大学兵器科学与技术军队重点实验室西安710025 

出 版 物：《兵器装备工程学报》 (Journal of Ordnance Equipment Engineering)

年 卷 期：2024年第45卷第9期

页      面：220-228,268页

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51905541) 装发基础研究专项(514010502-302) 陕西省自然科学基础研究计划(2020JQ487) 陕西省高校科协青年人才托举计划(20190412) 

主　　题：重载轮胎 周向应变 支持向量回归机 轮胎力估计 

摘      要：针对现有轮胎垂向力与纵向力间接估计方法存在误差累计、力线性饱和区等问题,开展基于胎内应变信号的重载轮胎垂向力与纵向力联合估计方法研究,建立了考虑材料力学与几何结构的16.00R20重载轮胎有限元模型,通过轮胎刚度加载试验与模态振动试验验证了有限元模型的准确性;探究了轮胎垂向力与纵向力复合加载工况下的轮胎力学变形特征与周向、轴向应变特性;通过对胎面内衬层点位周向应变曲线的非对称性分析,提出了前后接地角、接地长度作为垂向力估计辨识特征,周向应变谷值差作为纵向力估计辨识特征,在此基础上,分析了垂向力与纵向力的可联合性,结合支持向量机建立了垂向力与纵向力联合估计模型。计算结果表明:垂向力加载范围为5000~800000 N时,估计模型训练集均方根误差为30.34 N,平均绝对百分比误差为0.14%;纵向力加载范围为0~25000 N时,估计模型训练集最大误差为128.5 N,平均绝对百分比误差为0.28%,模型能实现轮胎垂向力与纵向力的准确估计。